【正文】 用日產(chǎn)2000t水泥熟料窯外分解新型干法生產(chǎn)工藝。XX集團有大量的磷礦渣、粉煤灰以及將要排放的電石渣，本方案力爭多處理這些廢渣。磷礦渣對水泥生產(chǎn)而言，其中P2O5含量控制在一定范圍內(nèi)時，對水泥燒成有利，當超過一定含量時對水泥強度，特別是水泥早期強度影響較大。本方案根據(jù)一般經(jīng)驗生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥和磷渣水泥，比例為7：3，在生料配料中摻1%磷渣，水泥配料中摻10%磷渣，經(jīng)配料計算，(干基) 。電石渣采用生料配料，%，(干基)。粉煤灰采用水泥配料，比率為10%（可根據(jù)實際情況及試驗結(jié)果調(diào)整，以便處理更多的粉煤灰），(干基)。全年運轉(zhuǎn)以300天計算，則年產(chǎn)水泥熟料60萬噸。熟料產(chǎn)量： 2000t/d熟料燒成熱耗：3302kJ/kgcl（海拔校準）水泥綜合電耗：98kWh/t 工藝原則及裝備水平 本項目設(shè)計的指導(dǎo)思想是“生產(chǎn)可靠，技術(shù)先進，節(jié)省投資，提高效益”。在此前題下，設(shè)計遵循下列原則： 1. 總圖布置充分利用現(xiàn)有場地，力求合理、緊湊。 2. 在保證產(chǎn)量、質(zhì)量的前提下，采用新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)；在保證生產(chǎn)可靠的前提下，優(yōu)先選用國產(chǎn)先進設(shè)備及部分引進技術(shù)國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備。 3. 工藝設(shè)備自動化控制水平達到或超過國內(nèi)現(xiàn)有同規(guī)模生產(chǎn)線水平。4. 對“三廢”治理高標準，在設(shè)計上各揚塵點的收塵設(shè)備排放濃度達到或低于國家規(guī)定的排放標準。 水泥袋裝、散裝比例袋裝：70% 散裝：30% 物料及產(chǎn)品的運輸方式原料、燃料進廠及水泥出廠均采用汽車公路運輸方式。 原料配合比（干基）電石渣磷礦渣石灰石粘土硫酸渣1181 主要生產(chǎn)工藝方案及特點在保證整個生產(chǎn)線的完整性、生產(chǎn)的連續(xù)性和可靠性以及確保產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)保水平的前提下，工藝系統(tǒng)力求簡化，設(shè)備選型采用成熟可靠、價格較低的設(shè)備，適當提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率，采用引進技術(shù)國內(nèi)制造或國內(nèi)開發(fā)設(shè)計的先進設(shè)備替代進口設(shè)備，實現(xiàn)全線工藝設(shè)備國產(chǎn)化。工藝布置上，盡量簡化設(shè)備廠房，減少建筑面積，皮帶輸送機、螺運機通廊作成敞開式或半敞開式，斗式提升機樓和部分生產(chǎn)廠房不封墻。對各種原料、半成品和成品，在滿足正常生產(chǎn)要求的前提下，合理減少其庫內(nèi)儲存期。該生產(chǎn)線建設(shè)場地海拔高度約2030m，選擇工藝方案時將充分考慮高原地區(qū)的特點，尤其是選擇熱工設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、流體輸送系統(tǒng)時，充分考慮大氣密度的影響。新型干法水泥生產(chǎn)線的生料粉磨通常采用烘干兼粉磨系統(tǒng)。立磨系統(tǒng)具有粉磨效率高，電耗低，烘干能力大，系統(tǒng)漏風(fēng)率小，建筑面積小，建設(shè)速度快，允許入磨物料粒度和水分大，入磨物料綜合水分可以達到15%，而且工藝流程簡單緊湊，噪音低，特別是能充分的利用窯尾廢氣進行物料烘干，利用率達到80%。本工程生產(chǎn)采用電石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、磷礦渣五組份配料，%，立式磨能夠保證磨機具有80～120t/h生料的研磨能力和100～160t/h的烘干能力。根據(jù)我們的經(jīng)驗，國產(chǎn)立磨的技術(shù)和裝備日益成熟，使用日趨普遍，因而選擇專為粉磨電石渣研發(fā)的HRM28國產(chǎn)立式磨方案。(+) 中卸烘干磨系統(tǒng)，具有140～160t/h生料的研磨能力，要求入磨物料綜合水分小于15%。電石渣烘干水分一般控制在小于15%，將烘干后的電石渣、頁巖、石灰石、硫酸渣、砂巖入磨粉磨，入磨綜合水分為11%，可以滿足入磨物料水分要求，但研磨能力過強，烘干能力大和研磨能力小的矛盾在風(fēng)掃磨內(nèi)難以統(tǒng)一。系統(tǒng)電耗偏高，建筑面積大，工藝流程復(fù)雜，經(jīng)濟上不合理。本項目不主張采用此方案。立磨系統(tǒng)具有粉磨效率高，電耗低，烘干能力大，系統(tǒng)漏風(fēng)率小，建筑面積小，建設(shè)速度快，允許入磨物料粒度和水分大，工藝流程簡單緊湊，噪音低等優(yōu)點。11m中卸烘干磨對普通原料的適應(yīng)性好且運行最可靠，但從運行費用和投資費用比較，立式磨具有更大的優(yōu)勢，根據(jù)我們的經(jīng)驗，尤其適合電石渣烘干粉磨。且近年來國產(chǎn)立磨的技術(shù)和裝備日益成熟，使用日趨普遍，因而選擇國產(chǎn)立式磨方案。我院對該廠原料易磨性能進行了測試，測試結(jié)果為：原料混合料粉磨功指數(shù) 從測試結(jié)果并結(jié)合電石渣生料特性，采用HRM28立式磨系統(tǒng)，生產(chǎn)能力為160t/h，可滿足2000t/d熟料生產(chǎn)線的需要。生料均化是生料入窯前均化鏈的最后也是最重要的一環(huán)。比較典型的均化庫有CF庫、IBAU庫和MF多股流庫等。1)MF庫MF庫庫中心下部有一凹陷的攪拌室，庫底做成向中心傾斜的圓錐面，并分為10～12個區(qū)，每個區(qū)裝有2～3條帶蓋板的卸料通道。當庫底各區(qū)輪流充氣卸料時，庫內(nèi)形成多處不同流量的、平行的漏斗流，物料在穿透料層進行縱向重力混合的同時，還起著徑向混合的作用，同時也改善了庫壁處生料的流動性。生料進入凹陷的攪拌室時，又獲得較好的氣力均化。MF庫均化效果較好且均化電耗較低。2)CF庫CF庫庫底被分為大小相同的7個下料區(qū)，每區(qū)又由6塊相同的等邊三角形小區(qū)組成，每個下料區(qū)中心有一個下料口，下料口上部設(shè)有減壓錐。整個庫底的42個三角形小區(qū)都裝有充氣箱，各組充氣箱與帶電動控制閥的空氣管道接通。下料口有各自的卸料閥和空氣輸送斜槽，卸出的生料被送到庫底中央的一個攪拌倉，倉支承在負荷傳感器上，通過控制庫底卸料量來控制倉內(nèi)料位。生料在庫內(nèi)發(fā)生重力均化，在攪拌倉內(nèi)得到氣力均化。CF庫采用微處理機對庫底42個三角區(qū)按規(guī)定組合方式進行輪流充氣下料。由于各區(qū)的下料量不等，可使不同時間入庫的生料同時到達庫底，因而重力混合效果甚佳。但是，由于攪拌倉規(guī)格較小，故氣力均化作用稍差，且難以解決物料的邊壁流動問題。3)IBAU庫IBAU庫庫底中心有一個大圓錐，通過它將庫內(nèi)生料的重量傳到庫壁上。圓錐周圍的環(huán)形空間被分成向庫中心傾斜的6～8個區(qū)，每區(qū)裝有充氣箱，充氣時生料首先被送至一條徑向布置的充氣箱上，再通過圓錐下部的出料口，經(jīng)斜槽入庫底部中央的攪拌倉中。當一區(qū)充氣時，該區(qū)上部物料下落形成一漏斗狀料流，依靠重力發(fā)生混合，進入攪拌倉后，又依靠連續(xù)空氣攪拌得到氣力均化。IBAU庫主要優(yōu)點是電耗較低，能較好的解決物料的邊壁流動問題，缺點是施工安裝復(fù)雜，而且由于攪拌倉容積較小，故均化效果不夠理想，采用單庫操作時，生料均化值最高為7。上述三種均化庫的技術(shù)經(jīng)濟比較見表48。 三種均化庫的技術(shù)經(jīng)濟比較 表48種類 指標MF庫CF庫IBAU庫規(guī)格（m）φ1540φ1540φ1530儲存量(t)700070007000儲存期(d)氣源羅茨風(fēng)機羅茨風(fēng)機羅茨風(fēng)機均化用空氣壓(KPa)60～80～60～60均化用空氣量(m3/)6～910～128～10均化電耗(度/)均化值(H)～8～10～7設(shè)備投資(%)10013060土建費用(%)100105110安裝費用(%)10014050總投資(%)10012095操作要求簡單較復(fù)雜簡單生產(chǎn)費用最低較高較低維修費用較低較高低自動化程度較高高高以上設(shè)備投資包括窯尾喂料系統(tǒng)費用；從投資看，CF庫、MF庫都比IBAU庫造價高；從均化系數(shù)看，CF庫最高，IBAU庫和MF庫相當，然而在實際工業(yè)生產(chǎn)中，MF庫由于其不可避免的邊壁效應(yīng)，總存在著中間物料先走的趨勢，造成均化效果不能達到設(shè)計要求，而CF庫的控制卸料和IBAU庫特殊結(jié)構(gòu)均能有效克服這一點。綜合考慮決定選用IBAU庫。另外，根據(jù)廠方的意見，就生料均化庫大小庫方案做一比較，詳見表49。由比較表可見，采用一座φ15m庫的主要優(yōu)點是投資省，系統(tǒng)簡單。根據(jù)現(xiàn)有使用廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗φ15m庫已能滿足生產(chǎn)要求，為了節(jié)省投資，本設(shè)計擬采用一座φ15mIBAU庫。生料均化庫大小庫方案比較表49序號比較項目單位方案一方案二1庫直徑mφ15φ182庫數(shù)量座113儲存量t700090004設(shè)備重量t901355占地面積m21802556設(shè)備費%751007土建費%601008設(shè)備安裝費%751009總投資%65100窯尾喂料系統(tǒng)一般有氣力提升泵和高效提升機兩種方案可供選擇。氣力提升泵生產(chǎn)維護方便，流程簡單，易操作，但電耗高，同時大量的冷空氣被帶入到預(yù)熱器系統(tǒng)，使系統(tǒng)的熱耗加大。近年來，隨著計量技術(shù)的進步和提升機性能的改進，以簡潔的計量系統(tǒng)加高性能的提升機組成的窯尾生料給料系統(tǒng)越來越受歡迎，因此，本項目擬采用沖板流量計計量，高性能提升機輸送物料。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠的計量精度，方便靈活的調(diào)節(jié)手段，同時又具有節(jié)省電耗、提高預(yù)分解系統(tǒng)熱效率的優(yōu)點。1)分解爐分解爐是構(gòu)成預(yù)分解系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，分解爐的使用效果直接關(guān)系到燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量、熱耗和運轉(zhuǎn)率，進而影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。針對不同的原燃材料需要選擇不同的分解爐，國內(nèi)外比較典型的分解爐結(jié)構(gòu)形式多達幾十種，合肥水泥研究設(shè)計院根據(jù)電石渣煅燒性能研制成了RBH1200預(yù)分解系統(tǒng)，該系統(tǒng)已在淄博寶生建材成功的應(yīng)用，本工程將在此基礎(chǔ)上根據(jù)XX集團原料的性能適當調(diào)整，同時由于擬建工程地處高海拔地區(qū)，預(yù)分解系統(tǒng)將根據(jù)高海拔地區(qū)的特點進一步調(diào)整。該系統(tǒng)將有以下特點：(1)燃料燃燒速度快、燃燒完全燃料在純凈的高溫三次風(fēng)中經(jīng)預(yù)燃室（SB室）形成穩(wěn)定的火焰，在旋渦燃燒室（SC室）迅速燃燒，在混合室（MC室）與窯尾高溫氣體氣體混合、噴騰，進一步燃盡。燃料燃燒條件好，燃料在爐內(nèi)滯留時間長，燃燒穩(wěn)定、充分。(2)入窯生料分解率高生料被高溫三次風(fēng)帶入分解爐SB室，在SC室與燃料混合燃燒，迅速升溫，吸熱分解，在MC室下部與來自窯尾的高溫?zé)煔饣旌?、噴騰，緩慢上升，進一步吸熱、分解。生料在爐內(nèi)停留時間長，局部氣體溫度相對較低，分解充分的CaO易燒性較好，有利于降低窯的熱負荷，提高燒成系統(tǒng)產(chǎn)量。(3)結(jié)皮堵塞現(xiàn)象少預(yù)熱器分解爐的結(jié)皮堵塞的主要原因是生料和燃料在較高的溫度下大量揮發(fā)有害成分硫和氯，與生料中的堿（鉀和鈉）形成硫酸鹽（R2SO4）和氯化物（RCl）,吸附于生料的表面，降低了生料的共熔溫度，遇到局部高溫氣體，生料表面出現(xiàn)部分熔融狀態(tài)，易于粘壁，產(chǎn)生疏松多孔的層狀覆蓋物，進而結(jié)皮，有時會大面積塌落，不塌落的部分時間越長，結(jié)皮越致密堅硬，難以處理，最終堵塞通風(fēng)或料流管道。即使有害成分含量控制在合理的范圍內(nèi)，局部高溫也會導(dǎo)致物料表面發(fā)粘、結(jié)皮，尤其是縮口部位。一般堵塞的主要部位是窯尾煙室、縮口和最低一級旋風(fēng)筒的錐體、下料管等區(qū)域。RSP分解爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢可有效的減少結(jié)皮堵塞：●由于旋流的作用，生料在SC室形成高速旋轉(zhuǎn)貼壁效應(yīng)保護爐壁，不致高溫火焰直接輻射，燒損襯料，襯料表面光滑、潔凈，內(nèi)壁不易粘結(jié)物料；同時生料吸收大量的燃料燃燒熱量，一方面Ca(OH)CaCO3及時吸熱分解，生料表面溫度低，熔化量少，另一方面可有效的降低爐內(nèi)溫度，避免燃料和生料中的有害成分大量揮發(fā)，降低結(jié)皮堵塞的可能； ●高速運行的較低溫度的帶料爐氣直沖縮口下部，生料在縮口處被高速（25～35m/s）噴騰的高溫（1000℃左右）窯尾氣體托起，與之混合，產(chǎn)生噴騰、沖刷，吸熱分解，又可降低該處氣體溫度，局部高溫現(xiàn)象緩解，加之燃料不在此處燃燒，能有效防止和破壞縮口處結(jié)皮的形成；●燃料燃燒條件好，在爐內(nèi)滯留時間長，燃燒完全、充分，在下一級旋風(fēng)筒內(nèi)燃燒量小，不會形成局部高溫，減少了錐體部位結(jié)皮的可能。燃料在較低溫度的SC室大量燃燒，全爐系統(tǒng)沒有產(chǎn)生局部高溫的條件，因而系統(tǒng)結(jié)皮堵塞現(xiàn)象少。此外，新型干法生產(chǎn)的生料喂料穩(wěn)定、均勻，風(fēng)、煤、料的匹配更趨合理，不需要頻繁調(diào)整用煤量，因而喂煤量波動小，燃料在爐內(nèi)燃燒更完全。2)預(yù)熱器預(yù)熱器是預(yù)分解系統(tǒng)的重要組成部分，主要有旋風(fēng)筒、上升管道、下料溜管和鎖風(fēng)翻板閥等部件組成，其作用是物料熱交換和料氣分離，常溫物料經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進入分解爐的溫度可達750～800℃，入窯物料溫度可達850℃左右。根據(jù)國內(nèi)近年來的生產(chǎn)使用情況，單系列預(yù)熱器比雙系列有更大的優(yōu)越性。本設(shè)計將選擇低阻型、高分離效率的新型單系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器，并結(jié)合對分解爐的優(yōu)化，使1筒出口負壓控制在5200Pa以下，入窯物料分解率可達到90～95%，以提高窯系統(tǒng)產(chǎn)量。3)回轉(zhuǎn)窯隨著海拔高度的增加，大氣壓力下降，空氣密度降低，因而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯的傳熱效率降低，相同規(guī)格的回轉(zhuǎn)窯，在高海拔地區(qū)的產(chǎn)量GH與在平原地區(qū)的產(chǎn)量G0可根據(jù)公式=計算，其中PH為高原地區(qū)的大氣壓力，P0為標準大氣壓。隨著海拔的增高，窯的產(chǎn)量將下降，維持相同的產(chǎn)量，在高原地區(qū)窯的規(guī)格必須加大。例如設(shè)計能力為1000t/d熟料的生產(chǎn)線，滇西水泥廠海拔2142m，50m，青海水泥廠海拔2430m，54m。XX集團2000t/d熟料水泥生產(chǎn)線擬建場地海拔2030m，根據(jù)上述公式計算，GH/G0=，也就是同規(guī)格的窯在本地產(chǎn)量將降低10%以上。本生產(chǎn)線保證指標2000t/d熟料，期望指標2100~2300t/d，考慮又是首次在高原地區(qū)以電石渣為主要原料，60m。4)燃燒器燃燒器是組織系統(tǒng)燃燒和提高窯內(nèi)熟料煅燒質(zhì)量的關(guān)鍵性設(shè)備。其設(shè)備的設(shè)計好壞，直接影響到系統(tǒng)操作、熟料的煅燒質(zhì)量以及環(huán)境保護等等。目前國內(nèi)在引進設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過實驗研究和數(shù)值模擬研究以及長期的生產(chǎn)實踐，開發(fā)設(shè)計的新型高效多通道燃燒器，具有對燃料適應(yīng)能力強，一次風(fēng)用量少，煤粉和氣流混和均勻，燃燒效率高，火焰穩(wěn)定，便于火焰調(diào)節(jié)和控制的優(yōu)點。為新型干法系統(tǒng)的應(yīng)用和熟料的燒成創(chuàng)造了良好的條件，同時也為滿足環(huán)保要求奠定了基礎(chǔ)。5)冷卻機本次技改工程擬采用第三代控制流篦式冷卻機?？刂屏黧骼錂C根據(jù)料層厚度、熟料粒度的分布情況合理地劃分冷卻區(qū)域，冷卻風(fēng)從篦床下空氣管道通過滑動補償器進入空氣梁、篦板，向上吹入料層內(nèi)，對熟料產(chǎn)生急冷作用，它大大提高了熟料冷