2000t/d燒無煙煤水泥生產(chǎn)線若干問題分析

　　2、主機(jī)設(shè)備

　　2.1、石灰石破碎及輸送

　　石灰石礦山與廠區(qū)直距11 km，海拔高差450 m。破碎系統(tǒng)選用上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的TKLPC20.22B單段錘式破碎機(jī)及沈陽礦山機(jī)械廠生產(chǎn)的2 m×10 m重型板式喂料機(jī)，允許進(jìn)料粒度1 100×1 100×800 mm，出料粒度＜75 mm，產(chǎn)量達(dá)600 t/h。破碎后的礦石由B800×10 079.059 m膠帶輸送機(jī)(分五段)送至廠區(qū)預(yù)均化堆場，中途設(shè)有兩個Φ12 m庫容為3 000 t的中轉(zhuǎn)圓庫，控制系統(tǒng)采用S曲線軟起動技術(shù)，起(制)動加減速度≤0.05 m/s2。

　　2.2、生產(chǎn)制備系統(tǒng)

　　喂料用4臺申克秤，生料粉磨采用RP15.0／140-160型輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，入料綜合水份≤7%，設(shè)計產(chǎn)量為180 t/h，生料經(jīng)Φ1 500 mm×6 500 mm氣力提升機(jī)泵送入Φ17 m×42 m的依堡多料流式生料均化庫。

　　2.3、煤粉制備系統(tǒng)

　　選用Φ3 m×5．5 m＋1 m風(fēng)掃磨，經(jīng)LSS3 200選粉機(jī)及Φ2 600 mm旋風(fēng)選粉機(jī)后煤粉細(xì)度分別控制在5%～6%R0.08和1.5%R0.08，分別供窯頭及分解爐用，喂料采用申克公司的克里奧利斯計量秤。

　　2.4、熟料煅燒系統(tǒng)

　　設(shè)有PR6742五級旋風(fēng)預(yù)熱器、Pyroclon管道式分解爐、Pyrorapid回轉(zhuǎn)窯(Φ4 m×47 m)和窯頭煤粉Pyrojet燃燒器(HPJ190K三通道噴煤管)。窯頭和分解爐均100%使用龍巖本地?zé)o煙煤，熱值27747 kJ/kg，揮發(fā)份3.2%。熟料冷卻采用
PSC2-042.07T傾斜篦冷機(jī)。

　　2.5、水泥粉磨系統(tǒng)

　　采用RPV15.0／140-120型輥壓機(jī)和國產(chǎn)Φ3.8 m×11 m中心傳動雙倉球磨機(jī)組成的半終粉磨系統(tǒng)，喂料用三臺申克秤，粉磨能力125 t/h。

　　2.6、其他設(shè)備

　　水泥包裝設(shè)有兩臺湖北水泥機(jī)械廠生產(chǎn)的哈佛技術(shù)6嘴包裝機(jī)；窯頭BE110-4B型電收塵器、窯尾BE140／2-3電收塵器和煤磨BEA23-2電收塵器均為龍巖龍凈集團(tuán)公司生產(chǎn)；石灰石和粉砂巖的堆取料機(jī)由沈陽礦山機(jī)械廠提供。

　　3、若干問題分析

　　3.1、石灰石破碎及輸送

　　破碎機(jī)選用TKLPC20.22B單段錘式破碎機(jī)，設(shè)計能力為600 t/h，錘頭是5排×10個＝50個。試生產(chǎn)時臺時產(chǎn)量一度達(dá)不到300 t/h，出料粒度＞75 mm的大塊很多，但其中＜2.5 mm的粉狀物料又占了35%，而且Mn13Cr2錘頭壽命僅13000 t，破碎費用高、運轉(zhuǎn)率低、勞動強(qiáng)度大。經(jīng)分析：產(chǎn)量達(dá)不到設(shè)計能力的原因是料倉底部的進(jìn)料口太小、邊側(cè)鋼軌擋料引進(jìn)板喂機(jī)物料填充不滿，加上板喂機(jī)寬度為2 000 mm(應(yīng)為2 200 mm)，且最高轉(zhuǎn)速僅870r/min。將板喂機(jī)傳動電機(jī)YCT355-6B(45 kW)改為YCT355-4A(55 kW)、最大轉(zhuǎn)速由870 r/min改為1 320 r/min，并將破碎機(jī)篦縫由40 mm改為55mm、在下工作腔后部的安全門與給料輥間加焊43 kg鋼軌后，產(chǎn)量達(dá)到了600 t/h，出料粒度也達(dá)到了要求，詳見表1石灰石破碎粒度篩分對比。

表1　石灰石破碎粒度篩分對比

　　通過試用Mn13Cr2、Mn13Cr2NiTiMoRe、30CrMoV9等多種錘頭，并采用鄭州機(jī)械研究所的TDL－65耐磨焊條后，堆焊后錘頭壽命達(dá)到10萬t，雖有大幅度提高，但與國內(nèi)其他廠家使用同類破碎機(jī)的錘頭壽命相比，仍不理想。影響錘頭壽命的因素有巖石硬度及進(jìn)出料粒度、錘頭材質(zhì)、巖石含水量及含泥量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式、錘頭排列方式等等，根據(jù)近兩年的實踐比較及試驗證明，在不改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式的情況下，影響錘頭壽命的最主要因素是錘頭材質(zhì)及排列方式、礦石的爆破方式。采用毫秒微差爆破的礦石因應(yīng)力作用內(nèi)部會產(chǎn)生微裂紋，易碎性大大提高；6排×7個的錘頭排列比5排×10個排列的效果好得多，同樣材質(zhì)的一套新錘頭，在采用新錘頭與磨損過的錘頭交錯排列后，壽命可比使用全套新錘頭提高一倍，詳見表2錘頭使用情況對比。當(dāng)然，礦石的金屬磨耗指數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式也是重要因素。 

表2　錘頭使用情況對比

　　破碎后的碎石需經(jīng)E點—D點—C圓庫—B點—A圓庫—0點五段膠帶輸送機(jī)及兩臺短膠帶和堆料機(jī)后才進(jìn)入預(yù)均化堆場，而且長膠帶的輸送能力600 t/h，短膠帶僅為300 t/h(設(shè)計上考慮在0點分成兩部分同時供應(yīng)兩條生產(chǎn)線)。實際生產(chǎn)中礦山破碎機(jī)到廠區(qū)預(yù)均化堆料機(jī)的諸多環(huán)節(jié)常因設(shè)備故障造成破碎、輸送、堆料三個環(huán)節(jié)不協(xié)調(diào)，經(jīng)常使破碎及輸送不得不夜間加班才能滿足廠區(qū)生產(chǎn)要求。若將C庫和A庫的容量提高到10 000 t則可避免這一問題。今后上第二條生產(chǎn)線時，應(yīng)將0點至堆料機(jī)的輸送能力改成與長膠帶能力一致?，F(xiàn)在長膠帶系統(tǒng)中僅遂道內(nèi)有照明，而其余部分沒有照明，并且除各轉(zhuǎn)運站外各段長膠帶區(qū)內(nèi)沒設(shè)維修電源，也在不同程度上影響了正常生產(chǎn)，今后必須補(bǔ)充完善。

　　3.2、原料均化及生料制備

　　石灰石及粉砂巖和預(yù)均化堆場為矩形，采用國產(chǎn)天橋皮帶堆科機(jī)和橋式刮板取料機(jī)。設(shè)計堆放石灰石2×20000 t，粉砂巖2×8700 t。因工藝設(shè)計失誤，只能堆放石灰石2×17000 t。設(shè)計布料400層，均化效果為8，但石灰石堆場實際均化效果只有2.5，主要是因為進(jìn)料成分較均勻(標(biāo)差1.231)、采用瞬間取樣方式、取樣頻次小等原因所致。

　　設(shè)計在石灰石破碎機(jī)下短膠帶輸送機(jī)、粉砂巖破碎機(jī)下板喂機(jī)及石灰石堆場前的膠帶機(jī)上分別裝一臺核子秤，國產(chǎn)核子秤的計量精度差，通過一年的實踐，只好在兩個礦山破碎機(jī)前設(shè)置電子地中衡取代核子秤作為礦山生產(chǎn)的計量設(shè)備。

　　由于石灰石堆場位于海拔390 m、而年降雨量1 700 mm的亞熱帶海洋性氣候地區(qū)，通過多次爭論，改變了初步設(shè)計中提出的石灰石采用戶外型預(yù)均化堆場的方案，改用戶內(nèi)型，生產(chǎn)實踐證明這一決策是正確的，既保證了進(jìn)輥壓機(jī)的物料綜合水分≤7%，又避免了堆料時的粉塵飛揚，同時也方便了設(shè)備檢修。

　　生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)在中國水泥行業(yè)是首次使用，其產(chǎn)量已達(dá)180 t/h(細(xì)度R0.08為11.74%)。計算電耗的設(shè)備包括輥壓機(jī)、打散機(jī)和選粉機(jī)，保證電耗為12 kWh/t，焊接輥面的壽命為200萬t生料產(chǎn)量。這種用陶瓷套堆焊成的圓柱型輥面實際生產(chǎn)中只粉磨了10萬t生料就需堆焊，在設(shè)備安裝時，國外公司主動另外發(fā)來一套輥面，將原裝輥面換下，但換上的輥面一般磨制15萬t生料即要局部堆焊。這種結(jié)構(gòu)的輥面是否合理還需經(jīng)過長時間的實踐檢驗。輥面壽命將是影響系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵問題。

　　3.3、熟料燒成系統(tǒng)

　　開發(fā)的短窯長徑比已達(dá)10左右，如新疆水泥廠燒煙煤的短窯規(guī)格為Φ4 m×43 m。三德公司在中國水泥行業(yè)首次使用無煙煤煅燒技術(shù)，考慮到龍巖無煙煤的揮發(fā)份僅3%～4%，技術(shù)談判時我們堅持要求國外公司延長窯的長度，國外公司最終同意窯規(guī)格為Φ4 m×47 m。至1998年11月底共生產(chǎn)熟料26萬t，平均標(biāo)號達(dá)到66.4 MPa，fCaO為0.872%。所使用的無煙煤平均揮發(fā)份3.24%、熱值為27 747 kJ/kg。實踐證明，無煙煤在窯外分解窯上完全可以煅燒出合格熟料，窯系統(tǒng)的主要操作參數(shù)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3。 

表3　窯系統(tǒng)主要操作參數(shù)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　但是，窯系統(tǒng)的窯尾風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率太小，僅730kW，與國內(nèi)同規(guī)模廠的1 250 kW相差520kW，在生料喂料量達(dá)到125t/h情況下運行較長時間，則經(jīng)常出現(xiàn)跳停，不得不限制喂料量，使窯產(chǎn)量保持在1900t/d左右。在技術(shù)談判時我們要求窯產(chǎn)量要達(dá)到2200t/d，多次提出窯尾風(fēng)機(jī)功率太小，但國外公司專家堅持認(rèn)為730 kW已經(jīng)足夠，實踐證明不能保證產(chǎn)量，今后必須改造。

　　受水泥銷售市場影響，窯系統(tǒng)無法連續(xù)生產(chǎn)，試產(chǎn)初期煤粉細(xì)度太粗引起預(yù)熱器多次堵塞，開窯停窯頻繁，加上操作經(jīng)驗及熟練程度等原因的影響，至1998年11月高溫帶的耐火磚換了三次，窯頭護(hù)鐵換了一次，而噴煤管的澆注料一般20天需要更換一次。因此，窯外分解窯全部使用無煙煤作燃料的操作和維護(hù)需要較長時間的摸索和總結(jié)。

　　3.4、原煤儲存及煤粉制備

　　工廠用無煙煤供應(yīng)點距廠區(qū)6km，汽車運輸進(jìn)廠。設(shè)計選用國產(chǎn)HSZ-150環(huán)錘式破碎機(jī)，破碎后的碎煤送入27.5 m×89 m吊車庫，儲量10 000 t。試產(chǎn)時由于煤炭破碎車間的粉塵大，選用的MDC56-3防爆防靜電高效袋收塵器使用效果差，決定把煤炭破碎工作移至煤礦，煤炭價格每噸增加3元，這一方案起到了減少粉塵污染、節(jié)省基建投資、降低綜合電耗、提高勞動生產(chǎn)率的多種作用，對水泥工廠建設(shè)起到了示范作用，值得推廣。

　　鑒于可研階段對原煤質(zhì)量的調(diào)查，附近立窯廠使用同一煤礦的無煙煤的年平均灰分14.69%，標(biāo)差1.252，熱值24895kJ/kg、標(biāo)差609.2，認(rèn)為煤質(zhì)穩(wěn)定，不設(shè)預(yù)均化堆場，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)證明，所供無煙煤的平均灰分13.70%、標(biāo)準(zhǔn)偏差1.156，熱值27 747 kJ/kg，標(biāo)差531.1，與預(yù)計的情況相符。但是隨著當(dāng)?shù)毓I(yè)用煤量不斷增加，供應(yīng)趨于緊張，今后很難由一個煤礦供應(yīng)，需要多點進(jìn)煤，將給生產(chǎn)帶來不便，因此原煤不設(shè)預(yù)均化堆場是不可取的，擴(kuò)建二線時必須考慮。

　　在引進(jìn)設(shè)備招標(biāo)時，丹麥公司根據(jù)ISO5074標(biāo)準(zhǔn)方法測定龍巖無煙煤的易磨性指數(shù)為116.0 mg/kg，德國公司只作了無煙煤碾碎性試驗，認(rèn)為“無煙煤易于碾碎，令人吃驚的是其揮發(fā)份含量極低但灰份含量很高，這就要求碾得很細(xì)以確保其充分燃燒”。為了檢驗該公司的無煙煤煅燒技術(shù)，我們在送給對方的煤樣中特地?fù)饺牒芏嗝喉肥?，使其測得的灰分高達(dá)39.08%，而低位熱值只有20 055 kJ/kg。試產(chǎn)以來的實踐證明，無煙煤的磨蝕性極大，使得煤磨風(fēng)機(jī)的葉片及機(jī)殼磨損極快，僅運行了1 050 h就換掉了原裝風(fēng)機(jī)葉片，與同樣風(fēng)機(jī)在其他項目上葉片壽命可達(dá)10年的情況相差甚遠(yuǎn)，這是該公司和業(yè)主均沒有事先引起重視的重大問題。

　　該公司要求煤粉輸送管道的彎頭處需帶輝綠巖或陶瓷內(nèi)襯，但業(yè)主為了節(jié)省20萬元人民幣，在訂貨時取消了耐磨內(nèi)襯，僅使用普通的無縫鋼管，結(jié)果僅運行了約2 000 h，煤粉管道的轉(zhuǎn)彎處即陸續(xù)出現(xiàn)漏粉，只好用澆注料和鋼板保護(hù)，但防不勝防，在1998年11月8日大窯點火開始噴煤時，又出現(xiàn)多處漏粉，被迫停止噴煤焊補(bǔ)管道達(dá)7.5 h，致使剛掛好的窯皮脫落，并粘帶耐火磚造成紅窯，又停窯更換高溫帶耐火磚長達(dá)21 m，損失極大，教訓(xùn)慘重。

　　由于無煙煤的磨蝕性極大，風(fēng)機(jī)葉片、機(jī)殼及煤粉管道的耐磨問題有待抓緊研究解決，以提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率，減少經(jīng)濟(jì)損失。

　　3.5、水泥的粉磨及發(fā)放

　　水泥粉磨采用進(jìn)口輥壓機(jī)＋國產(chǎn)球磨機(jī)的半終粉磨系統(tǒng)，同樣存在輥壓機(jī)輥面壽命問題，雖然在安裝就位后尚未試車即換上新輥面，但也僅運行不到1 000 h即開始堆焊，設(shè)備的運轉(zhuǎn)率受到很大影響。

　　設(shè)計了6個水泥圓庫，儲量6×5000 t，既有火車、汽車散裝，又有袋裝。但卻沒有大袋包裝設(shè)施，滿足不了很多用戶的要求，失去了不少市場，有待完善。

　　由于水泥市場多變，用戶對水泥的品種及性能要求多樣。設(shè)計時只考慮摻加5%的石灰石作混合材(申克秤喂料能力僅15 t/h)，只生產(chǎn)硅酸鹽水泥及普通水泥，為適應(yīng)各種用戶的要求，不得不把混合材的申克秤換成65 t/h?？紤]到收購立窯熟料的可能，水泥粉磨系統(tǒng)的設(shè)計能力是年產(chǎn)80萬t，但只設(shè)三組份配料，最好設(shè)置四組分配料。同時從水泥品種及用戶的要求考慮，水泥圓庫若設(shè)計成10×3000 t則將大大方便生產(chǎn)經(jīng)營管理，提高市場占有率和競爭能力。為了便于生產(chǎn)管理，以滿足不同用戶的需要，現(xiàn)在只好提前建設(shè)屬于二期工程的三個水泥圓庫(儲量同為5 000 t)。

　　3.6、原材料烘干問題

　　龍巖的年降雨量大，降雨天數(shù)多，配料使用的鐵礦粉含水量大，雨季時月平均高達(dá)15.1%，經(jīng)常造成生料配料倉粘堵，致使人工捅料工作量大。而距工廠2 km處的龍巖鋼鐵廠每年有15萬t的高爐水淬礦渣可供水泥廠作混合材，但水分高達(dá)15%～20%，在水泥粉磨工段使用后同樣存在料倉粘堵、下料不暢問題。為了解決以上問題，只好委托附近立窯水泥廠的回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)代烘干后(水分＜5%)運進(jìn)工廠。這一問題說明在工藝設(shè)計時應(yīng)充分考慮工廠的生產(chǎn)條件及附近可供利用的原材料。從長遠(yuǎn)看有必要考慮利用窯系統(tǒng)的廢氣作熱源增建烘干車間或易地另建烘干車間，以方便生產(chǎn)管理。

　　3.7、電收塵器運行情況

　　窯頭、窯尾及煤磨的三臺電收塵器均選用龍巖空氣凈化設(shè)備廠的產(chǎn)品，經(jīng)龍巖市環(huán)境監(jiān)測站1998年9月進(jìn)行竣工驗收監(jiān)測，結(jié)果表明三臺電收塵器的除塵效率高，排放濃度大大低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)150 mg/Nm3，各方均表示滿意。監(jiān)測結(jié)果見表4。 

表4　電收塵器監(jiān)測結(jié)果

　　4、結(jié)束語 

　　龍巖三德水泥公司2 000 t/h水泥生產(chǎn)線進(jìn)口設(shè)備盡管尚未進(jìn)行72 h性能考核，但在全國水泥行業(yè)中首次使用100%無煙煤作窯外分解窯的燃料，首次選用生料輥壓機(jī)終粉磨，首次采用長膠帶輸送機(jī)的“S”曲線軟起動技術(shù)，對南方數(shù)省缺少煙煤地區(qū)充分利用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤資源，節(jié)省用煤成本［正常生產(chǎn)時每年用煤成本降低9萬t×（360－130）元／t＝2 070萬元］，降低電耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并且減少北煤南運的壓力，推動全行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，具有很大的社會效益和推廣價值。但是對石灰石破碎機(jī)的錘頭耐磨性、輥壓機(jī)的輥面壽命、煤磨風(fēng)機(jī)的葉片磨損以及無煙煤煅燒的操作經(jīng)驗等問題均有待繼續(xù)研究解決。

　　來源：新世紀(jì)水泥導(dǎo)報