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江蘇恒遠國際工程有限公司生料磨系統(tǒng)改造提產(chǎn)40t/h

 

 

 

（江蘇恒遠國際工程有限公司，江蘇 揚州 225234）

1　改造前的工藝流程
    某水泥新型干法生產(chǎn)線于2004年建成投產(chǎn)，該生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)的設(shè)計熟料產(chǎn)量為3 200t/d，設(shè)計年運轉(zhuǎn)率為85%，項目建成后隨著公司對生產(chǎn)線進行了多次節(jié)能降耗改造，燒成系統(tǒng)的日產(chǎn)量已達到4 000t/d左右，燒成系統(tǒng)年運轉(zhuǎn)率基本上都在90%以上并且設(shè)備的運行狀況良好。該公司采用四組分配料，原料中除了黏土自己開采以外基本上都是外購。工藝流程簡圖如圖1。

 

    原料系統(tǒng)配備的是一臺5.1×11m的風(fēng)掃磨，磨機的設(shè)計產(chǎn)量為240t/h（0.08mm方孔篩的篩余小于15%），在生產(chǎn)線投產(chǎn)之初磨機的能力還能夠滿足生產(chǎn)需求，但隨著燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量提高，原料磨的產(chǎn)能明顯偏緊，雖然在入磨前增加了二級破碎機，降低入磨粒度，提高原料磨的產(chǎn)量，并且生產(chǎn)上作了調(diào)整，將生料的細度指標(biāo)調(diào)高到了24%，但是產(chǎn)量也只是剛好能滿足燒成系統(tǒng)的需要。如果要提高產(chǎn)量可以有兩種途徑：第一種途徑是在原有的基礎(chǔ)上增加一套生料磨系統(tǒng)，然后兩套系統(tǒng)同時運行為窯系統(tǒng)提供生料；第二種途經(jīng)是廢除原有的粉磨系統(tǒng)，新建一套粉磨系統(tǒng)，新建的粉磨系統(tǒng)可以滿足窯系統(tǒng)產(chǎn)量的需要。
    比較兩種情況，第一種途徑優(yōu)勢在于可以充分的利用原有的設(shè)備，投資上可能會有所降低，在改造的過程中對生產(chǎn)不會造成影響；第二種途徑的優(yōu)勢在于改造的效果明顯，不但可以提高磨機的產(chǎn)量，而且也可以采用先進的工藝及裝備，降低粉磨系統(tǒng)的能耗。改造后維護維修及生產(chǎn)操作比第一種途徑更加方便。由于第一種途徑是增加一套系統(tǒng)，因此也要相應(yīng)的配套輸送及廢氣處理系統(tǒng)，這樣成本比第二種途徑也節(jié)省不了多少。相對兩種途徑的比較，第二種途徑更符合改造的原則。

2　改造的條件
    （1）在原料磨房的南面有一大塊空地，可以將磨機、循環(huán)風(fēng)機、潤滑及液壓站建設(shè)在這塊空地上；可以改裝原有磨房的頂部安裝旋風(fēng)收塵器。
    （2）項目完成后總裝機容量要低于原有設(shè)備的總裝機容量，因此電源不是問題。
    （3）項目改造后，耗水量有所增加，但是該廠靠近江河邊，江河水資源非常豐富，所以水資源也不存在問題。
    （4）改造項目沒有大幅增加壓縮空氣的用量，因此使用原有的空氣壓縮機即可。

3　設(shè)計方案的確定
    在原有的磨房旁邊建設(shè)一套立磨系統(tǒng)，立磨臺時產(chǎn)量為280t/h（在生料的細度0.08mm孔篩余小于12%的條件下）。對原有的輸送設(shè)備進行改造，將原料引入新建的生料磨內(nèi)進行粉磨，然后在出磨端新建輸送設(shè)備將生料輸送到生料庫的提升機，再輸送到生料庫內(nèi)；利用原有的窯尾下行風(fēng)管，將窯尾的廢氣引入新建的生料磨內(nèi)，利用廢氣的熱量對入磨的原料進行烘干，出生料磨的廢氣再引入原有廢氣入理系統(tǒng)；在改造前對電氣設(shè)備進行了充分的評估，對于能夠符合繼續(xù)使用條件的電氣設(shè)備繼續(xù)使用，以便節(jié)省投資。改造后的工藝流程見圖2。拆除原有的入磨帶式輸送機，重新再安裝新的帶式輸送機將經(jīng)過配料后經(jīng)物料輸送到立磨系統(tǒng)，物料通過回轉(zhuǎn)給料機喂入立磨內(nèi)。將原有引入球磨機的熱風(fēng)管拆除，安裝新的風(fēng)管與窯尾輸出風(fēng)管連接，將熱風(fēng)引入立磨系統(tǒng)。物料進入磨機進行輾壓粉磨，熱風(fēng)引入磨機后一方面將原料烘干，另一方面將磨細的物料抽到磨機的頂端，磨機的頂端有自帶的選粉設(shè)備，不合格的粗粉被選粉機分選出來重新進入磨內(nèi)進行粉磨。合格的細粉隨著熱風(fēng)進入四級旋風(fēng)分離器，部分產(chǎn)品經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后進入分離器下部的輸送設(shè)備，由輸送設(shè)備輸送到生料庫入庫提升機。未選出來的細粉繼續(xù)隨著熱風(fēng)通過新安裝的風(fēng)管引入原有的廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)廢氣處理系統(tǒng)除塵后的廢氣排入大氣，產(chǎn)品被布袋收塵器收集后經(jīng)原有的輸送系統(tǒng)輸送到生料庫提升機。
 

 

 

    為了補充磨內(nèi)風(fēng)量不足，在出旋風(fēng)分離器的風(fēng)管安裝一個循環(huán)風(fēng)機，將部分風(fēng)量再引回磨內(nèi)。在磨機旁建一套磨機物料循環(huán)系統(tǒng)。磨盤在轉(zhuǎn)動的過程中物料溢出磨盤，質(zhì)量較小的物料被高速通過風(fēng)環(huán)的熱風(fēng)帶到磨機頂部或磨盤內(nèi)；但是質(zhì)量較大的物料落入風(fēng)環(huán)內(nèi)，被焊接在磨盤上的刮料板刮入磨機的外循環(huán)系統(tǒng)，通過磨機的外循環(huán)系統(tǒng)再將物料輸送到磨機內(nèi)。
在入磨前通過除鐵器及金屬探測儀除掉物料內(nèi)的金屬，以避免大塊的金屬進入磨內(nèi)損壞磨盤及磨輥。保留原來的增濕塔，在停磨的情況下，所有的窯尾廢氣將直接通過增濕塔進行冷卻后再排入大氣。

4　建設(shè)方案的實施
    改造過程中如果停窯時間太長，將會嚴重影響業(yè)主的經(jīng)濟利益。所以整個建設(shè)過程中盡可能要降低停窯時間。
    建設(shè)工作分兩部走，第一步在工廠生產(chǎn)期間完成改造項目的設(shè)計、采購、設(shè)備及大部分的非標(biāo)管道安裝，并且做好一切的對接準備工作；第二步在工廠計劃檢修停窯后迅速展開安裝的對接工作。該項目成敗的關(guān)鍵在于對項目作好周密的工作計劃。通常情況下水泥廠的一個生產(chǎn)周期一般為8個月左右，也就是說在窯系統(tǒng)生產(chǎn)在8個月左右需要進行一次計劃檢修，并且生產(chǎn)廠家會在水泥銷售淡季進行停窯檢修。
    前期的地勘及設(shè)計工作時間大概在3個月，主機設(shè)備的采購周期一般也要6~8個月，現(xiàn)場的安裝工作也需要3個月左右。就算是三個階段交叉作業(yè)，總時間最少也需要9個月左右。也就是說總的建設(shè)周期比一個工廠的檢修周期要長。
    計劃項目開工必須有充裕的時間，保證能在第二個檢修時間完成安裝并等待對接工作。生產(chǎn)及項目之間作好相互協(xié)調(diào)可以減少經(jīng)濟損失。由于安裝對接工作可能會需要較長的時間，可以盡量減少第一次檢修的項目，減少停窯時間，留下部分項目到下一次檢修進行。項目計劃分兩步進行。
設(shè)計、設(shè)備采購及安裝在生產(chǎn)期間進行。在第一個檢修周期的前四個月項目設(shè)計開始，同時進行主機設(shè)備的采購；設(shè)計開始兩個月以后開始進行土建工作；七個月以后設(shè)備到貨并開始進行設(shè)備安裝工作，到第十個月完成機電及非標(biāo)管道的安裝，另外將電纜布置到位。
    機電設(shè)備及非標(biāo)管道的對接工作、試車工作及試生產(chǎn)工作在窯系統(tǒng)檢修及烘窯期間進行，這些工作計劃在30天內(nèi)結(jié)束。計劃設(shè)備安裝結(jié)束到停窯時間間隔為兩個月，一方面考慮安裝對接工作的準備，另一方面考慮由于市場或者其他原因?qū)е聶z修工作提前開展。
    在停窯前將電纜線鋪設(shè)到位，非標(biāo)管道制作完畢并且運送到現(xiàn)場，機械設(shè)備也運送到現(xiàn)場。停窯后馬上進行機電設(shè)備及非標(biāo)管道的對接。機械設(shè)備及非標(biāo)管道計劃在10天內(nèi)完成安裝對接；電氣接線計劃在25天內(nèi)完成接線及測試工作；設(shè)備送電后5天時間完成單機試車及聯(lián)動試車；在烘窯的過程中進行磨機系統(tǒng)的試生產(chǎn)工作；在生產(chǎn)進行后開始作油漆及保溫工作。
    在停窯前做好試生產(chǎn)的準備工作。一方面將部分原料進行晾曬貯存，以保證在烘窯的過程中入磨原料的水分較低，確保磨機能夠在較低的溫度下正常運行；另一方面在停窯前生料庫的料位保持在庫滿的狀態(tài)，以防止磨機在試生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題可以延長24小時的緩沖時間。

5　改造后的效果
    整個工程基本上按照計劃完成了安裝任務(wù)。試生產(chǎn)過程中經(jīng)過幾次整改后，磨機運行平穩(wěn)，并且能夠長期安全的運轉(zhuǎn)；在改造前輸送設(shè)備及廢氣處理設(shè)備都經(jīng)過了仔細核算，因此在改造后沒有出現(xiàn)新舊設(shè)備不匹配的情況；但是由于該廠使用的黏土可塑性較大，導(dǎo)致磨機入口的葉輪喂料機的內(nèi)腔容易堵塞，需要進行定期清理；另外磨機依舊廠房而建，對于磨輥今后的吊裝檢修會有些不便。
    在產(chǎn)品粒度0.08mm方孔篩余小于12%的條件下，磨機喂料的產(chǎn)量可以平穩(wěn)在290t/h。除掉入磨物料3%的水分，磨機實際的產(chǎn)量為281t/h。前面所提到窯的產(chǎn)量已經(jīng)提產(chǎn)到4 000t/d，按該產(chǎn)量來算，每小時需要消耗生料270t/h左右，也就意味著生料磨在改造后依然偏緊。
    但是如果將生料粒度指標(biāo)放大到15%，磨機的產(chǎn)量可以達到320t/h，這樣就完全可以滿足生產(chǎn)的需要了。對于干法窯而言，生產(chǎn)中將生料的粒度指標(biāo)放寬到15%對燒成系統(tǒng)并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的影響。
    另外磨機在正常運行的過程中操作上較穩(wěn)定，故障率不高；質(zhì)量控制穩(wěn)定，并且調(diào)節(jié)效果明顯。立磨系統(tǒng)運行后節(jié)能效果明顯。一方面由于入磨粒度從原來的25mm放大到75mm，因此石灰石破碎機的破碎比大幅度降低，并且二級破碎機可以完全停產(chǎn)，這樣可以節(jié)省部分電耗；另一方面立磨的粉磨效率本身要比球磨的粉磨效率高得多，也可以節(jié)省部分電耗。經(jīng)過測試生料電耗從原來的35kWh/t生料下降到30kWh/t生料，也就是說生料生產(chǎn)電耗下降了15%左右。
    本項目的改造是很成功的，改造后既解決了生料產(chǎn)量短缺的問題，也達到了節(jié)能降耗的效果，企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟效益得以提高。