(中材國際)特殊原、燃料條件下日產(chǎn)萬噸級水泥熟料課件

1、2022-2-20特殊原、燃料條件下特殊原、燃料條件下日產(chǎn)萬噸級水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用日產(chǎn)萬噸級水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用丁蘇東丁蘇東中國中材國際工程股份有限公司中國中材國際工程股份有限公司提綱提綱1 1、項(xiàng)目背景、項(xiàng)目背景2 2、關(guān)鍵技術(shù)問題、關(guān)鍵技術(shù)問題3 3、研發(fā)技術(shù)方法、研發(fā)技術(shù)方法4 4、科技創(chuàng)新點(diǎn)、科技創(chuàng)新點(diǎn)5 5、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6 6、知識產(chǎn)權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)7 7、成果推廣應(yīng)用、成果推廣應(yīng)用Page21 1、項(xiàng)目背景、項(xiàng)目背景 世紀(jì)之初，隨著國家大規(guī)?；窘ㄔO(shè)，促進(jìn)了水泥工業(yè)的飛速發(fā)展，短短幾年，2000 5000t/d國產(chǎn)化技術(shù)日趨成熟，為我國水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)

2、整、技術(shù)進(jìn)步和國際市場拓展打下了基礎(chǔ)，為水泥投資商樹立了信心，引發(fā)了追求代表國際高端水平的新一代萬噸級水泥生產(chǎn)技術(shù)的渴望。當(dāng)時(shí)國內(nèi)有海螺、天瑞等公司，國外有沙特、越南等國的多家公司，均有建設(shè)萬噸級生產(chǎn)線的愿望，但該技術(shù)國內(nèi)尚屬空白。Page3Page4當(dāng)時(shí)國際上的萬噸級生產(chǎn)線情況和技術(shù)水平當(dāng)時(shí)國際上的萬噸級生產(chǎn)線情況和技術(shù)水平 由于解決不了燒成系統(tǒng)放大帶來的技術(shù)失真問題，早期萬噸線燒成系統(tǒng)：由于解決不了燒成系統(tǒng)放大帶來的技術(shù)失真問題，早期萬噸線燒成系統(tǒng)： (1)、多采用、多采用三系列三系列系統(tǒng)，系統(tǒng)，爐窯爐窯采用采用并聯(lián)并聯(lián)方式，存在塌料、系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。方式，存在塌料、系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。

3、(2)、對原、燃料的品質(zhì)要求高，、對原、燃料的品質(zhì)要求高，不適應(yīng)高含量干擾元素的原、燃料不適應(yīng)高含量干擾元素的原、燃料使用。使用。 (3)、配套技術(shù)無法滿足當(dāng)前市場需求，迫切需要開發(fā)集成新技術(shù)。、配套技術(shù)無法滿足當(dāng)前市場需求，迫切需要開發(fā)集成新技術(shù)。Page52 2、關(guān)鍵技術(shù)問題、關(guān)鍵技術(shù)問題 在原、燃料和環(huán)境條件變化較大的情況下，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行放大，易造成技術(shù)性能失真，在技術(shù)上應(yīng)重點(diǎn)解決： (1) (1)、系統(tǒng)大型化后技術(shù)性能失真和控制問題；、系統(tǒng)大型化后技術(shù)性能失真和控制問題； (2) (2)、技術(shù)裝備的安全可靠性和過程控制問題；、技術(shù)裝備的安全可靠性和過程控制問題； (3) (3)

4、、以前未曾遇到的放風(fēng)、腐蝕等技術(shù)問題；、以前未曾遇到的放風(fēng)、腐蝕等技術(shù)問題； (4) (4)、各項(xiàng)技術(shù)的合理匹配和系統(tǒng)技術(shù)集成問題；、各項(xiàng)技術(shù)的合理匹配和系統(tǒng)技術(shù)集成問題； 目的是為了更好地適應(yīng)國內(nèi)外多變多變的條件和技術(shù)市場需求。 多變多變主要反映在原、燃料上的多樣性和自然條件的多樣性。3 3、研發(fā)技術(shù)方法、研發(fā)技術(shù)方法 在公司國內(nèi)外項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外原、燃料和自然條件及市場需求，借助實(shí)驗(yàn)研究、理論分析、計(jì)算機(jī)模擬、現(xiàn)場測試等技術(shù)手段，開展技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)集成創(chuàng)新工作。 形成了一套體系完整的定制式水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與工程放大技術(shù)定制式水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與工程放大技術(shù)（Pyro-

5、Processing System Development and Engineering Scale-Up Technology for Customized Application, 簡稱PSDEST），為特殊原、燃料條件下日產(chǎn)萬噸級燒成系統(tǒng)的工程放大與開發(fā)設(shè)計(jì)奠定了可靠的理論基礎(chǔ)。Page6定制式水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與工程放大技術(shù)定制式水泥熟料燒成系統(tǒng)開發(fā)與工程放大技術(shù)(PSDEST)(PSDEST)Page74 4、科技創(chuàng)新點(diǎn)、科技創(chuàng)新點(diǎn) 、采用、采用“燃點(diǎn)控位和司料溫控燃點(diǎn)控位和司料溫控”技術(shù)的雙系列在線預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)技術(shù)的雙系列在線預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng) 、大比例超大型無排灰立式和臥式旁路

6、放風(fēng)驟冷器系統(tǒng)、大比例超大型無排灰立式和臥式旁路放風(fēng)驟冷器系統(tǒng) 、雙驅(qū)動(dòng)、雙擋輪萬噸級回轉(zhuǎn)窯與萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng)、雙驅(qū)動(dòng)、雙擋輪萬噸級回轉(zhuǎn)窯與萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng) 、專用多介質(zhì)多通道離散式低、專用多介質(zhì)多通道離散式低NOxNOx燃燒器燃燒器 、含放風(fēng)需求的多組分非線性配料軟件系統(tǒng)、含放風(fēng)需求的多組分非線性配料軟件系統(tǒng)Page8底部噴嘴是為難燃燒的底部噴嘴是為難燃燒的燃料燃料上部噴嘴是為容易燃燒的上部噴嘴是為容易燃燒的燃料燃料三次風(fēng)的三次風(fēng)的切向入口切向入口880窯風(fēng)窯風(fēng)1100(1)(1)、采用、采用“燃點(diǎn)控位和司料溫控燃點(diǎn)控位和司料溫控”技術(shù)的雙系列在線預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)技術(shù)的雙系

7、列在線預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng) 因原、燃料的物理化學(xué)性質(zhì)的不同，燃燒區(qū)域大小和生料分解區(qū)域大小易發(fā)生飄移和變化，需進(jìn)行區(qū)域和大小的控制。具體措施：變更燃燒嘴的位置和司料控制。Page9 通過將“燃點(diǎn)控位、司料溫控”技術(shù)與“燃料分級燃燒”技術(shù)集成，具有顯著的脫氮效果，并有效防止系統(tǒng)結(jié)皮堵塞，確保系統(tǒng)平衡運(yùn)行。 具體研究和工業(yè)實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果Page10 創(chuàng)新內(nèi)容：創(chuàng)新內(nèi)容：、 利用利用CFDCFD數(shù)據(jù)模擬分析數(shù)據(jù)模擬分析技術(shù)技術(shù)，解決了超大規(guī)模，解決了超大規(guī)模預(yù)熱預(yù)熱預(yù)預(yù)分解系統(tǒng)分解系統(tǒng)的放大和性的放大和性能保證的技術(shù)問題，為預(yù)熱能保證的技術(shù)問題，為預(yù)熱預(yù)分解預(yù)分解系統(tǒng)的系統(tǒng)的開發(fā)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)

8、。奠定了基礎(chǔ)。、開發(fā)出、開發(fā)出“燃點(diǎn)控位、司料溫控燃點(diǎn)控位、司料溫控”技術(shù)技術(shù)，解決了，解決了燃料燃料燃燒和生料分解相互燃燒和生料分解相互耦耦合合的技術(shù)的技術(shù)難難題，為題，為使使用用低品位原、燃料低品位原、燃料創(chuàng)造了條件。創(chuàng)造了條件。、 研發(fā)出研發(fā)出萬噸級的萬噸級的6 6級低阻高效級低阻高效雙系列在線雙系列在線預(yù)預(yù)分解分解系統(tǒng)。系統(tǒng)。Page11工程應(yīng)用實(shí)例工程應(yīng)用實(shí)例Page12 原燃料中鉀、鈉、硫、氯是新型干法生產(chǎn)的干擾元素，當(dāng)含量超過一定限值，會嚴(yán)重干擾系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須采用放風(fēng)處理。 當(dāng)時(shí)國內(nèi)缺乏放風(fēng)經(jīng)驗(yàn)，國外也僅有落后小排量的外排灰驟冷器，易導(dǎo)致作業(yè)場所環(huán)境差。在萬噸線上如何實(shí)施，尤

9、其針對國外超大放風(fēng)要求（放風(fēng)量60%）的工程，是設(shè)計(jì)和控制的一大難題：、如何控制揮發(fā)物凝聚位置，避免預(yù)熱器與放風(fēng)、如何控制揮發(fā)物凝聚位置，避免預(yù)熱器與放風(fēng)口處的結(jié)皮堵塞。口處的結(jié)皮堵塞。、如何平衡窯、爐和旁路三路的風(fēng)量，穩(wěn)定系統(tǒng)、如何平衡窯、爐和旁路三路的風(fēng)量，穩(wěn)定系統(tǒng)操作。操作。、如何解決因操作不當(dāng)帶來的頻繁熱振所造成的、如何解決因操作不當(dāng)帶來的頻繁熱振所造成的耐火材料脫落。耐火材料脫落。干擾元素循環(huán)示意圖Page13(2)(2)、大比例超大型無排灰立式和臥式旁路放風(fēng)驟冷器系統(tǒng)、大比例超大型無排灰立式和臥式旁路放風(fēng)驟冷器系統(tǒng) 旁路放風(fēng)驟冷器的研發(fā)旁路放風(fēng)驟冷器的研發(fā)、臥式驟冷器操作參數(shù)、冷凝

10、物聚集效果的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、臥式驟冷器操作參數(shù)、冷凝物聚集效果的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Page14 旁路放風(fēng)驟冷器的研發(fā)旁路放風(fēng)驟冷器的研發(fā)、立式驟冷器操作參數(shù)、冷凝物聚集效果的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、立式驟冷器操作參數(shù)、冷凝物聚集效果的研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立式旁路驟冷器較臥式驟冷器具有高溫氣體包裹性能好，便于放大、有利于降低系統(tǒng)阻力，防止結(jié)皮，克服了因規(guī)模放大帶來的布置困難的問題?；旌鲜抑髌拭鏈囟确植紙D渦殼截面溫度分布圖混合室3D模型 Page15創(chuàng)新內(nèi)容：創(chuàng)新內(nèi)容： 、研發(fā)的無排灰臥式和立式驟冷器，滿足了超大規(guī)模燒成系統(tǒng)配套的需求，克服了國外老式帶排灰驟冷器存在周邊環(huán)境差、空間占位大、布置難的問題，是超大型

11、旁路放風(fēng)驟冷裝置國際首例國際首例； 、 利用CFD技術(shù)，優(yōu)化了驟冷器內(nèi)兩股氣流的流動(dòng)模式，確保干擾元素化合物凝聚到生料顆粒表面，避免驟冷器內(nèi)部結(jié)皮堵塞，消除了冷熱兩股氣流變化造成的熱振，防止耐火材料脫落。Page16工程應(yīng)用工程應(yīng)用、實(shí)例圖、實(shí)例圖Page17立式(直流式)（SCC、YCC）臥式(折流式)（RCC，CCC)、SCCSCC、YCCYCC項(xiàng)目放風(fēng)比例項(xiàng)目放風(fēng)比例SCC旁路放風(fēng)設(shè)計(jì)比例需要30%30%YCC旁路放風(fēng)設(shè)計(jì)比例需要60%60%Page18(3)(3)、萬噸級回轉(zhuǎn)窯與萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng)、萬噸級回轉(zhuǎn)窯與萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng) 萬噸級回轉(zhuǎn)窯萬噸級回轉(zhuǎn)窯 針對針對國外

12、工程大都采用油、煤、氣多種燃料混合燃燒，開展如下研究：國外工程大都采用油、煤、氣多種燃料混合燃燒，開展如下研究： 、不同種類燃料對傳熱影響的理論研究； 、窯內(nèi)物理化學(xué)過程的數(shù)值模擬研究； 、基于工程實(shí)踐，設(shè)計(jì)參數(shù)的對比研究。Page19 萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng)萬噸級高溫輥式熟料破碎系統(tǒng) 由于當(dāng)時(shí)市場競爭，中材國際在萬噸級熟料輥式破碎機(jī)上獲得了天瑞集團(tuán)的定單，但必須將所研發(fā)破碎機(jī)集成到國外公司提供的大型篦冷機(jī)中，且要求匹配合理、安全可靠。為此，進(jìn)行大量科學(xué)研究和開發(fā)設(shè)計(jì)，已在天瑞項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用。Page20創(chuàng)新內(nèi)容：創(chuàng)新內(nèi)容：、研發(fā)的雙驅(qū)動(dòng)雙擋輪裝置和強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)，解決了單邊傳動(dòng)和單點(diǎn)定

13、位導(dǎo)、研發(fā)的雙驅(qū)動(dòng)雙擋輪裝置和強(qiáng)制潤滑系統(tǒng)，解決了單邊傳動(dòng)和單點(diǎn)定位導(dǎo)致的應(yīng)力過于集中的技術(shù)難題。致的應(yīng)力過于集中的技術(shù)難題。、開發(fā)了、開發(fā)了窯頭微縮變徑窯頭微縮變徑方式方式，解決了因筒體受熱不均勻造成窯口耐火材料脫，解決了因筒體受熱不均勻造成窯口耐火材料脫落問題。落問題。、形成、形成了超大規(guī)模回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)方法了超大規(guī)?；剞D(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了，開發(fā)了裝備制造技術(shù)，解決了利用現(xiàn)有裝備制造技術(shù)，解決了利用現(xiàn)有制造制造平臺生產(chǎn)超大規(guī)?；剞D(zhuǎn)窯的技術(shù)難題。平臺生產(chǎn)超大規(guī)?；剞D(zhuǎn)窯的技術(shù)難題。首次將萬噸級高溫輥式破碎機(jī)集成到國外超大型冷卻機(jī)系統(tǒng)中，滿足了萬噸首次將萬噸級高溫輥式破碎機(jī)集成到國外超大型冷卻機(jī)系統(tǒng)

14、中，滿足了萬噸級技術(shù)配套的需要。級技術(shù)配套的需要。Page21Page22(5)(5)、含放風(fēng)需求的多組分非線性配料軟件系統(tǒng)、含放風(fēng)需求的多組分非線性配料軟件系統(tǒng)、利用非線性規(guī)劃技術(shù)，克服了常規(guī)線性方程組法僅限于4種以內(nèi)原料配制的局限性；、開發(fā)出了適用多原料種類的多目標(biāo)、多約束條件的配料軟件系統(tǒng)；、引入生產(chǎn)成本控制要素，以獲得最佳的配料方案；、以原料干擾元素作為約束條件，將其揮發(fā)度鏈接到程序中，可快速評估干擾元素的影響程度，確定放風(fēng)量；、系統(tǒng)基于Excel非線性規(guī)劃模塊，成熟可靠。Page235 5、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Page24序號指標(biāo)名稱單位與當(dāng)前國外相近規(guī)模系統(tǒng)的比較中材國際中材國際SCC項(xiàng)目項(xiàng)目中材國際滎陽項(xiàng)目中材國際滎陽項(xiàng)目國外同行FLS1熟料產(chǎn)量t/d1200011000111342熟料燒成熱耗kJ/kgcl 2906（無無放風(fēng)）放風(fēng)）3084（25%放風(fēng)）放風(fēng)）291529193熟料燒成電耗kw.h/tcl5455.556.44出預(yù)熱器壓損Pa5500550068605出預(yù)熱器溫度28010 (燃?xì)馊細(xì)?27010 (燃油燃油)30010（燃煤）（燃煤）318 (燃煤)6原料適應(yīng)性（放風(fēng)）有有無無無6 6、知識產(chǎn)權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)獲國家專利獲國家專利1414項(xiàng)。項(xiàng)。Page257 7、成果推廣應(yīng)用、成果推廣應(yīng)用沙特沙特SCCSCC兩條萬噸