新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與裝備實(shí)施預(yù)案

176/186第二代節(jié)能環(huán)保新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)與裝備實(shí)施方案目錄概述 i1先進(jìn)可靠的節(jié)能環(huán)保的工藝生產(chǎn)及操縱技術(shù)與裝備 11.1原料的前置處理 11.1.1水泥原料性能及對(duì)能效的阻礙 11.1.2優(yōu)化原料配料的差不多條件 11.1.3阻礙因素及技術(shù)措施 31.2節(jié)能環(huán)保的粉磨技術(shù)與裝備 41.2.1粉磨裝備技術(shù)的進(jìn)步 41.2.2原料粉磨問(wèn)題 61.2.3燃料制備問(wèn)題 91.2.4水泥粉磨問(wèn)題 91.2.5配制水泥問(wèn)題 151.3節(jié)能環(huán)保的熟料煅燒技術(shù)與裝備 161.3.1國(guó)內(nèi)外燒成系統(tǒng)技術(shù)與裝備現(xiàn)狀 171.3.2第二代燒成系統(tǒng)技術(shù)方案 351.3.3小結(jié) 461.4生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)優(yōu)化及新技術(shù) 471.4.1工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化及新技術(shù) 471.4.2電氣及自動(dòng)化優(yōu)化及新技術(shù) 521.4.3土建設(shè)計(jì)優(yōu)化及新技術(shù) 591.4.4總圖、礦山、公用工程設(shè)計(jì)優(yōu)化及新技術(shù) 602環(huán)保技術(shù)與裝備 702.1水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術(shù) 702.1.1水泥窯協(xié)同處置廢棄物的差不多原則 702.1.2水泥窯協(xié)同處置廢棄物的要緊特點(diǎn) 712.1.3廢棄物處理種類 712.1.4水泥窯協(xié)同處置污泥技術(shù) 722.1.5一般工業(yè)廢棄物及危險(xiǎn)廢棄物的預(yù)處理技術(shù) 752.1.6重要污染物的監(jiān)測(cè) 752.1.7利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的職業(yè)健康與安全 762.2低品位原、燃料的利用技術(shù) 762.3環(huán)境治理 772.3.1粉塵治理 782.3.2噪音治理 802.3.3大氣污染物排放治理（包括NOx、SOx等） 823推舉的示范線 89概述水泥行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)，也是要緊的能源、資源消耗和污染物排放行業(yè)之一。2009年全國(guó)水泥總產(chǎn)量16.5億噸，能源消耗總量約占全國(guó)能源消耗總量的5%，顆粒物排放量約占工業(yè)排放總量的30%左右。2010年全國(guó)水泥總產(chǎn)量更是達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的18.68億噸，占全世界水泥總產(chǎn)量的55%左右。進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)能減排、進(jìn)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)水泥工業(yè)當(dāng)前的重要課題。國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要明確提出“積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化”，“大幅度降低能源消耗強(qiáng)度和二氧化碳排放強(qiáng)度，有效操縱溫室氣體排放”，“加強(qiáng)資源節(jié)約和治理”，“大力推進(jìn)節(jié)能降耗”，“大力進(jìn)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，“按照減量化、再利用、資源化的原則，減量化優(yōu)先，以提高資源產(chǎn)出效率為目標(biāo)，推進(jìn)生產(chǎn)、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)循環(huán)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展，加快構(gòu)建覆蓋全社會(huì)的資源循環(huán)利用體系”，“加大環(huán)境愛(ài)護(hù)力度”，“強(qiáng)化污染物減排和治理”，“推進(jìn)火電、鋼鐵、有色、化工、建材等行業(yè)二氧化硫和氮氧化物治理，強(qiáng)化脫硫脫硝設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行”，“深化顆粒物污染防治”。應(yīng)對(duì)氣候、環(huán)境變化和能源資源安全差不多成為全球共同關(guān)注的問(wèn)題，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛把進(jìn)展低碳經(jīng)濟(jì)和新能源等新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新的突破口，以后低碳經(jīng)濟(jì)專門(mén)可能是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)，這也給予了水泥行業(yè)新的歷史性進(jìn)展機(jī)遇。就我國(guó)水泥工業(yè)而言，進(jìn)展低碳經(jīng)濟(jì)必須進(jìn)一步貫徹落實(shí)科學(xué)進(jìn)展觀，堅(jiān)持資源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并重，大力推進(jìn)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的全然性轉(zhuǎn)變，促使水泥行業(yè)成為與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)進(jìn)展的資源節(jié)約型和生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)。能夠通過(guò)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，采納新型節(jié)能技術(shù)及裝備來(lái)降低能源消耗，減少阻礙環(huán)境的廢棄物排放（包括CO2、SO2、NOx等）。天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱“天津院有限公司”）幾十年來(lái)一直站在水泥工業(yè)改革開(kāi)放和自主創(chuàng)新進(jìn)展的前沿，引領(lǐng)著中國(guó)水泥工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，制造了中國(guó)新型干法水泥技術(shù)進(jìn)展的許多第一。通過(guò)多年的技術(shù)研發(fā)及大量的工程實(shí)踐，天津院有限公司長(zhǎng)期致力于水泥工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)與裝備的研發(fā)工作，先后在大量的水泥生產(chǎn)線上開(kāi)發(fā)應(yīng)用大量的節(jié)能降耗的技術(shù)與裝備。在現(xiàn)有新型干法生產(chǎn)技術(shù)的不斷優(yōu)化提升的基礎(chǔ)上，提出了集成生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備于一線的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)思路，目的是最大化地實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)的節(jié)能減排和低碳環(huán)保。天津院有限公司在長(zhǎng)期的研發(fā)過(guò)程中，不斷跟蹤同行的技術(shù)裝備的研發(fā)進(jìn)展，對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況也做了長(zhǎng)期的跟蹤測(cè)試調(diào)查，對(duì)目前國(guó)內(nèi)主體新型干法生產(chǎn)線的要緊技術(shù)指標(biāo)也做了統(tǒng)計(jì)分析，國(guó)內(nèi)部分大型有代表性的水泥制造企業(yè)的典型生產(chǎn)線的要緊技術(shù)統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。表1國(guó)內(nèi)部分大型有代表性的水泥制造企業(yè)的典型生產(chǎn)線的要緊技術(shù)統(tǒng)計(jì)情況序號(hào)生產(chǎn)線名稱投產(chǎn)日期生產(chǎn)規(guī)模t/d實(shí)際產(chǎn)量t/d回轉(zhuǎn)窯規(guī)格m熟料燒成熱耗kcal/kg熟料熟料燒成電耗kWh/kg熟料熟料綜合電耗kWh/kg熟料1江西亞?wèn)|二線2003年9月42005000φ4.8×5274525.756.742荻港海螺一線2000年10月25002821φ4.0×6075628.88a60.903池州海螺一線2002年7月50005546φ4.8×72737.07-56.384樅陽(yáng)海螺四線2004年6月1000010600φ6.0×96746.6224.5658.155亞泰明城一線2003年6月50005753φ4.8×72724.8624.55-6華潤(rùn)南寧一線2007年12月50005743φ4.8×72741.4423.6166.247江蘇京陽(yáng)一線1997年12月50006748φ5.2×61738.9525-8華盛天涯一線2005年6月50005451φ4.8×72748.3324.4663.939豫龍同力一線2005年8月50005309φ4.8×72738.92-67.0310珠江水泥廠一線1989年2月40004800φ4.75×75760--11冀東灤縣一線2003年11月50005346φ4.8×72798.20--12冀東水泥廠一線1985年1月40004896φ4.7×74789.47--13河北燕趙2009年4月55006210φ5.0×606952150.7結(jié)合目前國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和水泥工業(yè)進(jìn)展方向，在設(shè)定的生產(chǎn)條件下確定相應(yīng)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)，具體如下：（1）設(shè)定的生產(chǎn)條件生產(chǎn)線海拔高度：~600m；生產(chǎn)的水泥品種：一般硅酸鹽水泥；原料易磨性：中等；生料易燒性：中等；煤質(zhì)：Qnet,ad≥4500kcal/kg。（2）本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)目標(biāo)燒成系統(tǒng)熟料產(chǎn)量：設(shè)計(jì)5500t/d；熟料燒成熱耗：680kcal/kg熟料；熟料電耗：≤52kWh/t熟料；水泥電耗：≤82kWh/t水泥；NOx排放：≤400mg/Nm3（NO2@10%O2）。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外新型干法生產(chǎn)線技術(shù)及裝備的調(diào)研情況，結(jié)合天津院有限公司長(zhǎng)期實(shí)踐的結(jié)果，提出第二代低碳經(jīng)濟(jì)型的新型干法水泥生產(chǎn)線的具體實(shí)施方案，現(xiàn)具體報(bào)告如下。1先進(jìn)可靠的節(jié)能環(huán)保的工藝生產(chǎn)及操縱技術(shù)與裝備1.1原料的前置處理水泥原料礦山開(kāi)采、均化技術(shù)決定了資源綜合利用程度，原料配料品種及其品質(zhì)直接阻礙到水泥生產(chǎn)的能耗，要提高資源綜合利用率，降低水泥生產(chǎn)的能耗、提高能效水平，應(yīng)首先從礦山和優(yōu)化配料抓起。1.1.1水泥原料性能及對(duì)能效的阻礙我國(guó)水泥原料分布廣泛，且賦存年代、形態(tài)差異專門(mén)大，因此其加工性能相差懸殊。依照天津院有限公司多年測(cè)試，國(guó)內(nèi)要緊水泥原料的工藝加工性能情況見(jiàn)表1-1。表1-1國(guó)內(nèi)要緊水泥原料的工藝加工性能名稱Ai（g）Wi（kWh/t）HGI樣本數(shù)（N）波動(dòng)范圍平均值波動(dòng)范圍平均值波動(dòng)范圍平均值石灰石0.0006～0.23080.02185.9～17.510.6－－686大理巖0.0000～0.11670.02305.9～11.38.9－－24砂巖0.0052～1.19180.36934.2～29.516.3－－－煙煤－－－－31～17775270無(wú)煙煤－－－－33～14973106注：Ai為金屬磨蝕性指數(shù)，Wi為粉磨功指數(shù)，HGI為哈氏指數(shù)。上表結(jié)果表明，石灰石的Ai值變化范圍為0.0006～0.2308g，其數(shù)值大小對(duì)錘式破裂機(jī)錘頭磨損阻礙專門(mén)大。同一型號(hào)、材質(zhì)的錘式破裂機(jī)，一付錘頭破裂石灰石量可相差近10倍。一般而言，石灰石的Ai值大，Wi值也大，但有些石灰石的Wi值較大，但Ai值并不大，這時(shí)如采納球磨機(jī)粉磨生料，能效就較差。由于不同生料的原料品種不一，配料比例差異，因此生料的易燒性也有所不同。一般規(guī)律是，石灰石和硅質(zhì)（硅鋁質(zhì)）原料易磨性相差不大（或易或難）時(shí)，生料的易燒性較好；如石灰石易磨性好而硅質(zhì)原料專門(mén)難磨時(shí)，生料的易燒性較差。1.1.2優(yōu)化原料配料的差不多條件（1）必須重視和做好原料資源地質(zhì)工作只有地質(zhì)勘探部門(mén)對(duì)石灰石等要緊資源進(jìn)行必要的地質(zhì)工作，才能取得足夠深度的地質(zhì)工作資料，才能將石灰石資源等地質(zhì)體由地表到深部的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和賦存狀態(tài)搞清，才能對(duì)各層位的物理化學(xué)性能加以了解。只有系統(tǒng)地掌握了礦體礦石及圍巖、夾層的產(chǎn)狀、化學(xué)成分、物理性能、空間狀態(tài)及分布規(guī)律，才能為石灰石等資源的優(yōu)化選擇和搭配利用提供差不多保證。因此優(yōu)化原料配料的最差不多條件是首先必須重視和做好原料資源地質(zhì)工作。（2）必須進(jìn)行必要的原料工業(yè)性能試驗(yàn)當(dāng)有足夠深度的野外資源地質(zhì)工作結(jié)束時(shí)，應(yīng)由地質(zhì)勘探部門(mén)采取有代表性的試樣，并托付設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行原料工業(yè)性能試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)研究，可差不多掌握原料資源的工藝加工性能，這些性能要緊包括原料的易磨性、磨蝕性和生料的易磨性、易燒性，如采納輥式磨，還要進(jìn)行輥式磨試驗(yàn)。在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先選擇那些距廠址較近、物化性能優(yōu)異且工藝加工性能良好的原料配料，從而提高企業(yè)的能效。天津院有限公司曾對(duì)數(shù)百家水泥企業(yè)進(jìn)行了原料工藝性能試驗(yàn)，大致的規(guī)律是：實(shí)驗(yàn)室所做原料的磨蝕性、易磨性及其生料易磨性試驗(yàn)結(jié)果，與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)對(duì)應(yīng)性較強(qiáng)；生料易燒性的一般規(guī)律是，實(shí)驗(yàn)室易燒性好的生料在實(shí)際生產(chǎn)中也易燒（窯的產(chǎn)量較高，f-CaO含量較低），但少數(shù)工廠生料易燒性試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)對(duì)應(yīng)性較差，即實(shí)驗(yàn)室生料難燒但在實(shí)際生產(chǎn)中并不難燒，緣故可能與操作水平、設(shè)備性能及運(yùn)行狀態(tài)等有關(guān)。（3）充分綜合利用石灰石資源與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，目前我國(guó)石灰石礦山開(kāi)采是“粗放型”的，即對(duì)資源地質(zhì)工作重視程度不足，礦山開(kāi)采中對(duì)生產(chǎn)勘探重視不夠，重視產(chǎn)量而輕視礦產(chǎn)資源搭配綜合利用，對(duì)石灰?guī)r礦體的圍巖、夾層和覆蓋物不加以研究就剝離剔除、堆放，造成某些差不多符合水泥生產(chǎn)硅鋁質(zhì)原料條件者被拋棄白費(fèi)。針對(duì)目前我國(guó)石灰?guī)r礦山開(kāi)采現(xiàn)狀，要實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理及綜合利用這一目標(biāo)，需從地質(zhì)勘探到礦山設(shè)計(jì)再到后續(xù)生產(chǎn)的整個(gè)系統(tǒng)工程進(jìn)行工作，其中礦山設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)工作起到了一個(gè)規(guī)劃并引導(dǎo)的重要作用。目前我國(guó)大型水泥礦山普遍采納鉆機(jī)鉆孔、挖掘機(jī)鏟裝、汽車(chē)裝運(yùn)、礦山臺(tái)段式下降的開(kāi)采方式，隨著國(guó)家加強(qiáng)對(duì)礦山資源有償使用的監(jiān)管，礦山資源的搭配和綜合利用，既可降低采礦成本、減少資源白費(fèi)，也有利于礦山的環(huán)境愛(ài)護(hù)，差不多成為各個(gè)水泥企業(yè)節(jié)能降耗的關(guān)鍵之一。對(duì)礦山資源綜合利用而言，如何在開(kāi)采環(huán)節(jié)中在滿足進(jìn)廠石灰石指標(biāo)操縱要求前提下，解決好礦巖的合理搭配，并保持進(jìn)廠礦石品位的穩(wěn)定與均衡，至關(guān)重要。傳統(tǒng)的礦山設(shè)計(jì)方法是定性設(shè)計(jì)，因?yàn)闊o(wú)法靠手工計(jì)算來(lái)精確實(shí)現(xiàn)對(duì)小尺寸采礦單元的規(guī)劃，所出的地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)圖紙，關(guān)于采礦生產(chǎn)來(lái)講僅具有指導(dǎo)性意義，而不具備精確指導(dǎo)生產(chǎn)的作用，關(guān)于礦山生產(chǎn)的進(jìn)度打算也只能按年來(lái)進(jìn)行大致的編排?，F(xiàn)在利用礦塊模型系統(tǒng)軟件，能夠在礦巖搭配問(wèn)題上提供較強(qiáng)的關(guān)心。礦塊模型軟件以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算功能與三維圖形設(shè)計(jì)功能，將礦山分層開(kāi)采的平面細(xì)化成若干小的開(kāi)采單元，同時(shí)詳細(xì)計(jì)算出每個(gè)開(kāi)采單元的平均品位及礦巖屬性，同時(shí)利用其豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，更方便進(jìn)行采剝進(jìn)度打算表的準(zhǔn)確編制，做到對(duì)采礦生產(chǎn)的精確指導(dǎo)。比起傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，這些軟件所輸出的圖紙信息量大，數(shù)據(jù)精確，除了能完成傳統(tǒng)手工圖紙中的水平地質(zhì)分層平面圖之外，還能輸出水平分層巖性圖、水平分層品位圖、任意塊段的儲(chǔ)量及平均品位、礦巖量報(bào)告及礦巖搭配后的相關(guān)數(shù)據(jù)等，對(duì)采礦生產(chǎn)具有直接的指導(dǎo)作用。但關(guān)于礦山資源綜合利用這一系統(tǒng)性課題來(lái)講，設(shè)計(jì)技術(shù)上的進(jìn)步僅僅只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)問(wèn)題的解決，目前設(shè)計(jì)工作中遇到的最大問(wèn)題來(lái)自于地質(zhì)工作資料本身。近些年專門(mén)多礦山的地質(zhì)工作資料深度不夠，或盡管深度已達(dá)到要求但其內(nèi)部錯(cuò)誤許多，地形圖上各種首曲線與計(jì)曲線的多維數(shù)據(jù)不全或不準(zhǔn)確，同一份地質(zhì)報(bào)告在不同圖紙上對(duì)同一地層賦存形態(tài)的解釋互不對(duì)應(yīng)，直接造成了采礦軟件在建立地質(zhì)模型時(shí)數(shù)據(jù)混亂。1.1.3阻礙因素及技術(shù)措施實(shí)際生產(chǎn)中阻礙能效水平的緣故專門(mén)多，阻礙因素廣泛，除原料配料（原料性能）方面緣故外，與職員操作、設(shè)備狀態(tài)、燃料優(yōu)劣等多方面因素有關(guān)，因此水泥企業(yè)能效高低問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題。（1）原材料選擇和開(kāi)采優(yōu)化操縱我國(guó)水泥企業(yè)普遍對(duì)CaO含量≤45%的水泥灰?guī)r棄之不用，緣故是低品位礦石含雜質(zhì)多，質(zhì)量難以操縱。充分利用這類低品位原料資源，可大大擴(kuò)充我國(guó)水泥灰?guī)r資源儲(chǔ)量。應(yīng)以現(xiàn)代質(zhì)量操縱技術(shù)為基礎(chǔ)，在資源源頭實(shí)施質(zhì)量操縱，采納三維礦山模型、在線分析儀等操縱技術(shù)，對(duì)不同品位石灰石進(jìn)行搭配開(kāi)采，既可保證進(jìn)廠石灰石成分穩(wěn)定，也可提高礦山資源綜合利用率，延長(zhǎng)礦山使用年限。對(duì)此，應(yīng)做好礦山地質(zhì)勘查、質(zhì)量檢測(cè)、打算開(kāi)采、搭配使用等各項(xiàng)工作，并配套采納原料預(yù)均化和生料均化設(shè)施。水泥行業(yè)的硅鋁質(zhì)原料過(guò)去要緊采納粘土，從生態(tài)和技術(shù)角度考慮并非最佳選擇。自然界賦存有較多的硅鋁質(zhì)原料，如頁(yè)巖、油頁(yè)巖、凝灰?guī)r、泥巖、鉛鋅尾礦、銅尾礦等，易于發(fā)生熱解反應(yīng)并與CaO進(jìn)行固相反應(yīng)。成巖的硅鋁質(zhì)原料雖要進(jìn)行破裂增加粉碎電耗，但其水分含量低，可降低烘干煤耗。有些原料，尤其是采礦尾礦，則具有比粘土更好的固相反應(yīng)活性，其中的微量元素對(duì)水泥熟料燒成還有礦化作用。（2）提高產(chǎn)品性能和使用壽命“以質(zhì)代量”是通過(guò)提高水泥熟料質(zhì)量來(lái)滿足水泥市場(chǎng)要求。水泥熟料質(zhì)量提高了，生產(chǎn)同樣強(qiáng)度的水泥可多摻加混合材，也可減少混凝土中水泥摻加量，就能做到在不增加熟料產(chǎn)量的情況下滿足水泥市場(chǎng)增長(zhǎng)的需求。“以質(zhì)代量”不但起到節(jié)能減排的功效，還能大量節(jié)約原料資源，并能減少水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程中排出的CO2。1.2節(jié)能環(huán)保的粉磨技術(shù)與裝備1.2.1粉磨裝備技術(shù)的進(jìn)步1.2.1.1料床粉磨節(jié)能新技術(shù)的推廣應(yīng)用球磨機(jī)占據(jù)粉磨領(lǐng)域的主導(dǎo)地位達(dá)百年之久，其要緊特點(diǎn)是技術(shù)成熟可靠，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，缺點(diǎn)是粉磨效率較低，能耗高。水泥生產(chǎn)采納球磨機(jī)系統(tǒng)粉磨原料、燃料和水泥時(shí)綜合電耗為100kWh/t～110kWh/t，物料粉磨電耗占2/3左右，因此提高粉磨效率、降低粉磨電耗一直是粉磨裝備技術(shù)研究的重點(diǎn)課題。上世紀(jì)六、七十年代進(jìn)展的輥磨、八十年代出現(xiàn)的輥壓機(jī)和九十年代問(wèn)世的筒輥磨是粉磨裝備技術(shù)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，這些以“受限料床高壓粉碎”為原理的粉磨設(shè)備的粉磨效率相當(dāng)于球磨機(jī)的2倍左右，使粉磨電耗大幅度降低。假如水泥生產(chǎn)采納料床粉磨系統(tǒng)粉磨原料、燃料和水泥，即實(shí)現(xiàn)“水泥生產(chǎn)無(wú)球磨化”時(shí)，綜合電耗能夠降低到80kWh/t～85kWh/t，投入商業(yè)運(yùn)行或在建的無(wú)球磨生產(chǎn)線越來(lái)越多。1.2.1.2粉磨裝備大型化進(jìn)展日產(chǎn)5000t/d～10000t/d的大型水泥生產(chǎn)線越來(lái)越多，對(duì)粉磨設(shè)備的配套能力也提出了更高要求，國(guó)際知名供貨商在粉磨裝備大型化方面也顯示了各自的實(shí)力。德國(guó)萊歇公司提供的最大生料輥磨LM69.6生產(chǎn)能力可達(dá)800t/h以上，可滿足10000t/d生產(chǎn)線的配套要求；其提供的LM63.3+3C水泥輥磨產(chǎn)量為300t/h以上。洪堡公司開(kāi)發(fā)的最大輥壓機(jī)規(guī)格為RPS25-250/180，通過(guò)能力為1800t/h。1.2.1.3高可靠性和長(zhǎng)使用壽命現(xiàn)代水泥企業(yè)要求工藝系統(tǒng)具有高可靠性，系統(tǒng)設(shè)備故障率要求達(dá)到2%以下，主機(jī)設(shè)備的可靠性是關(guān)鍵，減速機(jī)、軸承、液壓系統(tǒng)、耐磨性能都要有保證。目前，輥磨磨盤(pán)和磨輥的使用壽命大都可保證10000h以上，有的可達(dá)20000h。為了保證系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，萊歇公司設(shè)計(jì)的超大型輥磨采納6輥結(jié)構(gòu)形式，4輥運(yùn)行，2輥備用。洪堡公司的輥壓機(jī)采納鑲嵌柱釘結(jié)構(gòu)的輥面，其使用壽命為堆焊輥面壽命的2倍，可達(dá)15000h以上。還有一些知名的專業(yè)耐磨材料供貨商正在研制更加耐磨的復(fù)合材料。1.2.1.4對(duì)物料的適應(yīng)強(qiáng)水泥行業(yè)所用物料品種繁多、性能差異專門(mén)大，即使同類物料，性能波動(dòng)范圍也專門(mén)寬，其中包括易磨性、含水量、磨蝕性（含鐵量）等。難磨物料有礦渣、高硅砂巖配料的原料、石油焦、無(wú)煙煤等，難烘干的物料有褐煤、白堊配料的原料等，磨蝕性高的物料有鋼渣、礦渣、高硅原料、鐵礦石等。針對(duì)這些物料，現(xiàn)代粉磨技術(shù)均有相應(yīng)的對(duì)策。通過(guò)引入高溫?zé)犸L(fēng)，輥磨能夠烘干25%水分的原煤和15%水分的原料。關(guān)于高磨蝕性物料，通過(guò)采納先進(jìn)的耐磨材料及處理工藝亦可達(dá)到理想的使用壽命。1.2.1.5采納分不粉磨處理固體廢渣降低水泥中的熟料用量2010年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到6.27億噸，每噸鋼鐵約產(chǎn)生300kg礦渣和150kg鋼渣，目前礦渣有效利用率較高，然而鋼渣利用率只有50%左右，長(zhǎng)期堆存的鋼渣有2億多噸，年均增加3000萬(wàn)噸以上；2010年原煤產(chǎn)量32.4億噸，火電廠粉煤灰排放量4億多噸，爐渣3000多萬(wàn)噸，歷年堆存的粉煤灰約15億噸，煤矸石30多億噸。廢渣的堆存占用大量的土地，污染環(huán)境，白費(fèi)資源。按一般水泥熟料用量75%計(jì)算噸水泥CO2的綜合排放量約為1噸。對(duì)工業(yè)廢渣進(jìn)行高細(xì)粉磨處理再配制水泥，則能夠大幅度提高摻合料用量，降低熟料配比，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境的目的。1.2.2原料粉磨問(wèn)題生料細(xì)度是原料粉磨工藝需要考慮的首要問(wèn)題。生料越細(xì)越均勻，各組分接觸越充分，熟料煅燒反應(yīng)則越充分和迅速，物料在窯內(nèi)停留的時(shí)刻短，產(chǎn)量高，熟料質(zhì)量好。假如生料粗粒較多，則化合反應(yīng)不完全，造成熟料游離氧化鈣增多，質(zhì)量降低。據(jù)研究，≥45μm的石英顆粒和≥125μm的方解石顆粒在正常燒成條件下反應(yīng)不完全，這部分的顆粒是阻礙生料易燒性的關(guān)鍵因素。然而生料磨得太細(xì)，如R80μm＜10%，對(duì)熟料燒成的阻礙并不顯著，反而會(huì)增加粉磨電耗，降低磨機(jī)產(chǎn)量。國(guó)外公司提出的依照生料易燒性等級(jí)操縱生料細(xì)度的經(jīng)驗(yàn)見(jiàn)表1-2，部分工廠生料細(xì)度見(jiàn)表1-3，能夠參考。表1-2生料細(xì)度操縱指標(biāo)易燒程度生料細(xì)度Rμm%生料細(xì)度Rμm%相當(dāng)于Rμm%易1.01215.2正常/稍難1.51518.5難2.01821.8白水泥原料粉磨工藝：為了減少硅質(zhì)粉塵對(duì)環(huán)境的染，操縱硅質(zhì)成分的細(xì)度，硅質(zhì)原料葉臘石通過(guò)顎破、輥壓機(jī)、濕法磨單獨(dú)粉磨制成料漿，再喂入原料輥磨進(jìn)行烘干粉磨，入輥磨的葉臘石細(xì)度為R45μm≤3%。表1-3部分工廠生料細(xì)度名稱大連秦皇島華新冀東京陽(yáng)大宇細(xì)度Rμm=15%Rμm=15%Rμm=12%Rμm=12%Rμm=12%Rμm=15%名稱ULM28.4ULM40.4LM69.6中材亨達(dá)CLF180-120印度RP15-140/140GesekeRP15-140/160細(xì)度Rμm=16～20%Rμm=14%Rμm=17～21%Rμm=20%Rμm=15%Rμm=14%觀點(diǎn)1：原料性能試驗(yàn)應(yīng)側(cè)重對(duì)生料易燒性阻礙因素的分析研究，檢測(cè)生料中各粒級(jí)部分難燒組分的含量，關(guān)于生料均質(zhì)性專門(mén)差的原料能夠考慮采納分不粉磨工藝。節(jié)約生料粉磨電耗也是選擇原料粉磨系統(tǒng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，毋庸置疑，立式輥磨或高壓輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)差不多成為原料粉磨系統(tǒng)的重要選擇。依照粉磨機(jī)理分析，因?yàn)檩亯簷C(jī)屬于“受限高壓”粉碎，粉磨效率要略高于輥磨，然而幅度有限。輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)比輥磨系統(tǒng)節(jié)電的要緊緣故在于：輥壓機(jī)系統(tǒng)中的“選粉－烘干－風(fēng)掃”用風(fēng)量和阻力比輥磨中的低，反映到通風(fēng)電耗降低，然而輥壓機(jī)系統(tǒng)中提升物料的斗提電耗比較高。系統(tǒng)電耗應(yīng)該存在2～3kWh/t的差值。假設(shè)原料易磨性中等，統(tǒng)一生料細(xì)度，能夠估算出輥壓機(jī)系統(tǒng)和輥磨系統(tǒng)的電耗情況。生料輥壓機(jī)與輥磨系統(tǒng)電耗比較見(jiàn)表1-4。表1-4生料輥壓機(jī)與輥磨系統(tǒng)電耗比較項(xiàng)目輥壓機(jī)系統(tǒng)輥磨系統(tǒng)磨機(jī),kWh/t7.27.5風(fēng)機(jī),kWh/t4.06.8選粉機(jī),kWh/t0.20.3提升機(jī),kWh/t0.80.1其他輔機(jī),kWh/t0.81.3合計(jì),kWh/t13.016.0多年往常宇部公司提供的生料系統(tǒng)采納外置選粉的輥磨系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)電耗比其他公司采納正常部格外循環(huán)輥磨系統(tǒng)的電耗低3kWh/t左右，其緣故也在于出磨物料靠提升機(jī)喂入選粉機(jī)進(jìn)行分選，以降低通風(fēng)電耗，但系統(tǒng)要求選粉機(jī)可烘干的原料水分為3％。調(diào)研的輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-5。表1-5生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)工廠規(guī)模t/d輥壓機(jī)產(chǎn)量t/h細(xì)度%輥壓機(jī)kWh/t系統(tǒng)kWh/t龍巖三德2000RP15-140/1602×900設(shè)計(jì)180實(shí)際140~150R901212.0江西亞?wèn)|24000RP20-170/1802×1500設(shè)計(jì)350實(shí)際360R7516實(shí)際R7514.87.613.3江西亞?wèn)|34000RP20-170/1802×1800設(shè)計(jì)400實(shí)際370R7515實(shí)際R15157.515四川亞?wèn)|4000RP20-170/1802×1800設(shè)計(jì)400R751510.7山西智海2500CLF180-1002×900設(shè)計(jì)220實(shí)際200~220R80157.213.2中材常德2500CLF180-1202×1250設(shè)計(jì)220實(shí)際242R80108.515.8中材亨達(dá)5000CLF180-1202×12502×200實(shí)際2×240R80205.9山西中意5000CLF200-1602×1800400實(shí)際400印度2500RP15-140/1402×900215R90158.412.8Geseke2000RP15-140/1602×900165R901413.0平均R80μm14%7.513.3生料輥壓機(jī)與輥磨兩種系統(tǒng)的綜合比較見(jiàn)表1-6。表1-6生料輥壓機(jī)與輥磨系統(tǒng)綜合比較系統(tǒng)輥壓機(jī)系統(tǒng)輥磨系統(tǒng)備注系統(tǒng)電耗kWh/t12~1415~17中等易磨性％80～100100總投資％10095~100磨耗,g/t0.5~3(堆焊表面)2~6(磨輥＋磨盤(pán))使用壽命,h70007000中等磨蝕可烘干的水分,%5~77利用五級(jí)預(yù)熱器廢氣入磨粒度,%D90=50mmD90=80mm生料質(zhì)量好好工藝流程相對(duì)復(fù)雜相對(duì)簡(jiǎn)單規(guī)模大型化較困難易實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)率一般略高磨損后的運(yùn)行狀況穩(wěn)定性較差好產(chǎn)量阻礙大阻礙小觀點(diǎn)2：水分太高或磨蝕性特差的原料以輥磨為主，輥磨系統(tǒng)也可設(shè)計(jì)成選粉機(jī)外置式系統(tǒng)。選用輥壓機(jī)系統(tǒng)時(shí)重點(diǎn)解決輥面的耐磨問(wèn)題，最好提供備用輥。運(yùn)轉(zhuǎn)率是阻礙水泥企業(yè)效益的一個(gè)重要因素。原料粉磨系統(tǒng)必須提供足夠的生料給燒成系統(tǒng)，確保燒成系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。在電力、鋼鐵、化工行業(yè)關(guān)于關(guān)鍵系統(tǒng)往往設(shè)置備用系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)主線的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。在水泥行業(yè)，為了節(jié)約投資，除空壓機(jī)等少數(shù)附屬設(shè)備外都不考慮備用系統(tǒng)，只是設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的產(chǎn)量富裕。萊歇公司的大型輥磨（見(jiàn)圖1-1）則采納了冗余設(shè)計(jì)理念，如LM69.6輥磨配置6個(gè)磨輥，正常生產(chǎn)時(shí)4輥運(yùn)行，2輥備用，當(dāng)運(yùn)行磨輥發(fā)生故障時(shí)備用輥可隨時(shí)投入運(yùn)行。圖1-1Loesche公司大型6輥生料磨洪堡公司推出的COMFLEX輥壓機(jī)系統(tǒng)（見(jiàn)圖1-2）也具有這一功能。我們的TRM輥磨運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，4輥磨機(jī)2輥運(yùn)行時(shí)能夠達(dá)到正常產(chǎn)量的75%左右。圖1-2洪堡公司COMFLEX輥壓機(jī)系統(tǒng)觀點(diǎn)3：生料輥磨能夠按需要產(chǎn)量的1.4倍進(jìn)行配置，正常運(yùn)行時(shí)采納部分磨輥工作。1.2.3燃料制備問(wèn)題系統(tǒng)選擇我們差不多積存了輥磨粉磨煙煤、無(wú)煙煤、褐煤和石油焦等各種燃料的使用經(jīng)驗(yàn)，輥磨無(wú)疑成為燃料制備的首選方案。輥磨制備燃料的最大好處是能夠通入大量的熱風(fēng)，烘干能力強(qiáng)，適應(yīng)高水分燃煤的烘干要求，保持較低的煤粉水分，降低燒成系統(tǒng)熱耗。另外，與風(fēng)掃球磨系統(tǒng)相比，能夠節(jié)電10kWh/t左右，同意的入磨粒度能夠放寬到50mm。煤粉用于分解爐和窯頭的比例約為6:4，窯頭能夠適應(yīng)較粗的煤粉細(xì)度，分解爐希望煤粉磨得更細(xì)一些，特不是在采納劣質(zhì)煤或無(wú)煙煤的情況下，這講明燒成系統(tǒng)窯頭和窯尾對(duì)煤粉的要求存在區(qū)不。觀點(diǎn)4：關(guān)于日產(chǎn)5000噸級(jí)以上的大型水泥生產(chǎn)線配置雙套煤磨系統(tǒng)，分不提供窯頭和窯尾用煤。1.2.4水泥粉磨問(wèn)題眾所周知，水泥粉磨的目的是得到具有一定比表面積和顆粒級(jí)配的水泥產(chǎn)品。比表面積越高，水泥的強(qiáng)度越高，并希望3～32μm之間的顆粒越多越好，＜3μm的顆粒只對(duì)1天強(qiáng)度起作用，3～32μm的顆粒對(duì)28天強(qiáng)度起作用。有人通過(guò)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)提出3000～4500cm2/g的水泥28天強(qiáng)度和比表面積、3～32μm含量、分布斜率之間的關(guān)系式如下：S=0.0047Sb+0.14(3～32μm,%)+23.78S=0.0053Sb+15.16n+16.12其中S為水泥28天強(qiáng)度，單位為MPa；Sb為水泥的比表面積，單位為cm2/g。專門(mén)顯然，提高比表面積，提高3～32μm的顆粒含量，提高粒度分布的斜率n值都有利于提高水泥的強(qiáng)度。然而水泥強(qiáng)度并不是評(píng)判水泥性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、流淌度、外加劑適應(yīng)性等也是水泥性能的重要指標(biāo)，而水泥的顆粒級(jí)配、顆粒形貌和混合材的品種及摻量等對(duì)這些性能均有顯著阻礙。因此，選用合適的粉磨工藝制備高品質(zhì)的水泥產(chǎn)品是水泥粉磨系統(tǒng)考慮的首要問(wèn)題。各種混合材活性、易磨性不盡相同，在水泥中所起的作用也不同，有的活性較好，對(duì)強(qiáng)度有貢獻(xiàn)，有的易磨性較好，起到填充作用，優(yōu)化顆粒級(jí)配。不同粉磨工藝水泥產(chǎn)品中各組分含量見(jiàn)表1-7。表1-7不同粉磨工藝水泥產(chǎn)品中各組分含量粒級(jí)＜μm6～12μm12～32μm＞32μm混磨礦渣23%0%2%9%12%熟料77%22%14%31%10%分不粉磨礦渣24%5%4%9%6%熟料76%19%12%32%13%混磨石灰石18%8%5%3%2%熟料82%22%18%25%17%觀點(diǎn)5：對(duì)大宗混合材如礦渣、鋼渣、粉煤灰、石灰石、火山灰等進(jìn)行分不粉磨，與純硅水泥進(jìn)行配制，生產(chǎn)一般水泥、復(fù)合水泥和特型水泥，充分發(fā)揮各種混合材的潛在活性，提高混合材的有效利用率，改善水泥品質(zhì)。水泥粉磨過(guò)程消耗水泥綜合電耗的40%左右，提高粉磨效率，降低粉磨電耗在專門(mén)大程度上體現(xiàn)在水泥粉磨工段。水泥粉磨電耗的阻礙因素專門(mén)多，要緊包括產(chǎn)品的比表面積、熟料的易磨性和混合材的品種及摻量。依照水泥標(biāo)準(zhǔn)，水泥粉磨時(shí)能夠摻入一定量的混合材，包括高爐礦渣、石灰石和粉煤灰等，混合材的摻入對(duì)粉磨電耗阻礙較大，我們通過(guò)試驗(yàn)研究得出了混合粉磨時(shí)這些混合材對(duì)粉磨電耗的阻礙函數(shù)，對(duì)粉磨系統(tǒng)的計(jì)算專門(mén)有關(guān)心。日本川崎公司提出的水泥粉磨電耗的計(jì)算公式如下，供參考。其中W為水泥粉磨電耗；W0是球磨機(jī)的輸入功率；Wi是熟料的邦德易磨性指數(shù)，表示熟料粗磨的難易程度；T3000是指在規(guī)定的試驗(yàn)球磨機(jī)上按照規(guī)定的方法將熟料粉磨到3000cm2/g時(shí)所需要的時(shí)刻，表示熟料細(xì)磨的難易程度；x和y分不表示石膏和石灰石的摻量；z表示研磨體的規(guī)格系數(shù)。最近幾年，水泥輥磨終粉磨技術(shù)在國(guó)外日臻成熟，并得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在印度、越南等新興水泥市場(chǎng)，有多條新建水泥生產(chǎn)線采納了水泥輥磨終粉磨技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，由于擔(dān)心輥磨系統(tǒng)磨制的水泥與帶球磨機(jī)系統(tǒng)磨制的水泥性能存在差異，故一直以來(lái)使用水泥輥磨的積極性不高，僅有湖北亞?wèn)|、云南東駿、四川星船城等部分水泥公司采納了進(jìn)口水泥輥磨。不同水泥輥磨的成品顆粒分布見(jiàn)圖1-3，不同系統(tǒng)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量見(jiàn)圖1-4。圖1-3不同水泥輥磨的成品顆粒分布圖1-4不同系統(tǒng)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量,%實(shí)踐證明輥磨磨制的水泥完全能夠達(dá)到球磨磨制的水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且水泥輥磨在節(jié)能減排上的優(yōu)勢(shì)是有目共睹的，水泥粉磨采納終粉磨系統(tǒng)已成趨勢(shì)。開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化大型水泥輥磨是水泥粉磨裝備技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)緊迫任務(wù)，也是實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)無(wú)球化的最后一個(gè)堡壘。多年來(lái)天津院有限公司致力于這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在TRM型原料輥磨和礦渣輥磨得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，從2006年開(kāi)始水泥輥磨的研發(fā)工作，并于2009年實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)TRMS3131礦渣輥磨粉磨水泥的工業(yè)化應(yīng)用，磨機(jī)產(chǎn)量和主機(jī)電耗達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)，2010年5月首臺(tái)國(guó)產(chǎn)大型水泥輥磨TRMK4541在越南福山水泥公司成功投產(chǎn)，通過(guò)采納新的措施保證形成穩(wěn)定的料床，配用新型高效籠形轉(zhuǎn)子選粉機(jī)，使成品比表面積能夠在3000~4000cm2/g范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，水泥成品的顆粒分布在合理的范圍內(nèi)。水泥輥磨中粉磨系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1-5。中國(guó)水泥進(jìn)展中心物化檢測(cè)所對(duì)TRMK4541水泥輥磨的成品進(jìn)行了性能檢測(cè)，結(jié)果表明該系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥成品性能優(yōu)良，成品顆粒分布專門(mén)寬，n值小于1，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較低，只有26.4%，與圈流球磨系統(tǒng)產(chǎn)品相當(dāng)。總的來(lái)講，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)大型水泥輥磨TRMK4541正式投入工業(yè)生產(chǎn)，磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)合同要求，水泥成品的顆粒分布、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與圈流球磨系統(tǒng)的產(chǎn)品相當(dāng)，用其配制的混凝土具有良好的工作性能。圖1-5水泥輥磨終粉磨系統(tǒng)觀點(diǎn)6：大力推廣應(yīng)用立式輥磨終粉磨系統(tǒng)粉磨水泥，要緊優(yōu)點(diǎn)包括降低粉磨電耗、對(duì)入磨物料水分沒(méi)有嚴(yán)格要求、同意入料粒度大、切換產(chǎn)品品種方便等。輥壓機(jī)與球磨機(jī)組成的各種聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在近10年來(lái)得到普遍采納，這些系統(tǒng)即體現(xiàn)了理想的節(jié)能效果，又能保證穩(wěn)定的產(chǎn)品性能，差不多成為水泥粉磨系統(tǒng)的首選方案。從最大程度地節(jié)約粉磨電耗和確保產(chǎn)品性能的角度動(dòng)身，輥壓機(jī)系統(tǒng)能夠向“大型輥壓機(jī)圈流+小型球磨機(jī)開(kāi)流”的方向進(jìn)展，其流程見(jiàn)圖1-6。圖1-6大型輥壓機(jī)圈流+小型球磨機(jī)開(kāi)流系統(tǒng)原料配料由提升機(jī)直接喂入穩(wěn)流倉(cāng)（要緊目的是減輕選粉機(jī)的負(fù)荷），經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后提升至動(dòng)靜態(tài)組合選粉機(jī)分選，先經(jīng)靜態(tài)選粉機(jī)分選，粗料直接落入穩(wěn)流倉(cāng)，細(xì)料再經(jīng)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)分選，粗粉也返回至穩(wěn)流倉(cāng)，細(xì)粉由旋風(fēng)收塵器收集喂入球磨機(jī)粉磨。為了便于調(diào)節(jié)輥壓機(jī)和球磨機(jī)的粉磨能力的平衡，動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的粗料出口設(shè)置電動(dòng)分料閥，可依照需要將少部分粗粉分入球磨機(jī)。輥壓機(jī)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)放風(fēng)為選粉機(jī)風(fēng)量的30%，該放風(fēng)與球磨機(jī)合用一臺(tái)收塵器，收集的粉塵可返回球磨機(jī)，也能夠直接進(jìn)入成品。球磨機(jī)開(kāi)流操作，有利于降低水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量，確保水泥的工作性能。如采納粉煤灰作為混合材，則直接喂入球磨機(jī)。系統(tǒng)配置要求輥壓機(jī)單位產(chǎn)品功率消耗達(dá)到10kWh/t以上，入球磨機(jī)的半成品比表面積2500cm2/g以上。主機(jī)配置舉例：年產(chǎn)規(guī)模 150萬(wàn)噸配套生產(chǎn)線 3500t/d水泥熟料生產(chǎn)線水泥品種 P.O42.5（+P.C32.5）水泥配比 熟料78%，石膏5%，石灰石5%，其他混合材12%系統(tǒng)產(chǎn)量 ≥200t/h（P.C32.5水泥230t/h）水泥比表面積 3500±150cm2/g輥壓機(jī) 規(guī)格TRP180/160(φ1800×1600) 擠壓力5500kN/m2(電機(jī)配用7000kN/m2) 線速度1.8m/s 通過(guò)量 ①Q(mào)=1.8×1.6×1.8×200=1037t/h ②Q=1.6×0.038×2.4×1.8×3600=946t/h 取兩種計(jì)算結(jié)果的平均值1000t/h 需用功率P0=2×0.042×1.8×1.6×5500×1.8=2395kW 配用電機(jī)2×1600kW球磨機(jī)（基于P.O42.5水泥的計(jì)算）： 圈流球磨系統(tǒng)電耗（(3500-250)/3200）1.3×34=34.7kWh/t 開(kāi)流球磨機(jī)功率（200×34.7-2395×2.0）/0.85=2529kW 球磨規(guī)格φ4.0×13米、2800kW(雙倉(cāng))輥壓機(jī)單位汲取功率 2395/200=12kWh/t半成品比表面積 ≥2500cm2/g球磨機(jī)電耗 12.6kWh/t最終產(chǎn)品比表面積 3500cm2/g系統(tǒng)電耗(與輥磨相當(dāng)) 30kWh/t(P.O42.5)27kWh/t(P.C42.5)觀點(diǎn)7：對(duì)希望降低水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的用戶能夠考慮采納“大型輥壓機(jī)圈流+小型球磨機(jī)開(kāi)流”的系統(tǒng)方案。在一定條件下，水泥的顆粒級(jí)配與粉磨效率、選粉效率存在相關(guān)性，一般的，粉磨效率和選粉效率越高，往往水泥的顆粒級(jí)配越窄，從而導(dǎo)致水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量越高，開(kāi)流磨系統(tǒng)粉磨效率最低，沒(méi)有選粉機(jī)，顆粒級(jí)配最寬，需水量最低，如此，要獲得低需水量水泥往往以犧牲粉磨系統(tǒng)的效率為代價(jià)。滿足市場(chǎng)需要是粉磨裝備系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)必須考慮的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，近年來(lái)我們廣泛采納的輥壓機(jī)半終粉磨系統(tǒng)體現(xiàn)了高產(chǎn)高運(yùn)轉(zhuǎn)率的特點(diǎn)，但也有部分企業(yè)反映存在需水量偏高的問(wèn)題，特不是粉磨高標(biāo)號(hào)水泥。通過(guò)分析研究，我們對(duì)該系統(tǒng)流程進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，使球磨機(jī)既能夠圈流生產(chǎn)，又能夠開(kāi)流生產(chǎn)，如圖1-7所示。球磨機(jī)圈流生產(chǎn)為主導(dǎo)方案，開(kāi)流生產(chǎn)時(shí)只要將大收塵器的物料切換入球磨機(jī)、出磨物料切換到成品輸送系統(tǒng)即可，高效選粉機(jī)停運(yùn)或低速運(yùn)行。為了降低輥壓機(jī)系統(tǒng)的廠房高度，輥壓機(jī)和V型選粉機(jī)均布置在低層樓面或地面上，出輥壓機(jī)物料靠另設(shè)提升機(jī)喂入V型選粉機(jī)。AAB圖1-7優(yōu)化的輥壓機(jī)半終粉磨系統(tǒng)觀點(diǎn)8：輥壓機(jī)半終粉磨系統(tǒng)球磨機(jī)能夠滿足圈流和開(kāi)流生產(chǎn)的需要，依照產(chǎn)品要求進(jìn)行切換，圈流生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)量高、電耗低，開(kāi)流生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品顆粒級(jí)配較寬、需水量低。1.2.5配制水泥問(wèn)題降低水泥中的熟料用量就能夠節(jié)約石灰石資源，降低CO2的排放量，多消耗工業(yè)固體廢渣，愛(ài)護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)進(jìn)展。采納配置水泥生產(chǎn)工藝生產(chǎn)添加混合材的水泥流程見(jiàn)圖1-8，其好處在于：首先，將水泥各組分粉磨至不同的細(xì)度，用調(diào)配各水泥組分細(xì)度的方法，不僅能夠充分利用各原材料的性能，而且能夠拓寬和優(yōu)化水泥的顆粒分布而改善水泥的工作性能；其次，能夠依照不同水泥物料的特性，選擇適合的粉磨設(shè)備和工藝以節(jié)約粉磨能耗，比如，可選擇立磨來(lái)粉磨礦渣，再和用球磨機(jī)磨制的水泥組分配合，在保證水泥具有良好性能的基礎(chǔ)上降低水泥的粉磨能耗，即使利用立磨粉磨熟料，采納單獨(dú)磨細(xì)的其它混合材料來(lái)調(diào)配水泥的顆粒分布，也有使其工作性能恢復(fù)到球磨水泥的可能，對(duì)推廣立磨終粉磨水泥系統(tǒng)也有專門(mén)大的關(guān)心；再次，關(guān)于水泥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)講，能夠依照水泥用戶的不同需求，確定選用混合材的種類和摻量，高度靈活、快速地切換產(chǎn)品方案和實(shí)現(xiàn)“量體裁衣”式的生產(chǎn)，增加其適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品種需求變化的能力，提供各種具有不同專門(mén)性能和用途的水泥產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)水泥產(chǎn)品性能的個(gè)性化進(jìn)展，更好地滿足客戶的不同使用要求，和下游混凝土企業(yè)保持緊密的聯(lián)系；最后，在保持原有水泥質(zhì)量時(shí)，能夠顯著增加混合材的摻量，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，直接增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。圖1-8配制水泥生產(chǎn)工藝觀點(diǎn)9：大力提倡配制水泥技術(shù)，降低水泥中的熟料用量，多摻混合材，充分發(fā)揮各組分的膠凝特性，節(jié)約資源，愛(ài)護(hù)環(huán)境。1.3節(jié)能環(huán)保的熟料煅燒技術(shù)與裝備新型干法預(yù)分解窯水泥制造技術(shù)差不多歷了近40年的進(jìn)展歷史，目前至今后2050年仍將是水泥熟料制造的主導(dǎo)進(jìn)展方向。最大限度地實(shí)現(xiàn)水泥熟料燒成系統(tǒng)的節(jié)能減排是國(guó)內(nèi)外預(yù)分解窯技術(shù)研發(fā)不斷努力的方向，也是天津院有限公司提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必經(jīng)之路。目前國(guó)內(nèi)外要緊的水泥制造商為國(guó)外的KHD、FLS、Polysius；篦冷機(jī)則多加IKN及CP兩家主體公司；國(guó)內(nèi)的在Sinoma旗下的有TCDRI、NCDRI及CDI，另外確實(shí)是凱盛、合肥院等。不同公司也有各自不同的特點(diǎn)特色，其技術(shù)水平也有相應(yīng)的特點(diǎn)?，F(xiàn)結(jié)合國(guó)內(nèi)外要緊水泥制造研究的幾大公司的燒成系統(tǒng)技術(shù)研究進(jìn)展對(duì)燒成系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀作一小結(jié)，并結(jié)合我公司研發(fā)應(yīng)用實(shí)踐提出第二代節(jié)能環(huán)保的水泥熟料燒成系統(tǒng)技術(shù)與裝備方案。1.3.1國(guó)內(nèi)外燒成系統(tǒng)技術(shù)與裝備現(xiàn)狀1.3.1.1回轉(zhuǎn)窯在現(xiàn)代燒成系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)窯所取的作用比重逐漸降低，原先作為水泥廠核心裝備的概念已逐步改變，目前從工藝技術(shù)的角度來(lái)講只要回轉(zhuǎn)窯能保證燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量就行，因此盡可能減少回轉(zhuǎn)窯的熱損失確實(shí)是當(dāng)代回轉(zhuǎn)窯研究的努力的方向之一。降低回轉(zhuǎn)窯表面散熱的途徑一是采納兩檔支撐的短回轉(zhuǎn)窯，另一方案是提高回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，減小回轉(zhuǎn)窯規(guī)格，兩者的目的均是減少回轉(zhuǎn)窯表面積從而降低表面散熱；還有一措施是采納隔熱性能較好的特種復(fù)合耐火磚以達(dá)到降低表面散熱的目的。目前國(guó)際上KHD、FLS及Polysius均有自己的回轉(zhuǎn)窯，各自的特點(diǎn)如下：（1）KHD公司在中國(guó)境內(nèi)投產(chǎn)的差不多是PYRORAPID兩檔窯，長(zhǎng)徑比為一般在11~12之間，因此，KHD公司也有三檔窯，其型譜見(jiàn)圖1-9：圖1-9KHD公司回轉(zhuǎn)窯從我們查詢到的資料表明，回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備結(jié)構(gòu)上特點(diǎn)不多，即便是兩檔窯也沒(méi)有采納先進(jìn)摩擦傳動(dòng)、槽齒輪帶、彈性支撐及自調(diào)心托輪，在我們最近的一次印度的調(diào)查得知，KHD公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的三檔窯其窯速達(dá)到了5.5r/min，3200t/d規(guī)模的回轉(zhuǎn)窯其規(guī)格僅為φ3.8×56m，實(shí)際運(yùn)行窯速5.1r/min，大大高于國(guó)內(nèi)各公司的窯速?？傮w情況表明，KHD公司不管是兩檔窯或是三檔窯事實(shí)上際的表面積均較小，相應(yīng)其散熱較小，這為整個(gè)燒成系統(tǒng)的熱耗降低十分有利。（2）FLS公司FLS的回轉(zhuǎn)窯采納兩檔或三檔支撐的均已差不多定型，圖1-10是該公司的回轉(zhuǎn)窯型譜，從我們調(diào)研的情況看，該公司目前設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)是采納彈性支撐和自調(diào)心托輪，有點(diǎn)生產(chǎn)線該公司采取的提高窯速（最大為5.5r/min），在印度一廠2400t/d的生產(chǎn)線該公司回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格僅為φ3×47.4m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)實(shí)際的回轉(zhuǎn)窯規(guī)格，較小規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯其表面散熱自然降低，從而也可實(shí)現(xiàn)燒成系統(tǒng)的總體節(jié)能。圖1-10FLS公司回轉(zhuǎn)窯（3）Polysius公司Polysius的回轉(zhuǎn)窯從工藝角度來(lái)講與常規(guī)三檔窯相當(dāng)（即不管是兩檔窯依舊三檔窯其長(zhǎng)徑比均為13～15），該公司設(shè)計(jì)的兩檔支撐的回轉(zhuǎn)窯一個(gè)顯著的特點(diǎn)是采納彈性支撐、自調(diào)心托輪、磨擦傳動(dòng)及槽齒輪帶，能夠講在兩檔窯的裝備設(shè)計(jì)水平上，該公司達(dá)到目前世界的頂級(jí)水平，在越南騰龍6500t/d生產(chǎn)線上該公司兩檔回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格為φ5.2×78m（L/D=15）確實(shí)是采納了上述四項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。但從節(jié)能減排角度來(lái)講，該公司回轉(zhuǎn)窯屬于一般水平。（4）國(guó)內(nèi)公司中國(guó)境內(nèi)的各大水泥制造商南京院、成都院等所開(kāi)發(fā)的回轉(zhuǎn)窯差不多差不多上長(zhǎng)徑比L/D=14～16的三檔窯，南京院僅有一條仿制KHD公司的φ5.2×61m兩檔窯在江蘇聯(lián)合投產(chǎn)運(yùn)行。1.3.1.2燃燒器燃燒器國(guó)外公司的品牌較多，比較有知名度的有：Pillard公司、KHD公司、FLS公司等，Polysius公司也有自己的燃燒器，但差不多未見(jiàn)有單獨(dú)供貨的，該公司的燃燒器僅見(jiàn)用于自己所提供的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)上。三大要緊國(guó)外公司的燃燒器比較見(jiàn)表1-8。表1-8國(guó)外三大公司要緊燃燒器性能比較燃燒器型式PYRO-JETPILLARDFLS通道數(shù)量三個(gè)四個(gè)四個(gè)通道名稱及排列順序中心空氣中心空氣旋流空氣煤風(fēng)煤風(fēng)煤風(fēng)旋流空氣旋流空氣軸流空氣軸流空氣軸流空氣噴射方式中心空氣無(wú)圓孔形噴口平行射流圓孔形噴口平行射流煤風(fēng)環(huán)形射流環(huán)形射流環(huán)形射流旋流空氣環(huán)形旋轉(zhuǎn)射流環(huán)形旋轉(zhuǎn)射流環(huán)形旋轉(zhuǎn)射流軸流空氣圓孔噴口平行射流環(huán)形射流環(huán)形射流氣流回路內(nèi)、外回流內(nèi)、外回流內(nèi)、外回流射流風(fēng)速旋流空氣~160m/s120~160m/s130~160m/s煤風(fēng)24~28m/s22~26m/s22~28m/s軸流空氣300~400m/s~170m/s160~200m/s一次風(fēng)量6%~8%8%~10%8%~10%噴射壓力260~800mbar250mbar250mbar火焰調(diào)節(jié)方式氣流量氣流量和環(huán)形截面變化氣流量和環(huán)形截面變化噴射口傾斜方向向外傾斜向外傾斜+攏焰罩向外傾斜+攏焰罩NOx排放量低低低火焰峰值情況平穩(wěn)平穩(wěn)平穩(wěn)窯皮情況良好良好良好沖量~1560m/s%~1280m/s%~1280m/s%國(guó)內(nèi)的燃燒器種類繁多，生產(chǎn)廠家也專門(mén)多，有個(gè)體戶的，也有學(xué)校及設(shè)計(jì)院所的，但總體來(lái)講差不多上是仿制或局部改進(jìn)國(guó)外上述三大公司的產(chǎn)品，技術(shù)上并無(wú)大的突破。目前燃燒器進(jìn)展的一個(gè)要緊特點(diǎn)是提高風(fēng)速，減少一次風(fēng)用量，同時(shí)考慮燃燒廢氣物的通道，從而達(dá)到節(jié)能的目的。1.3.1.3冷卻機(jī)往復(fù)推動(dòng)篦式冷卻機(jī)是水泥廠熟料燒成系統(tǒng)配套的關(guān)鍵設(shè)備，承擔(dān)熱熟料冷卻、熱回收和輸送等功能。由于使用環(huán)境惡劣，工況變化大，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，操作難度大，因此篦冷機(jī)是窯系統(tǒng)中重大關(guān)鍵設(shè)備。自二十世紀(jì)30年代中期第一臺(tái)篦冷機(jī)投入使用以來(lái)，隨著熟料燒成技術(shù)的進(jìn)步，篦冷機(jī)技術(shù)也在不斷進(jìn)展，先后已登上三個(gè)臺(tái)階，即第一、第二、第三代篦冷機(jī)。第一代篦冷機(jī)幾經(jīng)改進(jìn)差不多上滿足了濕法、半干法及一般干法窯生產(chǎn)配套的需要；70年代初預(yù)分解窯技術(shù)的出現(xiàn)和逐漸推廣應(yīng)用，使熟料燒成技術(shù)發(fā)生了巨大的飛躍，它要求篦冷機(jī)相應(yīng)地大幅度提高單位有效面積產(chǎn)量，并提高熱回收率以降低熱耗，因此第二代篦冷機(jī)應(yīng)運(yùn)而生；80年代中期，新型干法生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步完善，生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，使窯系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備向大型化、高效率、低能耗方向進(jìn)展，因此，80年代末，各國(guó)有關(guān)水泥裝備設(shè)計(jì)、制造公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)第三代篦冷機(jī)，至90年代中期各國(guó)生產(chǎn)的第三代篦冷機(jī)開(kāi)始推廣使用。然而隨著水泥生產(chǎn)對(duì)燒成系統(tǒng)的節(jié)能降耗的要求，對(duì)篦冷機(jī)工藝及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能提出了更高的要求，第三代充氣梁型篦冷機(jī)已專門(mén)難適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步的需求，例如，通過(guò)活動(dòng)篦板與固定篦板之間縫隙的漏料、篦板的磨損、通風(fēng)阻力高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、冷卻風(fēng)難于操縱、冷卻效率低等等。因此,新一代的第四代篦冷機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，1997年世界上第一臺(tái)2000t/d級(jí)新型篦冷機(jī)SF－crossbar在意大利投入使用，并取得預(yù)期效果，標(biāo)志著冷卻機(jī)的一次“技術(shù)革命”。第四代篦冷機(jī)的突出特點(diǎn)是主體無(wú)漏料、模塊化結(jié)構(gòu)，高熱回收效率、高輸送效率、裝備高度低和節(jié)能等。目前，國(guó)際上要緊有四種品牌的第四代篦冷機(jī)：FLS公司的SF-crossbar篦冷機(jī)、Polysius公司的Polytrack篦冷機(jī)、CP公司的η－冷卻機(jī)以及KHD公司的Pyrofloor篦冷機(jī)。就其輸送功能分類，要緊分為兩個(gè)類型：第一類為固定充氣篦床加推料裝置（如crossbar、Polytrack）；第二類為活動(dòng)充氣篦床（料槽式）不設(shè)推料裝置。第四代的篦床大多裝有冷卻風(fēng)流量操縱閥，篦床傳動(dòng)均為液壓傳動(dòng)。在這幾種第四代篦冷機(jī)中，SF-crossbar在世界上推廣使用范圍較大，其最大規(guī)模為5000t/d級(jí)。近年來(lái)，第二類的兩種機(jī)型也開(kāi)始在全世界推廣使用，最大規(guī)模也為5000t/d級(jí)。IKN公司一直沿用第三代的理念，尚未有第四代冷卻機(jī)面世。（1）FLS公司的SF-crossbar篦冷機(jī)上世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的第一臺(tái)第四代篦式冷卻機(jī)——SF-crossbar篦冷機(jī)（圖1-11），改變了傳統(tǒng)的推動(dòng)篦板推料的概念，利用篦上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的交叉棒(crossbar)來(lái)輸送熟料，使篦冷機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、固定的篦板便于密封，熟料對(duì)篦板的磨蝕量小，沒(méi)有漏料，篦下不需設(shè)置拉鏈機(jī)，降低了篦冷機(jī)的高度，SF交叉棒式篦冷機(jī)的另一特點(diǎn)是每塊篦板下設(shè)置機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器(MFR)(圖1-12)，該調(diào)節(jié)器的原理是依照料層上不同部位的顆粒大小不均和料層厚度不均造成氣體透過(guò)料層不均時(shí)，機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器依照阻力大小來(lái)調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥板的角度，從而確保氣流透過(guò)料層，使料層上的熟料得以冷卻。由于每一塊篦板下面均設(shè)置機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器，其操縱范圍能夠準(zhǔn)確到每一塊篦板的面積，使冷風(fēng)能夠均勻地透過(guò)每一塊篦板上的料層，從而確保整個(gè)篦床面上熟料冷卻均勻。總的講來(lái)SF交叉棒式篦冷機(jī)的通風(fēng)面積已縮小到每塊篦板，而且熟料通過(guò)交叉棒向前運(yùn)行，其翻動(dòng)次數(shù)多，冷風(fēng)易于冷卻，其工藝性能較優(yōu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于取消了篦下風(fēng)室和拉鏈機(jī)．在相同生產(chǎn)能力時(shí)，設(shè)備重量較輕，占用高度低。節(jié)約土建投資等一系列優(yōu)點(diǎn)，該機(jī)在投產(chǎn)初期時(shí)．存在的要緊缺點(diǎn)是交叉棒在輸送熟料時(shí)直接與高溫熟料接觸，磨蝕嚴(yán)峻，增加了維修，阻礙運(yùn)轉(zhuǎn)率。通過(guò)材質(zhì)及機(jī)械方面的修改，目前磨蝕問(wèn)題已得到緩解。圖1-11SF-crossbar篦冷機(jī)圖1-12機(jī)械氣流調(diào)節(jié)器(MFR)（2）Polysius公司的PolyTRACK篦冷機(jī)2001年P(guān)olysius開(kāi)發(fā)了無(wú)漏料篦床的板式輸送PolyTRACK冷卻機(jī)，該機(jī)底部為一厚板，上面設(shè)置若干輸入裝置，物料隨輸送裝置向前運(yùn)行(圖1-13)。冷卻空氣透過(guò)料層使熟料冷卻。PolyTRACK篦冷機(jī)的縱向各單元均由液壓操縱。運(yùn)行速度能夠調(diào)節(jié)．邊部細(xì)顆粒熟料區(qū)的運(yùn)行速度能夠降低。確保細(xì)顆粒熟料得到充分時(shí)刻的冷卻．消除了紅河事故。圖1-13PolyTRACK冷卻機(jī)POLYTRACK?設(shè)計(jì)成氣室供風(fēng)冷卻機(jī)。熱回收區(qū)的風(fēng)室與后面的冷卻區(qū)風(fēng)室的尺寸不同。在熱回收區(qū)，通風(fēng)元件下的篦床裝有ADS（空氣分配器）系統(tǒng)（圖1-14）。一旦風(fēng)室與熟料層上空間的差壓降至某一個(gè)具體值時(shí)ADS系統(tǒng)立即隔斷氣流。這意味著機(jī)械系統(tǒng)防止任何可能的破壞（氣流短路），氣流短路可能會(huì)對(duì)熟料層帶來(lái)有害的阻礙。冷卻風(fēng)通過(guò)專門(mén)的供風(fēng)元件（圖1-15）在熟料層中分配。迷宮防止熟料進(jìn)入冷卻風(fēng)室。冷卻風(fēng)出口和通風(fēng)元件的基礎(chǔ)受固定熟料層愛(ài)護(hù)而防止被磨損。為了輸送熟料，整個(gè)條板系統(tǒng)在輸送方向上向前帶動(dòng)熟料移動(dòng)一個(gè)沖程的距離，然后各條板分步向后運(yùn)動(dòng)，首先是條板1和4向后移動(dòng)一個(gè)沖程的距離，然后是條板2和5，最后是條板3，如此完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，依此循環(huán)。物料在條板前進(jìn)的沖程中被運(yùn)輸，在條板各自向后運(yùn)動(dòng)的沖程中由于條板與物料之間的摩擦力不是足夠大，物料可不能向后運(yùn)動(dòng)。圖1-14POLYTRACK?ADS系統(tǒng)圖1-15供風(fēng)元件條板由液壓驅(qū)動(dòng)（圖1-16），帶動(dòng)各條板運(yùn)動(dòng)的液壓缸安裝在各條板的末端。液壓缸的往復(fù)運(yùn)行由軸向旋轉(zhuǎn)的活塞泵操縱。由于每個(gè)輸送條板由單個(gè)獨(dú)立的軸向活塞泵操縱，因此能夠獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。熟料輸送速度的調(diào)節(jié)范圍較寬。輸送速度取決于輸送條板前后運(yùn)動(dòng)的周期及可調(diào)的沖程長(zhǎng)度。每個(gè)輸送條板的沖程長(zhǎng)度差不多上能夠單獨(dú)調(diào)節(jié)的，因此可依照輸送物料的特性任意調(diào)整輸送方式。例如，外部的輸送條板（圖1-16）能夠設(shè)置和其它輸送條板不同的沖程長(zhǎng)度。圖1-16液壓傳動(dòng)此種冷卻機(jī)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：·進(jìn)料部位采納空氣梁阻力不動(dòng)篦板．確保熟料得以冷卻。·水平布置不動(dòng)的無(wú)漏料篦板篦床,下層不需設(shè)置拉鏈機(jī),占地高度小。·輸送效率高，裝備事故小，運(yùn)轉(zhuǎn)率高?！つK設(shè)計(jì)，安裝快，維修簡(jiǎn)單?！げ僮黛`活有利于細(xì)顆粒熟料冷卻，冷卻效率高。（3）CP公司的η冷卻機(jī)2004年，CP公司推出了一種全新概念的η型冷卻機(jī)．該機(jī)由進(jìn)料部位和無(wú)漏料篦床的槽型熟料輸送通道單元組合而成(圖1-17)，完全改變了冷卻機(jī)熟料運(yùn)行方式。進(jìn)料段保持可控氣流篦冷機(jī)固定傾斜篦板（圖1-18），此結(jié)構(gòu)能夠消除堆“雪人”的危害，篦板面上存留一層熟料，以減緩篦板受高溫紅熱熟料的磨蝕，進(jìn)料口段熟料通風(fēng)面積小，且由手動(dòng)閥板調(diào)節(jié)風(fēng)量，能使冷風(fēng)均勻透過(guò)每塊篦板上的料層，采納雷達(dá)測(cè)示料層厚度，便于操縱使熟料在篦床上均勻布料與冷卻，從而保證入窯和人爐的空氣溫度均勻。熟料冷卻輸送篦床由若干條平行的熟料槽型輸送單元組合而成，其運(yùn)行方式（圖1-19）首先由熟料篦床同時(shí)向熟料輸送方向移動(dòng)(沖程向前)。然后各單元單獨(dú)地或交替地進(jìn)行反向移動(dòng)(沖程向后)。每條通道單元的移動(dòng)速度能夠調(diào)節(jié)且單獨(dú)通冷風(fēng)，保證了熟料得以冷卻，尤其在冷卻機(jī)一側(cè)熟料顆粒細(xì)且阻力大的時(shí)候，此部位的通道單元增加停留時(shí)刻和風(fēng)量，使熟料得以冷卻，消除了紅熱熟料產(chǎn)生的紅河事故。通道單元面上設(shè)置長(zhǎng)孔，每條輸送通道單元采納迷宮式密封裝置密封，不需清除粉塵裝置，熟料可不能從輸送通道面上漏下，不需在冷卻機(jī)內(nèi)設(shè)置細(xì)顆粒熟料輸送裝置。圖1-17CP公司的η冷卻機(jī)圖1-18η冷卻機(jī)的固定端圖1-19η冷卻機(jī)的運(yùn)行原理η冷卻機(jī)仍然采納分室通風(fēng)原理，和其它型式的冷卻機(jī)不同之處在于，η冷卻機(jī)不僅在橫向，而且在縱向段節(jié)均可分室，通過(guò)室側(cè)通風(fēng)．使冷卻機(jī)二側(cè)不易通風(fēng)的部位．得以足夠的冷風(fēng)來(lái)冷卻熟料,保障了此部位熟料冷卻，幸免了“紅河”。（4）KHD公司的Pyrofloor冷卻機(jī)2005年5月，在美國(guó)Kansa市的一次IEEE/PCA會(huì)議上，KHD公司將其第四代行進(jìn)式冷卻機(jī)的設(shè)計(jì)思想作了一個(gè)演示，該篦冷機(jī)活動(dòng)篦床采納Walkingfloor行進(jìn)式原理輸送熟料，其差不多原理與CP的η冷卻機(jī)類似，只是篦冷機(jī)的供風(fēng)及風(fēng)室上與CP不同，CP公司的η冷卻機(jī)沒(méi)有采納流量調(diào)節(jié)閥，而KHD公司的Pyrofloor冷卻機(jī)在固定端及要緊熱回收區(qū)都設(shè)置有衡定流量的供風(fēng)閥。Pyrofloor冷卻機(jī)（圖1-20，1-21）采納模塊化設(shè)計(jì)，活動(dòng)篦床上的篦板規(guī)格為600×660mm，采納氣室供風(fēng)，要緊熱回收區(qū)的每塊篦板下設(shè)衡定流量調(diào)節(jié)閥，試驗(yàn)表明該閥在一定差壓范圍內(nèi)（0～4000Pa）能保證供風(fēng)量的衡定，從而確保篦冷機(jī)上熟料的冷卻效果。圖1-20Pyrofloor冷卻機(jī)及其充氣單元圖1-21Pyrofloor冷卻機(jī)模塊及調(diào)節(jié)閥國(guó)內(nèi)除我公司已開(kāi)發(fā)投產(chǎn)第四代TCFC冷卻機(jī)外，成都院也有2500t/d的第四代冷卻機(jī)投產(chǎn)，其新型S篦式冷卻機(jī)結(jié)構(gòu)原理類似FLS公司的Cross冷卻機(jī)，只是其輸送熟料的裝置他們稱之為擺掃式輸送裝置（圖1-22，圖1-23）。

圖1-22擺掃式輸送裝置的動(dòng)作循環(huán)

圖1-23SCD擺掃式輸送裝置南京院的第四代冷卻機(jī)正在研發(fā)過(guò)程中，尚未投產(chǎn)，據(jù)我們的調(diào)查了解其原理結(jié)構(gòu)類似KHD，但篦板的大小與我公司TCFC型一致為400×400mm，而不是KHD公司的600×660mm。1.3.1.4窯尾預(yù)分解系統(tǒng)窯尾預(yù)分解系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外各大公司均有相應(yīng)的產(chǎn)品投入使用，其特點(diǎn)各異，性能差不也專門(mén)大，國(guó)外的預(yù)分解系統(tǒng)提供的公司典型的有FLS公司、KHD公司及Polysius公司，國(guó)內(nèi)的則要緊有天津院、南京院及成都院。下面將這幾個(gè)要緊的公司產(chǎn)品做一介紹。（1）FLS公司丹麥FLS公司為全球較大水泥裝備研發(fā)制造及供應(yīng)商，多年來(lái)一直致力于預(yù)熱器系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，并形成了具有其特色的三心大蝸殼型旋風(fēng)筒，為尋求低壓損旋風(fēng)筒，曾對(duì)50多種不同幾何形狀的旋風(fēng)筒進(jìn)行試驗(yàn)，依照試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)出大大降低壓力損失的旋風(fēng)筒。同時(shí)設(shè)計(jì)新旋風(fēng)筒直徑降低了25％，使得單個(gè)旋風(fēng)筒及整個(gè)預(yù)熱器系統(tǒng)投資費(fèi)用降低。低壓損可節(jié)約窯尾排風(fēng)機(jī)電耗，高分離效率，能夠節(jié)約單位熱耗。FLS設(shè)計(jì)的低壓損、高分離效率的旋風(fēng)筒，如圖1-24所示。其上升風(fēng)管進(jìn)旋風(fēng)筒的過(guò)渡區(qū)作了專門(mén)大改進(jìn)，在其內(nèi)部消除了任何水平面，如此防止了旋風(fēng)筒內(nèi)部積灰，也消除物料對(duì)其內(nèi)壁的沖刷，保證了氣流均勻運(yùn)動(dòng)。對(duì)預(yù)熱器下部C4及C5旋風(fēng)筒提出了高的分離效率要求，否則C4旋風(fēng)筒飛灰損失專門(mén)高時(shí)，會(huì)在該旋風(fēng)筒內(nèi)產(chǎn)生CO2過(guò)飽和，會(huì)增加熱耗和在該旋風(fēng)筒中產(chǎn)生物料堵塞。圖1-24FLS低壓損和高分離效率旋風(fēng)筒FLS公司的分解爐種類較多，有ILC、ILC-E、SLC、SLC-D、SLC-I等，早期投產(chǎn)的生產(chǎn)線以離線型分解爐為其特色，但因離線型分解爐操作難度較大，最近差不多是（In-linecalciner）在線分解爐了。在國(guó)內(nèi)早期的柳州3200t/d、安徽銅陵的5000t/d、華新的2000t/d及5000t/d窯尾預(yù)分解系統(tǒng)均是FLS公司的產(chǎn)品，從預(yù)熱器運(yùn)行情況看，其阻力較低但預(yù)熱器系統(tǒng)換熱效果總體較差，五級(jí)預(yù)熱器出口溫度差不多在360℃以上。（2）KHD公司德國(guó)KHD公司于1856年成立，歷經(jīng)150余年的進(jìn)展已成為目前聞名的跨國(guó)水泥裝備制造公司。到目前為止已向世界各國(guó)提供400多條水泥生產(chǎn)線在線生產(chǎn)，其中供應(yīng)我國(guó)已有10多條生產(chǎn)線．均有卓越的生產(chǎn)實(shí)績(jī)。德國(guó)洪堡公司設(shè)計(jì)的低壓損旋風(fēng)筒，其頂部C1旋風(fēng)筒的簡(jiǎn)體是細(xì)而高雙旋風(fēng)筒，是為了提高其收塵效率。而C2～C5是矮胖旋風(fēng)筒，該型式旋風(fēng)筒分離效率較高但同時(shí)其阻力也專門(mén)高，關(guān)于正常的五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)阻力差不多在6000Pa以上。圖1-25KHD新旋風(fēng)筒的設(shè)計(jì)為了達(dá)到較低壓力損失。KHD公司對(duì)旋風(fēng)筒（見(jiàn)圖1-25）作了如下改進(jìn)：1）進(jìn)口風(fēng)管螺旋角加大至270o，使載塵氣體平穩(wěn)地導(dǎo)入旋風(fēng)筒，使氣體沿筒壁高速旋轉(zhuǎn)，提高收塵效率。2）加大進(jìn)口風(fēng)管的截面積，同時(shí)處于內(nèi)筒外側(cè)，使氣體可不能沖向內(nèi)筒造成較大壓損。3）由于旋風(fēng)筒壁是螺殼布置，是逐漸向內(nèi)筒靠近，因此氣流可不能受到阻礙。4）內(nèi)筒的高度是進(jìn)口風(fēng)管高度的l/2，同時(shí)進(jìn)風(fēng)螺旋下部設(shè)計(jì)成錐形，正好在內(nèi)筒下端開(kāi)始的地點(diǎn)，使帶塵氣流可不能直接進(jìn)入內(nèi)筒，對(duì)分離效率可不能產(chǎn)生副作用。5）旋風(fēng)筒的錐體部分沒(méi)計(jì)成為內(nèi)簡(jiǎn)直徑的2倍，斜度為70o。增大了旋風(fēng)筒出口尺寸，使生料連續(xù)地進(jìn)入卸料管，防止了堵塞而中斷生產(chǎn)。KHD公司在比較自己旋風(fēng)筒與伯力鳩斯公司旋風(fēng)筒時(shí)，認(rèn)為傾斜的筒頂降低了內(nèi)筒有效高度，生料容易進(jìn)人內(nèi)筒，會(huì)降低分離效率。KHD公司分解爐為Pyroclon系列管道式分解爐，Pyroclon是Pyro和Cyclon合成，即供燃料燃燒旋風(fēng)裝置。大型Pyroclon分解窯和洪堡旋風(fēng)預(yù)熱器窯一樣，以窯尾煙室即分成2個(gè)上升煙道、2個(gè)系列旋風(fēng)筒預(yù)熱器及2個(gè)排風(fēng)機(jī)，各成系統(tǒng)，可使用1個(gè)系列減半產(chǎn)量下生產(chǎn)。Pyroclon系列管道式分解爐見(jiàn)圖1-26。圖1-26KHD公司的Pyroclon系列管道式分解爐下面要緊介紹PYROCLON?-RLowNOx系列分解爐。針對(duì)不同種類的燃料能夠選擇不同型式的PYROCLON?-RLowNOx分解爐，見(jiàn)圖1-27。圖1-27不同種類燃料采納的的PYROCLON?-RLowNOx分解爐型式PYROCLON?-RLowNOx分解爐示意圖見(jiàn)圖1-28，其特點(diǎn)如下：圖1-28PYROCLON?-RLowNOx分解爐圖1-29帶TopAirDuct的LowNOx分解爐1）在線分解爐；2）分級(jí)燃燒；3）低成本脫NOx；4）不加入催化劑；5）效率高，適應(yīng)性強(qiáng)；6）排放濃度<500mgNO2/Nm3(10%O2)。帶TopAirDuct的PYROCLON?-RLowNOx分解爐示意圖見(jiàn)圖1-29，其特點(diǎn)如下：1）使用粉狀或蓬松狀高氮含量的燃料；2）分級(jí)燃燒進(jìn)一步優(yōu)化；3）還原區(qū)擴(kuò)大；4）適合新建和改建項(xiàng)目；5）效率高，適應(yīng)性強(qiáng)；6）排放濃度400mgNO2/Nm3(10%O2)。帶TopAirDuct和點(diǎn)火模塊的PYROCLON?-RLowNOx分解爐示意圖見(jiàn)圖3-22，其特點(diǎn)如下：1）使用著火和燃燒特性差的燃料；2）高溫區(qū)域溫度1100～1200℃；3）分解爐加長(zhǎng)；4）停留時(shí)刻>5s；5）適合新建和改建項(xiàng)目；6）效率高，適應(yīng)性強(qiáng)；7）排放濃度<500mgNO2/Nm3(10%O2)。圖1-30（左）帶TopAirDuct和點(diǎn)火模塊的PYROCLON?-RLowNOx分解爐圖1-31（右）帶TopAirDuct和燃燒室的PYROCLON?-RLowNOx分解爐帶TopAirDuct和燃燒室的PYROCLON?-RLowNOx分解爐示意圖見(jiàn)圖1-31，其特點(diǎn)如下：1）使用著火和燃燒特性差的蓬松燃料；2）初始燃燒溫度>1200℃；3）停留時(shí)刻>6s；4）效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，但操縱復(fù)雜?？傮w來(lái)講，KHD公司的預(yù)熱器換熱效果普遍較好，五級(jí)預(yù)熱器出口溫度一般能小于300℃，但預(yù)熱器壓損較大，一般在6000Pa以上。（3）Polysius公司德國(guó)Polysius公司研發(fā)的低壓損旋風(fēng)筒(圖1-32)，具有傾斜的進(jìn)口及旋風(fēng)筒上蓋，同時(shí)偏心布置內(nèi)筒，適當(dāng)縮短了內(nèi)筒的插入深度，能使氣流平緩地進(jìn)入旋風(fēng)筒內(nèi)，回流能夠大大減少，也就減少了同進(jìn)口氣流相撞形成的局部渦流。該型式的旋風(fēng)筒沒(méi)有蝸殼（頂級(jí)除外），進(jìn)風(fēng)方式為直插方式，為了有效實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)筒的低壓損與其它公司相比其規(guī)格相對(duì)較大。圖1-32Polysius低壓損旋風(fēng)筒為了滿足不同原燃料煅燒要求，Polysius公司開(kāi)發(fā)了PREPOL?-AS、PREPOL?-CC、PREPOL?-MSC、和PREPOL?-MSC-CC等多種分解爐。1）PREPOL?-AS分解爐AS型是AirSepatate的簡(jiǎn)寫(xiě)，即冷卻機(jī)來(lái)三次風(fēng)由單獨(dú)三次風(fēng)管供分解爐。當(dāng)原燃料中含有害的堿、氯、硫成分較多并采納旁路放風(fēng)時(shí)，由于PREPOL?-AS分解爐系統(tǒng)窯尾廢氣中有害成分濃度高，放風(fēng)量較小，比較適合用該型式分解爐。此外當(dāng)采納高灰分的劣質(zhì)煤時(shí)也適合用該型式分解爐。2）PREPOL?-CC分解爐這種分解爐的CC意思是Combustionchamber（燃料燃燒室）的縮寫(xiě)，是在PREPOL?-AS型分解爐的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，要緊適合于燒劣質(zhì)煤，特不是易燒性差難以燃燒的燃料，如無(wú)煙煤、石油焦等。它有1個(gè)單獨(dú)燃料燃燒室（CC室），該燃燒室固定在煙道分解爐進(jìn)口的爐壁一側(cè)。三次風(fēng)分兩處進(jìn)入燃燒室，一處是在燃料室上部切線方向進(jìn)入，預(yù)熱器的倒數(shù)第二級(jí)旋風(fēng)筒收下生料喂入這三次風(fēng)切線入口處一同進(jìn)入燃燒室；一處是從燃燒室頂部中心同燃料一齊吹入。燃燒氣體及攜帶的生料經(jīng)燃燒室下部與分解爐進(jìn)口側(cè)壁接口進(jìn)入分解爐，而燃燒室收集下來(lái)生料經(jīng)下料管進(jìn)入窯煙室上的上升煙道。燃料由燃燒室頂部燃燒器噴人室內(nèi)后，在純?nèi)慰諝庵兄鹑紵?，并形成熱核火焰，而在室的周?chē)?，切線吹人生料粉對(duì)耐火磚形成愛(ài)護(hù)層，由于燃燒室容積有限，燃料來(lái)不及完全燃燒，以及生料分解率也不高，故其作用如RSP的SC室一樣。而燃料完全燃燒及生料接著分解是在煙道分解爐中進(jìn)行，即起著RSP的MC爐作用。3）PREPOL?-MSC分解爐MSC的意思是MultiStageCombustion（多級(jí)燃燒）的縮寫(xiě)。該分解爐是在PREPOL?-AS型分解爐基礎(chǔ)上，為降低窯系統(tǒng)NOx排放而研究出來(lái)的。依照研究結(jié)果，高溫NOx在窯內(nèi)高溫?zé)蓭В紵諝庵械肿颖谎趸蒒O，故形成NOx量與溫度、過(guò)剩氧含量以及停留時(shí)刻有關(guān)。而在分解爐低溫燃燒形成NOx則是氮元素被氧化，要緊受燃料中揮發(fā)物和氮含量、溫度和過(guò)剩氧的阻礙。要降低NOx生成，先在第—級(jí)要采取措施減少窯內(nèi)NOx生成，方法是采納低NOx燃料噴嘴，產(chǎn)生更均勻的火焰，使其最高點(diǎn)溫度更低。另外在第3級(jí)的分解爐中，采納含氮量低的燃料來(lái)降低N0x產(chǎn)生。以及在上述兩個(gè)地點(diǎn)采納成分均勻的易于煅燒的生料降低燒成和分解溫度。采納PREPOL?-MSC分解爐多級(jí)燃燒系統(tǒng)NOx排放比PREPOL?-AS型分解爐系統(tǒng)減少50%以上。4）PREPOL?-MSC-CC分解爐PREPOL?-MSC-CC分解爐系統(tǒng)集合了PREPOL?-MSC分解爐和PREPOL?-CC分解爐的優(yōu)點(diǎn)。既能滿足劣質(zhì)燃料的煅燒，又能降低NOx排放。5）幾種分解爐性能比較Polysius公司幾種分解爐的性能比較見(jiàn)表1-9：.總體來(lái)講，Polysius公司的預(yù)分解系統(tǒng)出口溫度及壓力均屬于中等水平，五級(jí)預(yù)熱器溫度在330～350℃，壓力在5500Pa左右。表1-9Polysius公司幾種分解爐的性能比較（4）南京院最近幾年來(lái)，南京院新開(kāi)發(fā)出了低阻高效偏錐防堵旋風(fēng)預(yù)熱器，并在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化。在旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采納了多心大蝸殼、短柱體、等角變高過(guò)渡連接和偏錐防堵結(jié)構(gòu)，內(nèi)加掛片式內(nèi)筒(C3～C5)、導(dǎo)流板、整流器、尾渦隔離等技術(shù)，見(jiàn)圖1-33。使開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的旋風(fēng)筒單體具有低阻耗（550Pa～650Pa）、高分離效率（C2～C5：86％～92％；C1：95％以上）、低返混度、良好的防結(jié)拱堵塞性能和空間布置性能。在撒料板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采納擴(kuò)散式箱體、內(nèi)加凸弧型多孔導(dǎo)料分布板技術(shù)，見(jiàn)圖1-34。該種結(jié)構(gòu)既具有防堵功能又確保了系統(tǒng)內(nèi)物料分散的均勻性，有利于提高系統(tǒng)的換熱效率。圖1-33旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)示意圖圖1-34擴(kuò)散式撒料箱南京院分解爐（見(jiàn)圖1-35）具有旋風(fēng)式分解爐和噴騰式分解爐的雙重特點(diǎn)，在分解爐內(nèi)部，三次風(fēng)和煤粉由分解爐底部向下切向進(jìn)入分解爐，使?fàn)t內(nèi)的氣體和物料形成旋流運(yùn)動(dòng)，因而具有旋風(fēng)式分解爐的特點(diǎn)；同時(shí)，窯尾煙氣從分解爐的底部沿軸向噴入分解爐，使?fàn)t內(nèi)形成噴騰運(yùn)動(dòng)，因而具有噴騰式分解爐的特點(diǎn)。該分解爐的另一個(gè)特點(diǎn)確實(shí)是加長(zhǎng)了氣流管道，使物料在分解爐中具有充