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山东淄矿东华水泥有限公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线工程
2010-12-8
山东淄矿东华水泥有限公司首条5000t/d水泥熟料生产线由NCDRI承担工程设计和配套的技术咨询服务。该工程于2003年12月土建正式动工,2005年2月28日顺利竣工投产,很快通过达标考核;且生产可靠稳定、节能环保降耗,荣获“建材行业第十二次优秀工程设计二等奖”。
建设运行情况
    山东淄矿东华水泥有限公司规划建设2条5000t/d水泥熟料生产线,分两期建设,最终形成年产高标号优质熟料为2×155万吨的生产能力。其中一期工程5000t/d水泥熟料生产线 (以下简称:本项目) 由中材国际南京水泥工业设计研究院(即NCDRI)承担工程设计和配套的技术咨询服务。本工程于2003年9月份开展施工图设计,2003年12月土建正式动工,其间经历并克服了“非典”疫情的影响、连续降雨和其它无法控制的外部因素对施工造成的影响,生产线于2005年2月28日顺利竣工投产,并很快通过达标考核。本项目是NCDRI全面总结同类工程的经验,根据项目的具体情况优化技术方案的又一成功之作,达到了预期的生产可靠、节能降耗、高效环保效果,荣获“建材行业第十二次优秀工程设计二等奖”。
主要技术经济指标设计值和实际运行值
指标名称
设计值
实际运行值
1)系统产量,t/d
≥5000
≥5200
2)熟料单位热耗,kJ/kg
≤720×4.18
≤3011
3)熟料综合电耗, kWh/t
≤58
57~58
4)熟料28天抗压强度, MPa
≥60(JC/T853-1999)
≥60~63
5)粉尘排放浓度
优于国家标准
主要工艺特点
    (1)石灰石破碎采用一段破碎,选用了3台PCF1616单段锤式破碎机(单台生产能力为270t/h);破碎后的碎石由长度约600m的长胶带输送机送至厂区内的F90m、储量为47000t的圆形预均化堆场;堆场内采用一台能力为1400~1600t/h的悬臂堆料机堆料(其堆料机的堆料能力考虑二期工程的堆料能力),一台能力为500t/h的刮板取料机取料。取出的石灰石经胶带输送机送至原料调配的石灰石库中。
    (2)其它原料的储存、均化及输送。砂岩、煤矸石、铁矿石由公路运输卸入露天堆场,也可直接卸入卸料坑中,经胶带输送机送入辅助原料预均化堆场,堆场储量均考虑了二期工程合用。其中砂岩的储量为12000t;煤矸石的储量为5500t;铁矿石的储量为4000t。采用一台能力为500t/h的侧式堆料机堆料,一台能力为200t/h的桥式刮板取料机取料。取出的物料经胶带输送机送至原料调配站各自的库中。
    (3) 原料调配和粉磨。原料调配设四座库,分别用于储存石灰石、砂岩、煤矸石和铁矿石,各库下设有预给料设备和定量给料机。物料经计量后由胶带输送机送至ATOX 50辊式原料磨进行粉磨,其生产能力为410t/h(磨损后);出磨生料经旋风收尘器和电收尘器收集后,由斜槽和提升机送入生料均化库。当原料磨运行时,窑尾废气经增湿塔降至合适温度后入磨;当磨机不运行时,窑尾废气经增湿塔降至~150°C后,直接进入BS930型电收尘器(处理风量为860000m3/h)。电收尘器处理后的烟气正常排放浓度(标)≤50mg/m3
   (4)生料均化及生料入窑。为均化和储存生料,设置一座Φ22.5′63m连续式生料均化库,其有效储存量为20000t。经均化后的生料由库底卸料装置送入生料入窑系统的荷重仓,喂料量由仓下流量控制阀调节。经计量后的生料由斜槽、提升机喂入窑尾预热器。
   (5)熟料烧成和冷却。熟料烧成系统我主由①NC型回转窑(F4.8×74m) +②高效低阻双系列五级旋风预热器(C1:4×F5.0m,C2、C3:2×F6.9m,C4、C5:2×F7.2m—2×F7.2m)+③在线分解炉(F7.5×31m)+④LBT36356高效控制流篦冷机等主机组成,系统生产能力大于日产熟料5000t,系统单位熟料热耗为3010kJ/kg。
   (6)出窑熟料储存于F45m圆库内,其有效储量为50000t;出库熟料经扇形阀、胶带输送机运至由四座熟料散装库组成的熟料散装系统,每座散装库下设有一台熟料散装机,其单机装车能力为300t/h。
   (7)原煤预均化及煤粉制备。原煤由汽车运输进厂后,储存于原煤露天堆场或直接卸入卸车坑后由胶带输送机送入41×186m原煤预均化堆场。原煤预均化堆场储存量为2×7500t,供两期合用;堆场内采用一台能力为300t/h的侧式堆料机堆料,一台能力为150t/h的桥式取料机取料。煤粉制备采用一台HRM2200M立磨,其系统产量为40t/h(磨损后)。
其它技术特点
   (1)高度重视环境保护和环境美化。本项目的设计建设过程中,我们按照环境和谐美观、工作生活舒适、并充满人性化的原则,进行工厂厂前区、办公楼、职工倒班宿舍、餐厅、浴室等设计建设。严格按照国家环保标准高标准进行生产线的优化设计,窑头、窑尾设高效电除尘器,特别是窑尾电除尘器采用四电场,保证了全厂最大的扬尘点的粉尘排放浓度。其余各扬尘点和物料转运点、下料点等设袋除尘器,保证全厂粉尘排放达标。烧成系统用低NOx技术,来降低NOx的排放量。所有风机等高噪音的设备、车间均加消音器和隔音处理,保证工厂噪音排放量优于国家标准。做到了污水零排放,实现了中水回用。所有这些,使得工厂的环境和厂容得以美化,更衬托出现代化工厂的文明生产景象。
   (2)合理有效地利用工业废渣 。本项目对煤矸石等工业废料的综合利用的可行性进行了大量实验及研究论证,并大胆地应用于设计和生产中,在利用煤矸石作为原料的情况下,熟料3天强度达到30MPa以上,28天强度在60MPa以上。在创造社会效益的同时,保证了生产质量,降低了生产成本。
   (3)提高电气自动化装备水平。本项目自动化仪表全部采用了先进的总线控制方式,计算机控制系统采用了先进、可靠的DCS集散型计算机控制系统对全厂生产线进行监测、控制,实现了控制稳定、操作优化、节能降耗的目的,并且减少了岗位定员,提高了劳动生产率。
   (4)建筑与结构设计特点。根据本项目总体布局,功能分区明确的特点,建筑设计充分利用了场地的自然地貌和气候特征,巧妙地运用建筑设计手法,使每个建筑物都具有良好的朝向及采光。同时充分利用建筑物之间的空地,加强绿化措施,种植长青植物,形成立体的绿色屏障。考虑到当地气温及气候特点,在建筑色彩方面采用浅淡色调,局部利用明快色加以点缀。结构设计上大胆创新,采用了多项投资省、施工便利的新技术,例如全厂皮带廊采用了大跨度钢绗架,大型厂房屋顶采用了网架结构加压型钢板,既美观又加快了施工进度,在预热器框架结构设计中,充分发挥了旋风筒良好的空间叠加布置性能,实现了多立柱(12根通天立柱)小跨度(<8.75m),做到了既保证框架结构的稳定性,节约框架的用钢量,框架用钢量仅860t,达到了优化框架结构的目的。预分解系统的框架尺寸:17(L)×25.6(W)×87.55(H)m。
主要节能措施
   (1)石灰石破碎采用了中材国际南京院开发设计的单段锤式破碎机,工艺生产流程简单,单位产品电耗低。原料粉磨采用了立磨系统,与传统的中卸磨系统与风扫磨系统相比,单位生料可节约用电5-7kW×h/t。
   (2)五级旋风预热器采用低压损技术设计,其旋风筒的主要结构特征表现为大蜗壳、短柱体,同时又设置了导流板、整流器等,因而系统阻力大大减低;与传统技术的预热器相比,预热器风机的电耗可降低15%-20%。烧成系统单位熟料热耗仅为720×4.182kJ/kg。这一低热耗指标,在当前国内外众多水泥企业中为先进水平。
   (3)熟料冷却选用了空气梁最新技术的篦式冷却机,其冷却所需的风量和多余排放的废气量将比第二代篦式冷却机减少了0.6-0.8Nm3/kg-cl,因而冷却风机和废气排风机的电耗可分别降低20%以上。
   (4)煤粉制备采用了立磨,这与采用传统的风扫式球磨+动态粗粉分离器+高浓度气箱脉冲袋式收尘器的工艺生产流程相比,单位煤粉可节电约11.0kW×h/t左右。
   (5)除煤粉入窑与入炉外,全厂各种物料输送均采用高效、节能、低耗的工艺设备,以便最大限度地节省电耗。单纯就生料输送入库与入预热器采用斗式提升机而言,单位生料可节约输送用电2.5-3kW×h/t。
   (6)在总图布置中,从节电的角度出发,力求工艺流程顺畅紧凑,尽量减少生产环节,极力避免物料往返运输,最大限度地缩短生产过程中的物料运距与高差,从而也节省大量的物料输送能耗。 加强计量、提高效率、减少原燃料及产品损耗,在生产过程中的各个重要环节均设置了各种质量好、精度高的计量设备与器具;在各个扬尘点均设置了运行可靠、效率高的各种型式除尘设备,粉尘达标排放,既保护了周边环境、减少污染,又降低了原燃料及产品的生产损耗,相应也节省了消耗与生产成本。
   (7)窑尾喂料采用胶带斗式提升机,比传统的气力提升泵输送减少系统进风约70000m3/h的冷空气,使预热器的热效率提高;生产设备冷却水采用循环水系统,间接循环水利用率达95%,节省了用水量;采取相关措施减少设备及管道的表面热损失;选用节能型机电设备,如电机、风机等。对风机类、泵类采用变频调速电气控制设备,且选择高效低耗的节能型设备,如变压器、接触器、灯具等。
总评价
    本项目针对其建设特点,并统筹兼顾了一、二期工程,经过精心规范设计,成果显然。其一,总图布置紧凑合理、简洁流畅;其二,能正确合理地处理好生产线配置水平、技术经济指标和建设投资的关系,力求最佳综合效益;其三,高度重视新型干法水泥工厂的原燃料预均化设计,采取了特殊而有效的技术措施;其四,采用了先进可靠的技术装备,有效降低了系统热耗和电耗;其五,设备国产化率高,烧成系统的核心技术装备全部由中材国际南京院成套供货;其六,始终把环境保护和美化放在重要的位置,优于国家标准对生产线进行优化设计。
    运行以来,系统稳定性好、产品质量高、节能降耗,各项技术经济指标都优于设计指标,社会经济效益显著。
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