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

 

 

 

（江蘇恒遠(yuǎn)國(guó)際工程有限公司，江蘇 揚(yáng)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(jì)熟料產(chǎn)量為3 200t/d，設(shè)計(jì)年運(yùn)轉(zhuǎn)率為85%，項(xiàng)目建成后隨著公司對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了多次節(jié)能降耗改造，燒成系統(tǒng)的日產(chǎn)量已達(dá)到4 000t/d左右，燒成系統(tǒng)年運(yùn)轉(zhuǎn)率基本上都在90%以上并且設(shè)備的運(yùn)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(kāi)采以外基本上都是外購(gòu)。工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1。

 

    原料系統(tǒng)配備的是一臺(tái)5.1×11m的風(fēng)掃磨，磨機(jī)的設(shè)計(jì)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(jī)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(jí)破碎機(jī)，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(xì)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(shí)運(yùn)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(shì)在于可以充分的利用原有的設(shè)備，投資上可能會(huì)有所降低，在改造的過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)不會(huì)造成影響；第二種途徑的優(yōu)勢(shì)在于改造的效果明顯，不但可以提高磨機(jī)的產(chǎn)量，而且也可以采用先進(jìn)的工藝及裝備，降低粉磨系統(tǒng)的能耗。改造后維護(hù)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(duì)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(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、潤(rùn)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(xiàng)目完成后總裝機(jī)容量要低于原有設(shè)備的總裝機(jī)容量，因此電源不是問(wèn)題。
    （3）項(xiàng)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(wèn)題。
    （4）改造項(xiàng)目沒(méi)有大幅增加壓縮空氣的用量，因此使用原有的空氣壓縮機(jī)即可。

3　設(shè)計(jì)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(tái)時(shí)產(chǎn)量為280t/h（在生料的細(xì)度0.08mm孔篩余小于12%的條件下）。對(duì)原有的輸送設(shè)備進(jìn)行改造，將原料引入新建的生料磨內(nèi)進(jìn)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(kù)的提升機(jī)，再輸送到生料庫(kù)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(duì)入磨的原料進(jìn)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(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行了充分的評(píng)估，對(duì)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(jiàn)圖2。拆除原有的入磨帶式輸送機(jī)，重新再安裝新的帶式輸送機(jī)將經(jīng)過(guò)配料后經(jīng)物料輸送到立磨系統(tǒng)，物料通過(guò)回轉(zhuǎn)給料機(jī)喂入立磨內(nèi)。將原有引入球磨機(jī)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(jìn)入磨機(jī)進(jìn)行輾壓粉磨，熱風(fēng)引入磨機(jī)后一方面將原料烘干，另一方面將磨細(xì)的物料抽到磨機(jī)的頂端，磨機(jī)的頂端有自帶的選粉設(shè)備，不合格的粗粉被選粉機(jī)分選出來(lái)重新進(jìn)入磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。合格的細(xì)粉隨著熱風(fēng)進(jìn)入四級(jí)旋風(fēng)分離器，部分產(chǎn)品經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后進(jìn)入分離器下部的輸送設(shè)備，由輸送設(shè)備輸送到生料庫(kù)入庫(kù)提升機(jī)。未選出來(lái)的細(xì)粉繼續(xù)隨著熱風(fēng)通過(guò)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(kù)提升機(jī)。
 

 

 

    為了補(bǔ)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(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)，將部分風(fēng)量再引回磨內(nèi)。在磨機(jī)旁建一套磨機(jī)物料循環(huán)系統(tǒng)。磨盤(pán)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中物料溢出磨盤(pán)，質(zhì)量較小的物料被高速通過(guò)風(fēng)環(huán)的熱風(fēng)帶到磨機(jī)頂部或磨盤(pán)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(pán)上的刮料板刮入磨機(jī)的外循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)磨機(jī)的外循環(huán)系統(tǒng)再將物料輸送到磨機(jī)內(nèi)。
在入磨前通過(guò)除鐵器及金屬探測(cè)儀除掉物料內(nèi)的金屬，以避免大塊的金屬進(jìn)入磨內(nèi)損壞磨盤(pán)及磨輥。保留原來(lái)的增濕塔，在停磨的情況下，所有的窯尾廢氣將直接通過(guò)增濕塔進(jìn)行冷卻后再排入大氣。

4　建設(shè)方案的實(shí)施
    改造過(guò)程中如果停窯時(shí)間太長(zhǎng)，將會(huì)嚴(yán)重影響業(yè)主的經(jīng)濟(jì)利益。所以整個(gè)建設(shè)過(guò)程中盡可能要降低停窯時(shí)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(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、設(shè)備及大部分的非標(biāo)管道安裝，并且做好一切的對(duì)接準(zhǔn)備工作；第二步在工廠計(jì)劃?rùn)z修停窯后迅速展開(kāi)安裝的對(duì)接工作。該項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵在于對(duì)項(xiàng)目作好周密的工作計(jì)劃。通常情況下水泥廠的一個(gè)生產(chǎn)周期一般為8個(gè)月左右，也就是說(shuō)在窯系統(tǒng)生產(chǎn)在8個(gè)月左右需要進(jìn)行一次計(jì)劃?rùn)z修，并且生產(chǎn)廠家會(huì)在水泥銷(xiāo)售淡季進(jìn)行停窯檢修。
    前期的地勘及設(shè)計(jì)工作時(shí)間大概在3個(gè)月，主機(jī)設(shè)備的采購(gòu)周期一般也要6~8個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)的安裝工作也需要3個(gè)月左右。就算是三個(gè)階段交叉作業(yè)，總時(shí)間最少也需要9個(gè)月左右。也就是說(shuō)總的建設(shè)周期比一個(gè)工廠的檢修周期要長(zhǎng)。
    計(jì)劃項(xiàng)目開(kāi)工必須有充裕的時(shí)間，保證能在第二個(gè)檢修時(shí)間完成安裝并等待對(duì)接工作。生產(chǎn)及項(xiàng)目之間作好相互協(xié)調(diào)可以減少經(jīng)濟(jì)損失。由于安裝對(duì)接工作可能會(huì)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，可以盡量減少第一次檢修的項(xiàng)目，減少停窯時(shí)間，留下部分項(xiàng)目到下一次檢修進(jìn)行。項(xiàng)目計(jì)劃分兩步進(jìn)行。
設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)及安裝在生產(chǎn)期間進(jìn)行。在第一個(gè)檢修周期的前四個(gè)月項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)始，同時(shí)進(jìn)行主機(jī)設(shè)備的采購(gòu)；設(shè)計(jì)開(kāi)始兩個(gè)月以后開(kāi)始進(jìn)行土建工作；七個(gè)月以后設(shè)備到貨并開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備安裝工作，到第十個(gè)月完成機(jī)電及非標(biāo)管道的安裝，另外將電纜布置到位。
    機(jī)電設(shè)備及非標(biāo)管道的對(duì)接工作、試車(chē)工作及試生產(chǎn)工作在窯系統(tǒng)檢修及烘窯期間進(jìn)行，這些工作計(jì)劃在30天內(nèi)結(jié)束。計(jì)劃設(shè)備安裝結(jié)束到停窯時(shí)間間隔為兩個(gè)月，一方面考慮安裝對(duì)接工作的準(zhǔn)備，另一方面考慮由于市場(chǎng)或者其他原因?qū)е聶z修工作提前開(kāi)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(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)械設(shè)備也運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。停窯后馬上進(jìn)行機(jī)電設(shè)備及非標(biāo)管道的對(duì)接。機(jī)械設(shè)備及非標(biāo)管道計(jì)劃在10天內(nèi)完成安裝對(duì)接；電氣接線計(jì)劃在25天內(nèi)完成接線及測(cè)試工作；設(shè)備送電后5天時(shí)間完成單機(jī)試車(chē)及聯(lián)動(dòng)試車(chē)；在烘窯的過(guò)程中進(jìn)行磨機(jī)系統(tǒng)的試生產(chǎn)工作；在生產(chǎn)進(jìn)行后開(kāi)始作油漆及保溫工作。
    在停窯前做好試生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作。一方面將部分原料進(jìn)行晾曬貯存，以保證在烘窯的過(guò)程中入磨原料的水分較低，確保磨機(jī)能夠在較低的溫度下正常運(yùn)行；另一方面在停窯前生料庫(kù)的料位保持在庫(kù)滿的狀態(tài)，以防止磨機(jī)在試生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可以延長(zhǎng)24小時(shí)的緩沖時(shí)間。

5　改造后的效果
    整個(gè)工程基本上按照計(jì)劃完成了安裝任務(wù)。試生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)幾次整改后，磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，并且能夠長(zhǎng)期安全的運(yùn)轉(zhuǎn)；在改造前輸送設(shè)備及廢氣處理設(shè)備都經(jīng)過(guò)了仔細(xì)核算，因此在改造后沒(méi)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(jī)入口的葉輪喂料機(jī)的內(nèi)腔容易堵塞，需要進(jìn)行定期清理；另外磨機(jī)依舊廠房而建，對(duì)于磨輥今后的吊裝檢修會(huì)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(jī)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(jī)實(shí)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(lái)算，每小時(shí)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(jī)的產(chǎn)量可以達(dá)到320t/h，這樣就完全可以滿足生產(chǎn)的需要了。對(duì)于干法窯而言，生產(chǎn)中將生料的粒度指標(biāo)放寬到15%對(duì)燒成系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的影響。
    另外磨機(jī)在正常運(yùn)行的過(guò)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(yùn)行后節(jié)能效果明顯。一方面由于入磨粒度從原來(lái)的25mm放大到75mm，因此石灰石破碎機(jī)的破碎比大幅度降低，并且二級(jí)破碎機(jī)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(guò)測(cè)試生料電耗從原來(lái)的35kWh/t生料下降到30kWh/t生料，也就是說(shuō)生料生產(chǎn)電耗下降了15%左右。
    本項(xiàng)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(wèn)題，也達(dá)到了節(jié)能降耗的效果，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益得以提高。