江苏恒远国际工程有限公司生料磨系统改造提产40t/h

 

 

 

（江苏恒远国际工程有限公司，江苏 扬州 225234）

1　改造前的工艺流程
    某水泥新型干法生产线于2004年建成投产，该生产线烧成系统的设计熟料产量为3 200t/d，设计年运转率为85%，项目建成后随着公司对生产线进行了多次节能降耗改造，烧成系统的日产量已达到4 000t/d左右，烧成系统年运转率基本上都在90%以上并且设备的运行状况良好。该公司采用四组分配料，原料中除了黏土自己开采以外基本上都是外购。工艺流程简图如图1。

 

    原料系统配备的是一台5.1×11m的风扫磨，磨机的设计产量为240t/h（0.08mm方孔筛的筛余小于15%），在生产线投产之初磨机的能力还能够满足生产需求，但随着烧成系统的产量提高，原料磨的产能明显偏紧，虽然在入磨前增加了二级破碎机，降低入磨粒度，提高原料磨的产量，并且生产上作了调整，将生料的细度指标调高到了24%，但是产量也只是刚好能满足烧成系统的需要。如果要提高产量可以有两种途径：第一种途径是在原有的基础上增加一套生料磨系统，然后两套系统同时运行为窑系统提供生料；第二种途经是废除原有的粉磨系统，新建一套粉磨系统，新建的粉磨系统可以满足窑系统产量的需要。
    比较两种情况，第一种途径优势在于可以充分的利用原有的设备，投资上可能会有所降低，在改造的过程中对生产不会造成影响；第二种途径的优势在于改造的效果明显，不但可以提高磨机的产量，而且也可以采用先进的工艺及装备，降低粉磨系统的能耗。改造后维护维修及生产操作比第一种途径更加方便。由于第一种途径是增加一套系统，因此也要相应的配套输送及废气处理系统，这样成本比第二种途径也节省不了多少。相对两种途径的比较，第二种途径更符合改造的原则。

2　改造的条件
    （1）在原料磨房的南面有一大块空地，可以将磨机、循环风机、润滑及液压站建设在这块空地上；可以改装原有磨房的顶部安装旋风收尘器。
    （2）项目完成后总装机容量要低于原有设备的总装机容量，因此电源不是问题。
    （3）项目改造后，耗水量有所增加，但是该厂靠近江河边，江河水资源非常丰富，所以水资源也不存在问题。
    （4）改造项目没有大幅增加压缩空气的用量，因此使用原有的空气压缩机即可。

3　设计方案的确定
    在原有的磨房旁边建设一套立磨系统，立磨台时产量为280t/h（在生料的细度0.08mm孔筛余小于12%的条件下）。对原有的输送设备进行改造，将原料引入新建的生料磨内进行粉磨，然后在出磨端新建输送设备将生料输送到生料库的提升机，再输送到生料库内；利用原有的窑尾下行风管，将窑尾的废气引入新建的生料磨内，利用废气的热量对入磨的原料进行烘干，出生料磨的废气再引入原有废气入理系统；在改造前对电气设备进行了充分的评估，对于能够符合继续使用条件的电气设备继续使用，以便节省投资。改造后的工艺流程见图2。拆除原有的入磨带式输送机，重新再安装新的带式输送机将经过配料后经物料输送到立磨系统，物料通过回转给料机喂入立磨内。将原有引入球磨机的热风管拆除，安装新的风管与窑尾输出风管连接，将热风引入立磨系统。物料进入磨机进行辗压粉磨，热风引入磨机后一方面将原料烘干，另一方面将磨细的物料抽到磨机的顶端，磨机的顶端有自带的选粉设备，不合格的粗粉被选粉机分选出来重新进入磨内进行粉磨。合格的细粉随着热风进入四级旋风分离器，部分产品经旋风分离器分离后进入分离器下部的输送设备，由输送设备输送到生料库入库提升机。未选出来的细粉继续随着热风通过新安装的风管引入原有的废气处理系统，经废气处理系统除尘后的废气排入大气，产品被布袋收尘器收集后经原有的输送系统输送到生料库提升机。
 

 

 

    为了补充磨内风量不足，在出旋风分离器的风管安装一个循环风机，将部分风量再引回磨内。在磨机旁建一套磨机物料循环系统。磨盘在转动的过程中物料溢出磨盘，质量较小的物料被高速通过风环的热风带到磨机顶部或磨盘内；但是质量较大的物料落入风环内，被焊接在磨盘上的刮料板刮入磨机的外循环系统，通过磨机的外循环系统再将物料输送到磨机内。
在入磨前通过除铁器及金属探测仪除掉物料内的金属，以避免大块的金属进入磨内损坏磨盘及磨辊。保留原来的增湿塔，在停磨的情况下，所有的窑尾废气将直接通过增湿塔进行冷却后再排入大气。

4　建设方案的实施
    改造过程中如果停窑时间太长，将会严重影响业主的经济利益。所以整个建设过程中尽可能要降低停窑时间。
    建设工作分两部走，第一步在工厂生产期间完成改造项目的设计、采购、设备及大部分的非标管道安装，并且做好一切的对接准备工作；第二步在工厂计划检修停窑后迅速展开安装的对接工作。该项目成败的关键在于对项目作好周密的工作计划。通常情况下水泥厂的一个生产周期一般为8个月左右，也就是说在窑系统生产在8个月左右需要进行一次计划检修，并且生产厂家会在水泥销售淡季进行停窑检修。
    前期的地勘及设计工作时间大概在3个月，主机设备的采购周期一般也要6~8个月，现场的安装工作也需要3个月左右。就算是三个阶段交叉作业，总时间最少也需要9个月左右。也就是说总的建设周期比一个工厂的检修周期要长。
    计划项目开工必须有充裕的时间，保证能在第二个检修时间完成安装并等待对接工作。生产及项目之间作好相互协调可以减少经济损失。由于安装对接工作可能会需要较长的时间，可以尽量减少第一次检修的项目，减少停窑时间，留下部分项目到下一次检修进行。项目计划分两步进行。
设计、设备采购及安装在生产期间进行。在第一个检修周期的前四个月项目设计开始，同时进行主机设备的采购；设计开始两个月以后开始进行土建工作；七个月以后设备到货并开始进行设备安装工作，到第十个月完成机电及非标管道的安装，另外将电缆布置到位。
    机电设备及非标管道的对接工作、试车工作及试生产工作在窑系统检修及烘窑期间进行，这些工作计划在30天内结束。计划设备安装结束到停窑时间间隔为两个月，一方面考虑安装对接工作的准备，另一方面考虑由于市场或者其他原因导致检修工作提前开展。
    在停窑前将电缆线铺设到位，非标管道制作完毕并且运送到现场，机械设备也运送到现场。停窑后马上进行机电设备及非标管道的对接。机械设备及非标管道计划在10天内完成安装对接；电气接线计划在25天内完成接线及测试工作；设备送电后5天时间完成单机试车及联动试车；在烘窑的过程中进行磨机系统的试生产工作；在生产进行后开始作油漆及保温工作。
    在停窑前做好试生产的准备工作。一方面将部分原料进行晾晒贮存，以保证在烘窑的过程中入磨原料的水分较低，确保磨机能够在较低的温度下正常运行；另一方面在停窑前生料库的料位保持在库满的状态，以防止磨机在试生产过程中出现问题可以延长24小时的缓冲时间。

5　改造后的效果
    整个工程基本上按照计划完成了安装任务。试生产过程中经过几次整改后，磨机运行平稳，并且能够长期安全的运转；在改造前输送设备及废气处理设备都经过了仔细核算，因此在改造后没有出现新旧设备不匹配的情况；但是由于该厂使用的黏土可塑性较大，导致磨机入口的叶轮喂料机的内腔容易堵塞，需要进行定期清理；另外磨机依旧厂房而建，对于磨辊今后的吊装检修会有些不便。
    在产品粒度0.08mm方孔筛余小于12%的条件下，磨机喂料的产量可以平稳在290t/h。除掉入磨物料3%的水分，磨机实际的产量为281t/h。前面所提到窑的产量已经提产到4 000t/d，按该产量来算，每小时需要消耗生料270t/h左右，也就意味着生料磨在改造后依然偏紧。
    但是如果将生料粒度指标放大到15%，磨机的产量可以达到320t/h，这样就完全可以满足生产的需要了。对于干法窑而言，生产中将生料的粒度指标放宽到15%对烧成系统并没有发现明显的影响。
    另外磨机在正常运行的过程中操作上较稳定，故障率不高；质量控制稳定，并且调节效果明显。立磨系统运行后节能效果明显。一方面由于入磨粒度从原来的25mm放大到75mm，因此石灰石破碎机的破碎比大幅度降低，并且二级破碎机可以完全停产，这样可以节省部分电耗；另一方面立磨的粉磨效率本身要比球磨的粉磨效率高得多，也可以节省部分电耗。经过测试生料电耗从原来的35kWh/t生料下降到30kWh/t生料，也就是说生料生产电耗下降了15%左右。
    本项目的改造是很成功的，改造后既解决了生料产量短缺的问题，也达到了节能降耗的效果，企业的竞争力和经济效益得以提高。