日產(chǎn)10000t水泥廠主機(jī)配置

10000t/d水泥熟料生產(chǎn)線主機(jī)配置初步方案作者:季尚行單位:南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院[2007-4-24]關(guān)鍵字:10000噸-生產(chǎn)線-方案摘要:銅陵海螺水泥有限公司（以下簡稱銅陵公司）是由安徽海螺集團(tuán)公司控股的企業(yè)，現(xiàn)有1條4500t/d熟料生產(chǎn)線，目前正在建設(shè)1條5000t/d熟料生產(chǎn)線。為更好地提高企業(yè)效益，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，適應(yīng)國際上水泥生產(chǎn)大型化的趨勢，提高國內(nèi)水泥生產(chǎn)技術(shù)水平，躋身世界最大水泥企業(yè)行列，安徽海螺集團(tuán)公司決定在銅陵公司建設(shè)國內(nèi)最大的10000t/d熟料生產(chǎn)線。2001年11月我院中標(biāo)為該生產(chǎn)線進(jìn)行工程設(shè)計。本文就其初步技術(shù)方案和主機(jī)配置作一介紹。設(shè)計原則10000t/d熟料生產(chǎn)線是目前世界上最大規(guī)模級的生產(chǎn)線，韓國、泰國等國家已有若干條同等級規(guī)模的生產(chǎn)線投入生產(chǎn)，技術(shù)上是可靠的。但是，國內(nèi)目前尚未有如此規(guī)模的生產(chǎn)線，因此，在設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)操作等各方面均缺少直接的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)備制造加工技術(shù)上也會有一定的難度，我們首次進(jìn)行如此大規(guī)模生產(chǎn)線的設(shè)計，所以必須以我們已有的大型水泥廠設(shè)計、生產(chǎn)操作、設(shè)備配套經(jīng)驗(yàn)及開發(fā)核心技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合該公司的原燃材料及建廠條件，以技術(shù)先進(jìn)可靠、降低建設(shè)投資為原則，進(jìn)行周密的技術(shù)開發(fā)和設(shè)計。為此確定主要設(shè)計原則為:1）工藝設(shè)計注重整體布局合理，總圖布置上既要結(jié)合已有生產(chǎn)線的現(xiàn)有條件，又要考慮到公司下一步繼續(xù)擴(kuò)建的發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、原燃料進(jìn)廠和成品出廠等諸多因素。要求生產(chǎn)車間總平面布置緊湊、工藝流程順暢，并盡量減少不必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2）設(shè)備選型立足國內(nèi)先進(jìn)成熟的技術(shù)，但又必須十分重視與國際目前的水泥技術(shù)與設(shè)備發(fā)展水平相適應(yīng)，并更著重于設(shè)備運(yùn)行的可靠性，要綜合考慮先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、投資以及便于大件運(yùn)輸?shù)戎T多因素同時適當(dāng)引進(jìn)目前國內(nèi)技術(shù)與制造加工水平尚不能滿足或確?？煽抠|(zhì)量要求的設(shè)備中重要部件。主要工藝設(shè)備配置方案石灰石破碎及輸送根據(jù)銅陵公司原有礦山及生產(chǎn)線情況，本工序工藝方案確定為:將石灰石破碎機(jī)設(shè)在礦山上，用大型自卸汽車將礦石運(yùn)至破碎站，破碎后的石灰石（粒度〈80mm）通過長膠帶輸送機(jī)送至廠區(qū)預(yù)均化堆場。根據(jù)物料平衡計算，生產(chǎn)用石灰石耗量約為500?600t/h，再考慮石灰石破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率和窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率分別為30%?40%和85%,則選型時考慮石灰石破碎機(jī)的能力應(yīng)在1200t/h左右。目前國產(chǎn)大型破碎機(jī)（如PCD、TKPC等石灰石破碎機(jī)），當(dāng)控制出料粒度〈25mm占90%時，生產(chǎn)能力可達(dá)1000t/h；若將出料粒度控制為〈80mm，其生產(chǎn)能力可隨之增大。因此，我們擬在礦山配置1臺生產(chǎn)能力為1200t/h（最大能力1400t/h）的單段錘式破碎機(jī)，破碎后的碎石采用B1400長膠帶輸送機(jī)（設(shè)計帶速2.0m/s，正常輸送能力1400t/h，最大為1800t/h）進(jìn)行輸送。原燃料預(yù)均化該生產(chǎn)線原燃材料耗量大，相應(yīng)原燃料開采、外購范圍也必定較大。為充分利用資源，減少礦山的剝離量并提高外購材料的便利性，在設(shè)計中，我們考慮應(yīng)對各種主要生產(chǎn)原燃料進(jìn)行預(yù)均化處理。目前大型水泥廠的原燃料預(yù)均化可采用長形或圓形2種形式的堆場，其主要特點(diǎn)粗略比較見表1。表1石灰石預(yù)均化堆場特點(diǎn)的粗略比較比較項(xiàng)目圓形堆場長形堆場堆取料方式連續(xù)堆、取料一堆一取均化效果較好好堆料機(jī)懸臂，環(huán)線連續(xù)布料懸臂，宜線連續(xù)布料取料機(jī)橋式，端面取料，中心卸料橋式，端面取料卸料方式地坑卸料地面卸料總投資100%126%有無擴(kuò)建條件無有圓形堆場占地少，其料堆呈圓環(huán)形，內(nèi)外圈物料分布的對稱均勻性略差，對物料長周期波動及對粘濕物料的適應(yīng)能力都較弱；長形堆場占地面積較大，且建設(shè)投資要高一些，但其均化效果較好，擴(kuò)建方便。根據(jù)本工程的具體情況，首先從原燃料進(jìn)出及工廠總體布置上分析，采用長形堆場更易布置，物流更順。其次從建設(shè)難度考慮，因本工程規(guī)模大，若用圓形石灰石堆場，其軌道直徑要〉100m（頂架結(jié)構(gòu)直徑要〉130m）才能滿足儲量要求。這樣大直徑建筑物的頂架建設(shè)，難度既大且投資又高。再從企業(yè)發(fā)展要求看，長形堆場可通過增加長度進(jìn)行擴(kuò)建，利于企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，而圓形堆場則必須另建堆場方能達(dá)到擴(kuò)建目的，擴(kuò)建投資增大，且會給目前的建設(shè)總體布置帶來較多不確定因素。綜合上述這些原因，確定采用長形原燃料預(yù)均化堆場?？紤]各種原燃料的合理儲存期及建設(shè)投資、總體布局等因素，我們確定各原料預(yù)均化堆場的參數(shù)見表2。表2各原料預(yù)均化堆場的參數(shù)名稱規(guī)模/m儲量/t儲存期/d堆料機(jī)能力/（t/h）取料機(jī)能力/（t/h）石灰石預(yù)均化堆場412X462X9000071400?16001000?1200粉砂巖預(yù)均化堆場202X332X2200011700250原煤預(yù)均化堆場220X332X12000&5400200另外，建1座原煤露天堆場，用以儲煤。在總圖布置上考慮將原煤預(yù)均化堆場與粉砂巖預(yù)均化堆場一字型相連，一起建設(shè)。原料粉磨系統(tǒng)該生產(chǎn)線的生料耗量約為650t/h左右，考慮到各主機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，生料制備系統(tǒng)的生產(chǎn)能力應(yīng)在750t/h左右。目前，大型管磨機(jī)的生產(chǎn)能力一般〈200t/h,且運(yùn)行電耗較高。而從大型立磨看，丹麥?zhǔn)访芩构镜腁T0X60型，產(chǎn)量為700t/h；德國伯力鳩斯公司的RM60/29型，產(chǎn)量為600t/h；德國萊歇公司的LM63.4型，產(chǎn)量為600t/h；前美國福樂公司（現(xiàn)被史密斯公司兼并）的FRM606型，產(chǎn)量為700t/h，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于管磨，但也難以滿足本生產(chǎn)線“一窯一磨”的配置，若配置2臺立磨則可輕松滿足能力要求。盡管引進(jìn)國外立磨，設(shè)備投資較大，但總體流程簡單，又可露天布置使土建投資降低很多，且每噸生料的運(yùn)行電耗可降低約lOkWh。結(jié)合國內(nèi)外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及我們自身的體會，從運(yùn)行可靠、流程簡單、節(jié)約投資、降低運(yùn)行費(fèi)用等綜合考慮，擬選用“兩磨配一窯”的方案。即配置2臺立磨，單臺生產(chǎn)能力約為400t/h；工藝流程上可采用單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)主機(jī)裝機(jī)功率約2X7000kW，單位電耗約14kWh/t。煤粉制備目前水泥行業(yè)較常采用的煤粉制備方式有風(fēng)掃式鋼球磨和立式磨2種。其中2000t/d以下規(guī)模的生產(chǎn)線，現(xiàn)在較多地用風(fēng)掃磨制備煤粉，而近期建設(shè)的2000t/d以上規(guī)模大型生產(chǎn)線（特別是國外的一些大型生產(chǎn)線），則較多采用立式磨磨制煤粉。風(fēng)掃式煤磨對煤質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，操作維護(hù)簡單，但粉磨效率低、能耗高、廠房大、土建投資大；而用立式磨磨制煤粉，雖然其設(shè)備投資較高，操作維護(hù)技術(shù)要求較高，但其運(yùn)行電耗較風(fēng)掃式煤磨低1OkWh/t以上，且其體積較小，所需布置空間小，故可降低土建費(fèi)用。此外，立式磨還具有工藝流程簡單、對原煤烘干的適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該生產(chǎn)線的煤粉需要量大，采用立磨則優(yōu)越性會更明顯，特別是目前國內(nèi)已能制造1OOt/h能力的立式煤磨。因此，我們考慮擬用立式磨磨制煤粉這一方案。具體到立式磨的選型，可選1臺生產(chǎn)能力為75?80t/h的，也可選2臺生產(chǎn)能力為37.5?40t/h的。用1臺立磨工藝流程簡單，占地面小，布置簡單；2臺立磨工藝流程稍復(fù)雜，占地面較大，但生產(chǎn)較為靈活。這2種方案在技術(shù)或經(jīng)濟(jì)上都是可行的，具體將在施工圖設(shè)計時再作最后決定。預(yù)分解系統(tǒng)預(yù)分解系統(tǒng)是新型干法生產(chǎn)的重要組成部分，應(yīng)具有阻力低、熱效率高、對燃料適應(yīng)性廣、系統(tǒng)內(nèi)物料分布合理、內(nèi)外循環(huán)小和防堵塞等優(yōu)良特性；同時系統(tǒng)還要布置合理、排布順暢、便利生產(chǎn)操作，并使預(yù)熱器框架盡可能小、用鋼量盡可能少、以降低建設(shè)投資和安裝難度；此外還要有利于降低窯尾N0x濃度。本項(xiàng)目預(yù)分解系統(tǒng)的設(shè)計方案，我們考慮了引進(jìn)國外關(guān)鍵件和全國產(chǎn)設(shè)備2種方案。國外2家水泥公司和我院自行開發(fā)的預(yù)分解系統(tǒng)的配置情況見表3。其中，我院自行開發(fā)預(yù)分解系統(tǒng)的窯尾框架尺寸為32mX21mX119.5m。

表3預(yù)分解系統(tǒng)的配置情況項(xiàng)目國外S公司配置國外P公司配置我院自行開發(fā)配置C2-07.84-08.344-06.20C22-07.82-08.692-08.40C32-08.22-09.182-0&40C42-08.52-09.692-08.95C52-08.52-09.692-08.95C62-08.52-08.95分解爐08.8X38（本體）07.64X100（含管道）0&6X40（本體）回轉(zhuǎn)窯10000t/d回轉(zhuǎn)窯的直徑在6m左右，國內(nèi)現(xiàn)已具備了機(jī)械加工的能力。在目前的方案設(shè)計中，我們暫按用國產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯考慮。國外部分9000?lOOOOt/d級回轉(zhuǎn)窯的技術(shù)參數(shù)見表4,我們?yōu)楸卷?xiàng)目設(shè)計的回轉(zhuǎn)窯技術(shù)參數(shù)見表5。表4國外部分9000?10000t/d級回轉(zhuǎn)窯技術(shù)參數(shù)廠名窯規(guī)格/m設(shè)計產(chǎn)量/(t/d)截面熱負(fù)荷〔kj/(m2?)〕窯尾截面風(fēng)速/(m/s)美國12000t/d生產(chǎn)線①6.6/7.0X93120002.19X1078.1日本伊佐水泥廠①6.2X1059500?100001.79X1077.5泰國京都水泥廠①6.0X969000?100002.05X1078.6泰國考翁水泥廠e6.0X105100002.05X1078.6韓國三星e5.8X9491002.01X1078.4泰國TPI三線e5.6/6.0X878500?90002.38X1078.6表5本項(xiàng)目回轉(zhuǎn)窯技術(shù)參數(shù)規(guī)格/m斜度/%轉(zhuǎn)速/（r/min）支撐/檔裝機(jī)/kW三次風(fēng)管/m06.0X963.50?6?4.032X9502-03.0注：回轉(zhuǎn)窯燒成帶計算截面熱負(fù)荷為2.13X107kJ/(m2?h)。其它設(shè)備在方案設(shè)計時，對其它主要設(shè)備的設(shè)計方案考慮見表6。

表6其它主要設(shè)備的選型考慮設(shè)備名稱型號、規(guī)格、性能數(shù)量/臺功率/kW砂巖反擊式破碎機(jī)進(jìn)料粒度出料粒度生產(chǎn)能力850mm75mm250t/h1380原煤環(huán)錘式破碎機(jī)進(jìn)料粒度出料粒度生產(chǎn)能力400mm60mm400t/h1250生料磨風(fēng)機(jī)風(fēng)量：860000m3/h全壓：12000Pa2窯尾高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量：853000m3/h全壓：7500Pa22—2500結(jié)語10000t/d熟料生產(chǎn)線是目前世界上最大規(guī)模級的水泥生產(chǎn)線，這種大規(guī)模生產(chǎn)線的成功運(yùn)行，除了工藝技術(shù)水平外，設(shè)備制造技術(shù)是一個很關(guān)鍵的因素。目前國內(nèi)這種大型設(shè)備的制造