海南某配制水泥及海工摻合料項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)

周宏建，許 諺（.合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司，安徽合肥3005；.安徽新媒體集團(tuán)有限公司,安徽合肥3003）

0 引言

水泥生產(chǎn)屬于資源消耗型行業(yè)，生產(chǎn)中會(huì)排放大量的CO2、NOx以及粉塵等。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家由于基礎(chǔ)建設(shè)已發(fā)展到一定階段，對(duì)水泥需求減弱，以及考慮到環(huán)境保護(hù)等，鮮有新水泥廠建設(shè)工程，現(xiàn)有產(chǎn)能也較小。而水泥作為膠凝材料，在建筑工程中無(wú)可替代，因此建設(shè)配制水泥工廠替代常規(guī)水泥工廠是較為經(jīng)濟(jì)、可行的方案。筆者曾調(diào)研過(guò)新加坡水泥行業(yè)，目前主要為配制水泥及海工摻合料工廠。根據(jù)工程項(xiàng)目的需求，配制不同特性水泥以及海工摻合料等。中國(guó)在南海擁有眾多島嶼，海洋資源豐富。由此帶來(lái)眾多的海港工程、島礁建設(shè)、橋梁、隧道等項(xiàng)目，需要大量抗海水侵蝕的海工摻合料。

筆者結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在海南省設(shè)計(jì)了一條配制水泥及海工摻合料生產(chǎn)線，本文主要分享該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 碼頭卸船設(shè)計(jì)

該配制水泥項(xiàng)目，鄰近碼頭，項(xiàng)目主要原料為高標(biāo)號(hào)水泥，采用散雜貨海船運(yùn)輸入港，貨輪噸位介于2.5～5萬(wàn)t，碼頭卸船設(shè)計(jì)是項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)之一。

粉狀物料卸船常用的有機(jī)械卸船和負(fù)壓氣力卸船等：

（1）負(fù)壓氣力卸船。負(fù)壓氣力卸船是利用羅茨風(fēng)機(jī)等產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)移動(dòng)吸嘴，將粉體從船艙中吸出，經(jīng)分離器，利用旋風(fēng)分離原理以及濾袋過(guò)濾，將粉體與負(fù)壓空氣分離，從而達(dá)到卸船目的。

一般負(fù)壓卸船，其卸船臂，采用多段圓形鋼筒連接，采用液壓來(lái)控制卸船臂活動(dòng)，由于結(jié)構(gòu)限制，其活動(dòng)臂相對(duì)距離較遠(yuǎn)，大型海洋船只難以使用。其工作能力一般在100～300t/h，卸船電耗約1.5kWh/t。

（2）械螺旋卸船。機(jī)械卸船目前常用的，主要是采用螺旋卸船方式，粉體先通過(guò)設(shè)在螺旋頭部的掃料器，高速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速通常達(dá)到每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn))，粉體經(jīng)掃料器，進(jìn)入垂直螺旋輸送機(jī)，垂直螺旋輸送到頂部后，將粉體卸入水平螺旋，再經(jīng)中間筒，進(jìn)入另一段水平螺旋，再卸入接料皮帶機(jī)。

機(jī)械螺旋卸船機(jī)，其卸船臂為鋼結(jié)構(gòu)，配合斜拉桿形式，因此其卸船臂可以很長(zhǎng)，適用于較大型海洋船只。粉體卸船之后也是通過(guò)水平螺旋輸送機(jī)輸送。其工作能力一般在600～1500t/h，卸船電耗約0.7kWh/t。就兩種卸船技術(shù)特點(diǎn)而言，負(fù)壓氣力卸船能耗相對(duì)更高，卸船能力較小，更適用于船艙清倉(cāng)，卸船相對(duì)更加徹底；而機(jī)械螺旋卸船，能耗較低，卸船能力較大。

本項(xiàng)目配制水泥年產(chǎn)量最高約500萬(wàn)t，高標(biāo)號(hào)水泥消耗量約占配制水泥產(chǎn)量50%，即250萬(wàn)t/年。按2.5萬(wàn)t/船計(jì)算，三天就需要一船高標(biāo)號(hào)水泥。該碼頭總長(zhǎng)僅約150m，同時(shí)還要卸水渣、原煤等其他散雜貨。因此在設(shè)計(jì)中，考慮該碼頭總長(zhǎng)度，最多只能?？?條海船，為了保證碼頭的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，選用了2臺(tái)產(chǎn)量1000t/h機(jī)械卸船機(jī)。由于2.5萬(wàn)t船長(zhǎng)約150m，船停泊港口時(shí)盡量不移動(dòng)，通過(guò)機(jī)械卸船機(jī)的移動(dòng)完全卸完整船物料，因此設(shè)計(jì)卸船機(jī)有效移動(dòng)距離約80m，剩余70m碼頭長(zhǎng)度預(yù)留給碼頭吊機(jī)使用；當(dāng)散貨船為3.5萬(wàn)t時(shí)，船只需要移動(dòng)一次。

由于機(jī)械卸船機(jī)需要在卸船時(shí)移動(dòng)，因此卸船后續(xù)輸送設(shè)備，選用了DTII型皮帶機(jī)，皮帶寬度為B2000，帶速1.6m/s，滿足卸船機(jī)最大輸送量要求；皮帶機(jī)為水平輸送，皮帶槽角選擇45°，皮帶機(jī)廊道封閉，整體效果見(jiàn)圖1。

圖1 碼頭輸送皮帶廊

2 配置水泥及海工摻合料計(jì)量、混料系統(tǒng)

2.1 國(guó)外間歇式計(jì)量、混料系統(tǒng)

新加坡配置水泥及海工摻合料生產(chǎn)企業(yè)，采用歐洲間歇式混料技術(shù)。每種組份設(shè)置一個(gè)緩沖倉(cāng)，倉(cāng)體設(shè)置稱重計(jì)量系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)置重量。到達(dá)設(shè)定重量后卸入混料機(jī)，混料機(jī)也為間歇式運(yùn)行，類似于國(guó)內(nèi)商品混凝土攪拌站的攪拌系統(tǒng)。其成品均勻性較好，均化系數(shù)較高，但生產(chǎn)能力≤250t/h。

2.2 本項(xiàng)目新型連續(xù)式計(jì)量、混料系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)常規(guī)的水泥配料庫(kù)，一般呈“一”字型布局，配料在庫(kù)底，使用皮帶秤或轉(zhuǎn)子秤等計(jì)量，再通過(guò)皮帶機(jī)等輸送設(shè)備，輸送入后續(xù)生產(chǎn)設(shè)備。

該方案的缺點(diǎn)是物料在輸送環(huán)節(jié)多為分層堆積，對(duì)于普通水泥生產(chǎn)線影響不大；而配置水泥及海工摻合料工廠，某些組份如硅灰等本身其用量極少，若物料分層堆積，成品性能難以保障。

間歇式計(jì)量、混料系統(tǒng)，其計(jì)量精度好、混料均化系數(shù)高，在國(guó)外已證明可滿足海工水泥生產(chǎn)需求，但其生產(chǎn)效率、產(chǎn)量較低；本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，在走訪國(guó)內(nèi)外多個(gè)配制水泥工廠后，專門設(shè)計(jì)了一種“品”字型連續(xù)式配料及混料系統(tǒng)。首先為每種物料設(shè)置一臺(tái)緩沖倉(cāng)，粉體通過(guò)斜槽送入緩沖倉(cāng)，倉(cāng)底設(shè)置轉(zhuǎn)子秤及其預(yù)給料裝置。緩沖倉(cāng)成“品”字形布局，轉(zhuǎn)子秤前端輸送設(shè)備及后端卸料溜子全部都呈同一角度及長(zhǎng)度，確保物料輸送時(shí)間完全一致。轉(zhuǎn)子秤連續(xù)計(jì)量后的粉體，再通過(guò)各自的管道進(jìn)入連續(xù)式混料機(jī)。

該設(shè)計(jì)能滿足計(jì)量后物料同時(shí)入攪拌機(jī)要求，且單套生產(chǎn)能力達(dá)到400t/h。

既借鑒了間歇式混料系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮更好的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)能力。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）配置水泥及海工摻合料工廠，相比較常規(guī)水泥廠，建設(shè)用地少、投資小、布置靈活。在我國(guó)總體水泥產(chǎn)能過(guò)剩，但局部水泥緊張情況下，建設(shè)配置水泥工廠既能靈活調(diào)劑地區(qū)間水泥產(chǎn)能，又能較好滿足各種工程需求；

（2）內(nèi)陸的河流，由于船只較小，宜采用負(fù)壓卸船等系統(tǒng)；海洋船舶，由于裝載量大，并且卸船懸臂長(zhǎng)，考慮碼頭運(yùn)行效率，宜采用機(jī)械螺旋卸船系統(tǒng)；

（3）本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的新型連續(xù)式混料系統(tǒng)，繼承了間歇式混料系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)生產(chǎn)效率更高；

（4）新建的配置水泥及海工摻合料生產(chǎn)線，建議配置最新的智能化系統(tǒng)，減少人工工作量。