廣東新南華水泥有限公司濕磨干燒改全干法技改淺談

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廣東新南華水泥有限公司濕磨干燒改全干法技改淺談

□□ 王金成1，常捷2，徐成崗2，徐建2，李全勇2(1.中國航空技術(shù)北京有限公司，北京100101；2.四川卡森科技有限公司，四川 成都610021)

摘要：介紹了新南華水泥有限公司在原有濕磨干燒生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，實(shí)施全干法帶純低溫余熱發(fā)電的技改方案及其實(shí)施效果。該項(xiàng)目的成功改造，對于其他類似項(xiàng)目具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：濕磨干燒；全干法；余熱發(fā)電；技術(shù)改造

引言

廣東新南華水泥有限公司前身為廣東南華水泥公司，南華公司由于工藝落后、缺少改造投入，財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)重，多年虧損，經(jīng)營陷入困境，于2006年9月全面停產(chǎn)，2008年4月1日被英德市人民法院依法宣告破產(chǎn)。廣東新南華水泥有限公司參與廣東南華公司整體財(cái)產(chǎn)第五次破產(chǎn)拍賣，合法競標(biāo)獲得。

南華公司原擁有6條生產(chǎn)線，1號至4號生產(chǎn)線采用Φ3.5 m×145 m國產(chǎn)濕法長窯，5號、6號生產(chǎn)線為半干法生產(chǎn)線，采用德國洪堡公司的Φ3.5 m×47 m濕磨干燒窯。新南華競標(biāo)獲得時(shí)，1號至4號生產(chǎn)線已經(jīng)淘汰，5號線自1996年建成投產(chǎn)至停產(chǎn)僅運(yùn)行了10年，6號線因資金不足僅完成了燒成系統(tǒng)的土建基礎(chǔ)施工。新南華水泥有限公司收購后，于2010年7月委托我公司對原有的5號濕磨干燒生產(chǎn)線進(jìn)行全干法帶純低溫余熱發(fā)電技改的工程設(shè)計(jì)。

我公司于2010年7月下旬派出由設(shè)總帶隊(duì)、由各專業(yè)技術(shù)人員組成的項(xiàng)目組，對自石灰石礦山開采、運(yùn)輸、破碎至水泥散裝、包裝出廠的現(xiàn)有各類設(shè)施進(jìn)行實(shí)地摸底，并從該公司檔案室搜集與技改有關(guān)的所有相關(guān)的施工圖紙，并與該公司相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行討論和研究，對該生產(chǎn)線的改造達(dá)成了共識，形成了最終的技改方案，即盡最大可能利用原有設(shè)施，以降低技改投資。如將濕磨干燒生產(chǎn)線料漿調(diào)配庫改為生料磨的原料配料庫，將濕磨干燒的料漿池改為循環(huán)水池及水泵房，將濕磨干燒生產(chǎn)線的中控系統(tǒng)恢復(fù)并完善等。

1技術(shù)目標(biāo)及方案

1.1　技改范圍及技改目標(biāo)

1.1.15號線技改范圍

自原料入廠至熟料儲存庫。

1.1.2技改目標(biāo)

熟料產(chǎn)量≥1 800 t/d(最高2 000 t/d)；熟料28 d強(qiáng)度≥58 MPa；熟料熱耗≤3 553 kJ/kg；熟料電耗(石灰石破碎至熟料入庫)≤58 kW·h/t；環(huán)保指標(biāo)：達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1.2　技改方案

1.2.1輔料儲存及卸料

新建堆棚，用于儲存黏土、砂巖、鐵粉等輔料，各類輔料通過卸料坑、皮帶機(jī)輸送至配料庫。輔料堆棚設(shè)在現(xiàn)廢棄的水池位置，堆棚大小根據(jù)該臺段面積盡量做大，初步定為寬36 m，長55 m，擋料墻高4 m，預(yù)留送至后期5 000 t/d生產(chǎn)線的輔料預(yù)均化堆場。

1.2.2石灰石卸料及輸送

汽車運(yùn)輸石灰石成品至原料配料庫側(cè)卸料坑，通過給料設(shè)備、皮帶機(jī)、提升機(jī)入配料庫。提升機(jī)布置在±0.000平面。石灰石卸料坑為臨時(shí)設(shè)置，待后期5 000 t/d生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)，由新建石灰石預(yù)均化堆場統(tǒng)一設(shè)置。

1.2.3原料配料及輸送

原料配料庫利用5號線原有的8個(gè)料漿庫，用于石灰石和輔料儲存。各庫底分別設(shè)置1臺皮帶秤，用于配料計(jì)量。石灰石庫使用4個(gè)庫來搭配不同品位的石灰石，庫底設(shè)捅料孔，黏土配料庫庫底設(shè)強(qiáng)制卸料器。各種物料分別由庫底定量給料機(jī)按設(shè)定配比卸出，輔料和石灰石分別沿兩條不同的線路皮帶輸送至生料磨。由多元素?zé)晒夥治鰞x和微機(jī)組成的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)，可自動分析出磨生料成分，并根據(jù)分析結(jié)果和目標(biāo)值自動調(diào)節(jié)定量給料機(jī)的速度，以控制各原料的下料量，確保出磨生料成分合格。

1.2.4生料粉磨及廢氣處理

生料磨采用輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)。磨機(jī)烘干熱源利用窯尾高溫風(fēng)機(jī)排出的高溫廢氣。

出窯尾預(yù)熱器的高溫廢氣，經(jīng)管道增濕做降溫調(diào)質(zhì)處理，在開磨狀態(tài)下全部送入生料磨作烘干熱源，從生料磨排出的廢氣由窯尾收塵器凈化處理，最后經(jīng)煙囪排入大氣。

生料磨開磨時(shí)，預(yù)熱器排出的廢氣經(jīng)由高溫風(fēng)機(jī)排出后，一部分送入生料磨，另一部分進(jìn)入增濕塔降溫處理，降溫后的廢氣與生料磨排風(fēng)機(jī)排出的剩余廢氣一起進(jìn)入窯尾電除塵器進(jìn)行凈化處理，由窯尾廢氣排風(fēng)機(jī)排出，經(jīng)煙囪排入大氣。

生料磨不開時(shí)，高溫風(fēng)機(jī)排出的高溫廢氣直接進(jìn)入增濕塔降溫處理，之后經(jīng)電除塵器凈化處理后，由窯尾廢氣排風(fēng)機(jī)排出，經(jīng)煙囪排入大氣。

高溫風(fēng)機(jī)前增加余熱發(fā)電旁路。

窯尾收塵器利舊使用，其他均為新設(shè)計(jì)。

1.2.5生料均化庫及輸送

生料粉經(jīng)提升機(jī)、溢流式生料分配器，由6條空氣斜槽布料進(jìn)入生料均化庫。該項(xiàng)目設(shè)置1座直徑為18 m、儲量為6 800 t的IBAU庫儲存均化生料。均化庫均化用空氣由羅茨風(fēng)機(jī)提供，庫底結(jié)構(gòu)采用利浦筒倉。窯尾喂料采用沖板流量計(jì)計(jì)量，由膠帶斗式提升機(jī)將生料喂入窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)。

入均化庫提升機(jī)前設(shè)有取樣器，通過入庫生料的取樣、制樣分析，實(shí)現(xiàn)對燒成系統(tǒng)的操作指導(dǎo)。

1.2.6窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)

在原有三級預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造窯尾預(yù)熱系統(tǒng)，將舊系統(tǒng)改造為四級預(yù)熱窯外分解系統(tǒng)。原有C1旋風(fēng)筒由于鋼板腐蝕嚴(yán)重不能利舊使用，需整體拆除后重新設(shè)計(jì)，作為C2筒，其當(dāng)層及上層框架結(jié)構(gòu)也一并拆除并重建。在新框架52.8 m以上位置加一層框架，在此框架上重新設(shè)計(jì)兩個(gè)C1旋風(fēng)筒，直徑為4 300 mm。新設(shè)計(jì)C1旋風(fēng)筒風(fēng)管直段部分利用了原C1旋風(fēng)筒廢氣風(fēng)管直段部分，兩下料管分兩個(gè)方向進(jìn)入C2風(fēng)管直段，原來此處只有一個(gè)下料管，且下料位置不合理，故重新設(shè)計(jì)下料管，并同時(shí)增加翻板閥和撒料盤。

根據(jù)技改目標(biāo)要求，需增加分解爐的長度以提高物料的分解率，將分解爐長度增加24~26 m，放置在C1層面。

1.2.7回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)

生料結(jié)束預(yù)熱分解后，進(jìn)入Φ3.5 m×47 m回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒熟料，熟料燒成熱耗為3 553 kJ/kg。從回轉(zhuǎn)窯進(jìn)入篦冷機(jī)的高溫熟料由篦板下鼓入的冷空氣急速冷卻，出篦冷機(jī)的熟料溫度比環(huán)境溫度高出65℃，冷卻破碎后的熟料由鏈斗輸送機(jī)送入熟料庫。篦冷機(jī)在原有設(shè)備上進(jìn)行改造，增加冷卻面積和供風(fēng)風(fēng)機(jī)數(shù)量。

冷卻機(jī)高溫廢氣一部分入窯作為窯用二次空氣；一部分由三次風(fēng)管送到分解爐作為燃燒空氣；一部分廢氣送往煤磨，作為煤粉制備的烘干熱源；剩余廢氣經(jīng)窯頭電收塵器收塵后，排入大氣。電收塵器收下的粉塵經(jīng)鏈運(yùn)機(jī)送到熟料鏈斗機(jī)上入熟料庫。冷卻機(jī)上新增取風(fēng)口，用于余熱發(fā)電。

1.2.8余熱發(fā)電

利用生產(chǎn)線的余熱建設(shè)3 MW純低溫余熱發(fā)電站。窯頭AQC鍋爐布置在電氣室與窯頭中間廠區(qū)道路上，窯尾SP鍋爐放置在高溫風(fēng)機(jī)上。

1.2.9空壓機(jī)站

壓縮空氣利用原壓縮空氣管網(wǎng)提供。

1.2.10中央化驗(yàn)室

完善原有中央化驗(yàn)室，負(fù)責(zé)進(jìn)出廠原料、燃料、熟料的常規(guī)化學(xué)分析及物理檢驗(yàn)，以保證全廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量，對熟料產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行調(diào)度、管理和監(jiān)督。

2改造效果

經(jīng)過一系列改造和對原有設(shè)備的恢復(fù)，2011年9月新生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行。自生產(chǎn)線運(yùn)行以來，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，生料電耗<10 kW·h/t，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量最高達(dá)到2 000 t/d，熟料熱耗≤3431 kJ/kg，熟料電耗<58 kW·h/t，單位熟料發(fā)電量>34 kW·h/t，取得了良好的技改效果。

3存在的問題及解決措施

3.1　原燃料質(zhì)量波動

因考慮二期5 000 t/d生產(chǎn)線的規(guī)劃，原燃料均化設(shè)施在二期實(shí)施，造成技改投產(chǎn)后原料波動較大，進(jìn)而導(dǎo)致熟料質(zhì)量波動大。在我公司調(diào)試人員的指導(dǎo)下，企業(yè)通過嚴(yán)把原材料進(jìn)廠質(zhì)量關(guān)，對所有原料在破碎初期就實(shí)行高低品位原料的預(yù)搭配，控制好原料配料、粉磨及生料均化庫等環(huán)節(jié)，使熟料質(zhì)量有所改進(jìn)，系統(tǒng)生產(chǎn)也逐步穩(wěn)定。

3.2　原有設(shè)備故障多

技改中利用的原有設(shè)備故障多，主要是由于生產(chǎn)線停產(chǎn)時(shí)間長，停產(chǎn)期間無任何維護(hù)，技改時(shí)間過于緊湊，大多數(shù)利舊設(shè)備的校正未能全部實(shí)施，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。例如，回轉(zhuǎn)窯長期停機(jī)導(dǎo)致筒體變形，運(yùn)行電流高，運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)窯內(nèi)襯整體扭曲，內(nèi)襯脫落嚴(yán)重，影響回轉(zhuǎn)窯的正常生產(chǎn)；煤粉計(jì)量秤因技改不到位，致使窯頭及分解爐用煤計(jì)量不穩(wěn)定，同樣影響了生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。我公司調(diào)試技術(shù)人員與該公司相關(guān)技術(shù)人員及設(shè)備生產(chǎn)廠家一起反復(fù)研究，不斷改進(jìn)，最終解決了設(shè)備的故障問題，使得生產(chǎn)能順利穩(wěn)定地運(yùn)行。

4結(jié)語

通過對該技改工程技改方案確定、技改實(shí)施及達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)調(diào)試的完整實(shí)施，我公司在對長期停產(chǎn)生產(chǎn)線設(shè)備、電氣設(shè)備、電氣線路的恢復(fù)、改進(jìn)等方面積累了大量經(jīng)驗(yàn)，為以后同類型項(xiàng)目的技改提供了有利的借鑒。

(編輯芋艷梅)

收稿日期：2015-10-15

作者簡介：王金成(1981-)，男，北京市人，工程師，碩士，2004年7月畢業(yè)于北京理工大學(xué)熱能與動力工程專業(yè)，2007年3月畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)動力機(jī)械及工程專業(yè)，現(xiàn)從事水泥EPC總包項(xiàng)目管理工作。

中圖分類號：TQ 172.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1009-9441(2015)06-0014-03