铜陵海螺5000t/d熟料国产化示范线工程扫描

　　铜陵海螺5000t/d熟料国产化示范线(以下简称铜陵二线)是国内第一条全部采用国产化主机设备的5000t/d熟料级水泥生产线。该生产线由国内最大的水泥集团——安徽海螺集团为建设业主，由中材国际南京水泥工业设计研究院(以下简称南京院)承担工程设计和技术支撑服务。该生产线烧成系统主机设备(预热分解系统、回转窑、篦冷机、燃烧器)由南京院开发设计并进行设备成套供货。

　　铜陵二线建设工程设计合同及烧成系统主机设备成套供货合同签订于2000年12月份，工程在2001年2月破土动工建设，主生产线于2002年3月建成并开始进行生产调试，2002年6月全线建成投产，2002年10月各项主要技术经济指标均达到或超过设计指标。目前，系统熟料产量稳定于5600t/d以上，操作稳定，各项参数正常。由于在项目设计和建设中，业主和设计院紧密配合，优化方案，充分利用原有的设施和条件，使铜陵二线建设总投资仅用2.56亿元，建设周期13个月，均达到国内水泥熟料生产线建设最佳水平。

1　建设背景和建设条件

　　安徽海螺集团是国务院确定的120家国家级企业集团之一，是中国最大的水泥企业，市场和销售渠道稳定。铜陵海螺水泥有限公司(以下简称铜陵海螺公司)是由安徽海螺集团公司控股的水泥股份有限公司，位于安徽省铜陵市西南约12km的古圣村，所处地域的水泥生产资源丰富、品质优良；厂区西距黄金水道长江约1.3km，厂区西北距宁铜铁路终端站一横港南站约3.5km，水陆运输条件优越。而且，公司培养有一大批熟悉新型干法生产的技术管理及营运管理人才。所有这些都使铜陵海螺公司具有很好的扩建条件。

　　近10年来，代表当代水泥生产技术水平的新型干法生产技术和装备技术已日趋成熟，水泥工业生产大型化已成为水泥生产发展的大趋势。中国水泥工业大力发展新型干法水泥，加速淘汰落后工艺已成为一项重要任务。国家主管部门也提出了我国发展水泥工业的“T”型规划，特别是2000年8月国家经贸委主任盛华仁视察海螺集团时，提出了建设大型干法水泥国产化示范线的指示，体现了我国水泥工业进行结构调整的紧迫性。

　　安徽海螺集团作为中国最大的水泥企业，义不容辞地站到了推动我国大型化新型干法水泥发展的前列。在系统总结集团工程建设经验及考察调研国内已投产的4000t/d和5000t/d水泥生产线的基础上，从振兴民族工业、推动国家大型水泥机械工业发展出发，于2000年9月决定全部采用国产主机设备，在铜陵建设1条5000t/d水泥熟料生产线，并立即开始筹建。

　　铜陵海螺公司原有1条4000t/d熟料的生产线(即铜陵一线)，是国家“八五”重点建设项目，其主机设备从丹麦F.L.S公司引进，技术装备水平达到20世纪90年代国际先进水平。铜陵一线于1996年建成投产，生产情况良好，现在回转窑熟料产量稳定在4500t/d水平，各项技术经济指标均达到或优于设计指标，并于1998年6月通过国家验收。为其配套，工厂已建有石灰石矿山和约5km的石灰石长胶带输送系统，水泥、熟料装船专用码头，进厂铁路专用线，水外理厂，供配电设施及完整的辅助生产和行政生活设施。

2　主要设计原则、建设内容及主要技术经济指标

2.1　主要设计原则

　　根据上述情况，我们在设计工作开始前就确定本项目要以“高可靠性、低投资、低成本、高效益”为设计目标。根据这一设计目标，特制定了以下设计原则：

　　(1)切实领会国家经贸委盛华仁主任对于海螺集团公司建设大型干法水泥国产化示范线的指示精神，有效贯彻“生产可靠、技术先进、节省投资、提高效益”的设计指导方针，把本项目建成具有我国自主知识产权的示范生产线。

　　(2)以生产可靠为先决条件，开发和选用国内先进成熟、稳妥可靠、节能降耗、信誉质量好的技术装备，同时通过优化设计，保证本项目达到良好的效果。

　　(3)铜陵二线建设设计时，要结合一线进行总体规划优化，利用一线已有的富裕能力，完善一线存在的缺陷，使一线、二线互通互补，平衡发挥全厂各部分的最佳能力。同时要考虑二线建设过程中，不影响或少影响一线的生产。

　　(4)二线建设设计时，必须保证环保、劳动安全、工业卫生、消防等各方面达到国家和各有关部门的标准或规定。

2.2　主要设计和建设内容

　　鉴于上述设计原则，在铜陵二线工程建设中，我们充分考虑合理利用已有设施，以降低建设工作量和建设投资。在新建生产线和一线设施综合优化基础上，确定铜陵二线建设的主要设计内容有：

　　(1)新建1条熟料生产线。含新建设石灰石预均化堆场、原料配料站到熟料储库的完整熟料生产线。(2)改、扩建部分项目。具体内容有：扩建石灰石矿山(含新增1套石灰石破碎系统并对原有石灰石输送长胶带进行提速改造)；新增1套粉砂岩破碎及输送系统；改造和增加粉砂岩、硫酸渣、原煤输送及旁路系统；改造原有的总降压站，新建二线配电系统；在原中央控制室内增设二线中控设备和通迅联络设施；扩建循环给水、压缩空气系统。

2.3主要技术经济指标

　　根据工厂各种条件及目前我们的技术水平，确定了铜陵二线的设计主要技术经济指标见表1。

3　主机设备及主要物料储存的配置

　　铜陵二线的主要物料储存及主机设备的配置情况分别见表2、表3。

4　铜陵二线主要设计特点

　　(1)设计中充分挖掘一线(包括矿山)各环节的富裕能力，在二线设计中进行合理平衡调配，改造补缺，特别是对原料储存、输送及辅助生产设施，尽可能改造、挖潜，利用原有设施，大大降低了二线的建设工程量；即降低了建设投资，又使全厂的综合生产能力更趋平衡，全厂总图布置也紧凑合理。

　　(2)二线烧成系统全部采用南京院开发研究的技术和设备，特别是5000t/d预分解系统(NC型双系列五级预热器系统＋NST－1型在线喷旋管道分解炉系统)、NC－III型控制流充气梁篦冷机、NC－15Ⅱ型三通道煤粉燃烧器等，其性能优良、操作可靠。其同预热器C1出口温度< 340℃，系统压损<4.8kPa。这标志着南京院在大型水泥生产技术和设备的研究开发上，已经达到了国际水平。

　　(3)土建设计中打破条条框框，敢于创新，采用了许多投资、施工便利的新技术。如窑尾塔高约90m，平面尺寸17m×25.6m，高宽比接近5.3，体积大、荷载重。我们对该塔架结构方案采用了多种布置形式的计算、分析比较，并做过多次风洞试验研究，合理选择设计参数，最大限度地实现满应力设计。因窑尾塔架柱(主要竖向受力构件)的用钢量占窑尾总用钢量的30％左右，因此合理地选择柱的截面形式可降价工程投资。我们在设计中对H型钢柱、方形钢管柱、圆形钢管柱、钢筋混凝土柱进行了比较，后选择了综合经济指标较好的钢管混凝土柱方案，使烧成窑尾框架用钢量仅为900t，比用纯钢柱节约了较多钢材。又如直径Φ60m的熟料库，体积大，受力情况与常规库不同，为此，我们对该库进行大量的计算的反复优化，结果与同类库比，减薄了库壁的厚度，钢材用量节省200多t。在设计Φ110m石灰石预均化堆场时，南京院在水泥行业首次对这么大直径的堆场顶盖采用空间网壳结构，受力合理、用料经济、造型美观、容易满足较大的跨度，可以用较小的构件组成较大的空间，便于工厂化生产，安装简便快捷，施工过程中不需要大型吊装机械，且整个顶盖比同规模的库顶盖节省钢材300t左右。

　　(4)在本项目中，主机全部采用了国产设备，特别是5000t/d双系列五级旋风预热器分解炉系统、Φ4.8m×74m回转窑、5000t/d篦冷机、MLS4531生料磨等大型主机设备，均是国内首次使用的设备，在业主和各有关单位的共同努力和密切配合下，取得了突破性的成功。现在生产线运行正常 ，各项技术经济指标均达到设计值。这一方面体现了海螺集团领导层洞察国内外水泥技术、设备加工的现状，敢为人先的科学判断和决策能力；另一方面也表明近年来我国水泥机械设备开发加工能力有了长足进步；同时也证明南京院在大型生产线的设备研发、系统配置和总体布局上，已非常成熟，达到了得心应手的境界。真正把本项目建成了具有我国自主知识产权的示范生产线。

　　(5)本项目窑头、窑尾设置电除尘器，其余各扬尘设置高效袋除尘器，全厂除尘都按高标准设计，使生产中粉尘排放量(标况)达到小于50mg/m3。在烧成系统特别是分解炉设计中，考虑多种降NOX措施，有效降低了废气中的NOx含量。另外，对于噪声大的设备、车间采取消音、隔音等措施。在总图布置中，有机结合植树种花等绿化措施。上述措施使得全厂环保水平达到了高标准。 5　铜陵二线的生产调试及运行

　　铜陵二线经过13个月的建设，于2002年3月18日进入单机调试、联动试车、点火烘窑和待料阶段，4月22日正式进入投料试生产调试阶段。由于本生产线是国内投产的第一条国产化5000t/d生产线，在全厂设计、国产设备的开发制造、生产线建设安装、生产操作等各方面都存在需探索和协调的地方。因此，在调试期间，对一些地方进行了优化处理，使系统在较短的时间内达到了设计指标，并能长期连续稳定运行。调试期间，我们主要进行的优化处理有以下三点：

　　(1)生料立磨的优化。因本生产线首次采用了国内开发设计和制造的第一台大型立磨(MLS4531)，在生产调试初期，出现了液压系统漏油、蓄能器能力不足、磨机振动较大等问题，使立磨粉磨能力和运转率都不能达到设计指标，生料供应满足不了烧成系统的要求。因此烧成系统无法满负荷运行，只能低负荷或低运转率运行。对此，业主方和南京院、设备供应商、施工商安装单位花大力气研究了立磨存在的问题，找出原因，并进行了处理。如为每个液压缸增备了2个40L的蓄能器；又对液压缸头处导向套的材质与数量作了改进。此外，还针对立磨振动较大的问题，额外进行了基础加固处理。通过一系列的调整改进，使立磨运行趋于正常，粉磨能力及运转率均达到或超过设计指标，磨产量超过400t/h。这一分析调整、改进过程，大约用了近3个月的时间。为国产大型立磨的完善，积累了丰富的经验。

　　(2)废气处理系统的优化。本生产线生料粉磨和窑尾废气处理采用单风机高浓度电除尘系统，由于处理风量很大，大风管上的大阀门调整控制难尽人意，使立磨用风量的调节困难，影响了立磨的运行。经分析研究，我们采用最简单的办法，改造了风管，使系统运行很快达到了正常水平。

　　(3)窑头废气温度偏高的优化。设计时考虑一、二线的结合而将煤粉制备系统设置在窑尾，采用窑尾废气作煤磨热源；又由于调试初期较长时间的低负荷运行，篦冷机喷水系统长期不用而损坏，使得烧成系统满负荷运行初期窑头废气温度偏高，影响窑头电除尘器的安全运行。经分析研究，我们对篦冷机喷水系统进行了恢复，以对篦冷机内气体采取分隔措施。经过处理，窑头废气温度偏高的问题彻底得到解决，在解决了上述问题，并对系统进行了优化改进后，生产线全线实现了完全正常生产。

6 　结语

　　经过近2年的筹建、建设和生产调试，海螺集团公司、南京院 及有关施工、安装单位、设备厂家的领导和技术人员齐心合力，倾注了大量的心血，终于使铜陵海螺5000t/d熟料国产化示范线的建设取得了成功。该生产线的建成投产，实现了国家经贸委盛华仁主任对海螺集团公司建设大型干法水泥国产化示范线的指示精神，真正做到了“生产可靠、技术先进、节省投资、提高效益”。

　　铜陵海螺5000t/d熟料国产化示范线的建设成功，标志着我国水泥生产技术、大型设备研发制造技术达到了新水平，具备了和国外技术、设备竞争的能力，其各方面的意义是非凡的。该生产线的建成，是与海螺集团领导高瞻远瞩、以振兴中华水泥工业为己任的使命感及对国内外水泥工业总体发展的准确把握分不开的。该生产线的建成，会带领国内水泥工业掀起一个建设大规模、低投资新型干法水泥生产线的热潮，促进我国水泥工业的结构调整，为我国水泥工业驶上良性发展的轨道做出了贡献。

　　作为该生产线的工程设计和技术支持单位，南京院在提供优良技术服务的同时，也丰富和积累了为大型水泥生产线提供技术服务的经验，进一步提高了技术服务水平。我们将认真总结本工程建设成功的经验，通过不断完善和优化，使我院的设计、技术达到世界先进水平。

摘自《中国水泥》2003年02月号