大型化——21世紀中國水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢3
2000-12-22 00:00
4 天津院開發(fā)的大型預分解系統(tǒng)的技術特點
天津院早在七十年就進行新型干法的技術研究,八十年代初開發(fā)出國內第一條2000 t/d生產線,此后通過技術引進及自行開發(fā)相結合,設計投產了20多條2000 t/d生產線,配套設計了柳州3200t/d、三菱煙臺3000 t/d,寧國、冀東一線、銅陵、秦皇島淺野4000 t/d,大宇7200 t/d生產線,在此過程中天津院積累了豐富的大型預分解的生產調試經驗,與此同時開發(fā)出一批具有自主知識產權的新裝備,新技術,例如:高效低壓損預熱器,可控氣流冷卻機,輥式磨,超細高效選粉機及無煙煤煅燒技術,水泥窯低污染排放技術及有毒、有害物的利用技術,中、低溫余熱發(fā)電技術等。自行開發(fā)設計的4000 t/d帶余熱發(fā)電的預分解窯生產線的冀東順利投產,目前穩(wěn)定運行在4600 t/d水平,噸投資較引進的生產線明顯降低。通過技術創(chuàng)新,使φ4×60窯的生產能力由2000 t/d提高到2500 t/d,其技術處于國際領先水平。2500 t/d熟料生產線的投資控制在2.5億以下,噸熟料投資小于400元,設備可靠性大為提高,使工廠得到了良好的經濟效益。自行開發(fā)的新一代4000 t/d,5000 t/d生產線已被業(yè)主所選用。通過一系列新技術、新設計,使5000 t/d熟料生產線熱耗小于2969KJ/kg-熟料,電耗小于90kwh/t-水泥。生產線投資小于5億人民幣。在此過程中,天津院還使1000 t/d~5000 t/d級的主機裝備系列化,已形成破碎機、粉磨設備(輥式磨、輥壓機、球磨)、燒成設備(二檔、三檔回轉窯,預熱器,分解爐,第三代可控氣流篦冷機、燃燒器)、收塵設備(大布袋收塵器、高濃度高負壓電收塵,高濃訂煤磨袋收塵,及各種高效小型袋收塵器)等設備型譜,能根據(jù)需建工廠的規(guī)模、區(qū)域位置、原燃料特征,資金情況等,通過各種加工試驗及預測分析,進行綜合選優(yōu)配置,以建設投入產出比最佳的工廠。
天津院的新技術以及自行開發(fā)4000 t/d級生產線的成功運行,不但較同規(guī)模引進生產線投資大幅度降低,而且為6000 t/d級及以上規(guī)模生產線的開發(fā)典定了基礎。
最近天津院正在著手進行“十五”重大裝備開發(fā)項目“8000 t/d級生產線的技術與裝備開發(fā)”,已就國內的制造加工水平有了全方位的了解,并已行成了切實可行的技術方案。在此過程中天津院還將開發(fā)出6000 t/d級,7000 t/d級的技術裝備,以其在中國加入世貿組織后,能在國際競爭中占有一席之地?,F(xiàn)就8000 t/d的技術特征介紹如下:
(1)國產化、大型化,力求國產化率達到75~80%及以上;
(2)技術和經濟指標達到當今世界先進水平;
(3)通過本項目的開發(fā),使我國新型干法水泥生產技術和裝備的整體水平有一個明顯的提高;
(4)充分發(fā)揮國內各行業(yè)的技術實力,實現(xiàn)高起點、高水平。
8000 t/d級大型預分解窯生產線技術與裝備的技術指標為:
·水泥產品質量符合世界先進水平(ISO標準)的要求;
·熟料熱耗≤2885KJ/kg(690kcal/kg);
·水泥綜合電耗≤90kwh/t(P.Ⅱ52.5,細度340m2/kg);
·勞動生產率≥8000t水泥/人·年;
·環(huán)保達到國際先進水平(粉塵排放≤50mg/Nm3;NOx排放量≤50mg/Nm3(標))。其主要技術特征和開發(fā)要點:
(1)石灰石采用大型單段錘式破碎機,能力1800t/h。關鍵技術大功率破碎機的驅動方式、耐磨件尺寸增大后的質量均勻性。
(2)石灰石預均化堆場,石灰石的儲量要求在5—6萬噸,均化效果應達到5—8。圓形/長形的堆取料機,堆料能力1800t/h、取料能力800t/h。重點在堆料能力1800t/h左右的懸臂式皮帶堆料機,特別是堆取料機的液壓升降系統(tǒng)、傳動裝置和電氣控制系統(tǒng)。
(3)粉磨系統(tǒng)
粉磨系統(tǒng) 生料粉磨 水泥粉磨 煤粉粉磨
窯磨比數(shù) 一窯兩磨 一窯兩磨 一窯一磨
產品要求 R80μm=12~14% 比表面積3600 R80μm=12%
~3700cm2/g
系統(tǒng)能力 2×320t/h 2×240t/h 1×60t/h
粉磨系統(tǒng) 輥磨外循環(huán) 輥壓機聯(lián)合粉磨 輥式磨
系統(tǒng)總功率kw ~4781/6200 ~8210/9460 ~1495/2000
單位電耗kwh/t 14.94 34.20 24.9
(4)原燃料適應能力強、NOx排放量低,綜合能耗低的燒成系統(tǒng)
回轉窯:鑒于兩檔窯目前在國際上尚未擴大到5800t/d以上規(guī)模,故8000t/d生產線仍采用三檔支承常規(guī)窯。采用新型輪帶、托輪及新型結構的雙傳動,對機械化砌磚所需裝備也一同解決。注重窯內特別是高溫帶與前后窯口用耐火材料研究,提高質量與使用壽命。
預熱預分解系統(tǒng):采用天津院開發(fā)的高效低壓損大蝸殼型旋風筒、低NOxTDF型分解爐。為求系統(tǒng)比較簡單,在燃用一般煙煤時,采用6級雙列單爐(在線)預熱、預分解系統(tǒng)方案,其一級筒喂料可設分料換向裝置以備原料綜合水分較高時可改用5級操作。如有需要采用低揮發(fā)分或無煙煤時,可技用裝置1~2個預燃爐(離線)的組合式爐或其它爐型。
熟料冷卻機:在總結國內已有開發(fā)應用新型篦冷機的基礎上,新開發(fā)一套滿足8000t/d預分解窯用的帶空氣梁的可控氣推動篦式冷卻貢,或性能更優(yōu)的篦式冷卻機。
(5)自動控制系統(tǒng)
1)適合于8000 t/d水泥工廠環(huán)境的計算機集散型控制系統(tǒng);
2)交流變頻節(jié)能技術及變頻調速裝置的應用;
3)現(xiàn)場總線在水泥生產線的應用;
4)窯、磨優(yōu)化控制軟件,生料質量控制系統(tǒng),在線檢測。模糊邏輯、神經元技術;
5)計算機網絡技術、智能技術在水泥工廠生產控制、信息管理的應用;
6)Internet遠程診斷技術,專家系統(tǒng);
7)電機及工藝設備保護器件與機械設備配合;
8)大型機電設備的保護智能化。
該項目完成后,從裝備大型化的角度,與四條2000 t/d級生產線相比,預計節(jié)約標準煤20000t/年,節(jié)電3200萬kwh/年,勞動生產率提高約4倍。從裝備國產化的角度來看,與全套進口設備相比,可節(jié)約投資約5億人民幣。
該項目的完成,有利于進一步提高我國新型干法水泥生產技術水平,改變我國現(xiàn)有的水泥工業(yè)中不合理規(guī)模結構、技術結構和產品結構,促進產業(yè)結構的調整,提高企業(yè)的經濟效益。
另外,在改變國內整個水泥工業(yè)面貌的同時,更有利于擴大我國水泥工業(yè)技術與裝備的出口,促進我國水泥工業(yè)技術裝備走進國際市場。同時,該項目的完成也將帶動我國相應機械工業(yè)的技術進步與發(fā)展。
5 結語
水泥裝備大型化是水泥裝備現(xiàn)代化的標準之一,水泥裝備大型化不是原有設備簡單放大,必須與先進的工藝技術及控制技術相結合。中國已具備大型化裝備開發(fā)、應用的技術基礎,通過充分發(fā)揮國內各行業(yè)的技術實力,“外引內聯(lián)”,使國產大型化裝備在高起點、高水平下運作,以其獨特的經濟技術優(yōu)勢,立足于國際競爭大舞臺。
天津院早在七十年就進行新型干法的技術研究,八十年代初開發(fā)出國內第一條2000 t/d生產線,此后通過技術引進及自行開發(fā)相結合,設計投產了20多條2000 t/d生產線,配套設計了柳州3200t/d、三菱煙臺3000 t/d,寧國、冀東一線、銅陵、秦皇島淺野4000 t/d,大宇7200 t/d生產線,在此過程中天津院積累了豐富的大型預分解的生產調試經驗,與此同時開發(fā)出一批具有自主知識產權的新裝備,新技術,例如:高效低壓損預熱器,可控氣流冷卻機,輥式磨,超細高效選粉機及無煙煤煅燒技術,水泥窯低污染排放技術及有毒、有害物的利用技術,中、低溫余熱發(fā)電技術等。自行開發(fā)設計的4000 t/d帶余熱發(fā)電的預分解窯生產線的冀東順利投產,目前穩(wěn)定運行在4600 t/d水平,噸投資較引進的生產線明顯降低。通過技術創(chuàng)新,使φ4×60窯的生產能力由2000 t/d提高到2500 t/d,其技術處于國際領先水平。2500 t/d熟料生產線的投資控制在2.5億以下,噸熟料投資小于400元,設備可靠性大為提高,使工廠得到了良好的經濟效益。自行開發(fā)的新一代4000 t/d,5000 t/d生產線已被業(yè)主所選用。通過一系列新技術、新設計,使5000 t/d熟料生產線熱耗小于2969KJ/kg-熟料,電耗小于90kwh/t-水泥。生產線投資小于5億人民幣。在此過程中,天津院還使1000 t/d~5000 t/d級的主機裝備系列化,已形成破碎機、粉磨設備(輥式磨、輥壓機、球磨)、燒成設備(二檔、三檔回轉窯,預熱器,分解爐,第三代可控氣流篦冷機、燃燒器)、收塵設備(大布袋收塵器、高濃度高負壓電收塵,高濃訂煤磨袋收塵,及各種高效小型袋收塵器)等設備型譜,能根據(jù)需建工廠的規(guī)模、區(qū)域位置、原燃料特征,資金情況等,通過各種加工試驗及預測分析,進行綜合選優(yōu)配置,以建設投入產出比最佳的工廠。
天津院的新技術以及自行開發(fā)4000 t/d級生產線的成功運行,不但較同規(guī)模引進生產線投資大幅度降低,而且為6000 t/d級及以上規(guī)模生產線的開發(fā)典定了基礎。
最近天津院正在著手進行“十五”重大裝備開發(fā)項目“8000 t/d級生產線的技術與裝備開發(fā)”,已就國內的制造加工水平有了全方位的了解,并已行成了切實可行的技術方案。在此過程中天津院還將開發(fā)出6000 t/d級,7000 t/d級的技術裝備,以其在中國加入世貿組織后,能在國際競爭中占有一席之地?,F(xiàn)就8000 t/d的技術特征介紹如下:
(1)國產化、大型化,力求國產化率達到75~80%及以上;
(2)技術和經濟指標達到當今世界先進水平;
(3)通過本項目的開發(fā),使我國新型干法水泥生產技術和裝備的整體水平有一個明顯的提高;
(4)充分發(fā)揮國內各行業(yè)的技術實力,實現(xiàn)高起點、高水平。
8000 t/d級大型預分解窯生產線技術與裝備的技術指標為:
·水泥產品質量符合世界先進水平(ISO標準)的要求;
·熟料熱耗≤2885KJ/kg(690kcal/kg);
·水泥綜合電耗≤90kwh/t(P.Ⅱ52.5,細度340m2/kg);
·勞動生產率≥8000t水泥/人·年;
·環(huán)保達到國際先進水平(粉塵排放≤50mg/Nm3;NOx排放量≤50mg/Nm3(標))。其主要技術特征和開發(fā)要點:
(1)石灰石采用大型單段錘式破碎機,能力1800t/h。關鍵技術大功率破碎機的驅動方式、耐磨件尺寸增大后的質量均勻性。
(2)石灰石預均化堆場,石灰石的儲量要求在5—6萬噸,均化效果應達到5—8。圓形/長形的堆取料機,堆料能力1800t/h、取料能力800t/h。重點在堆料能力1800t/h左右的懸臂式皮帶堆料機,特別是堆取料機的液壓升降系統(tǒng)、傳動裝置和電氣控制系統(tǒng)。
(3)粉磨系統(tǒng)
粉磨系統(tǒng) 生料粉磨 水泥粉磨 煤粉粉磨
窯磨比數(shù) 一窯兩磨 一窯兩磨 一窯一磨
產品要求 R80μm=12~14% 比表面積3600 R80μm=12%
~3700cm2/g
系統(tǒng)能力 2×320t/h 2×240t/h 1×60t/h
粉磨系統(tǒng) 輥磨外循環(huán) 輥壓機聯(lián)合粉磨 輥式磨
系統(tǒng)總功率kw ~4781/6200 ~8210/9460 ~1495/2000
單位電耗kwh/t 14.94 34.20 24.9
(4)原燃料適應能力強、NOx排放量低,綜合能耗低的燒成系統(tǒng)
回轉窯:鑒于兩檔窯目前在國際上尚未擴大到5800t/d以上規(guī)模,故8000t/d生產線仍采用三檔支承常規(guī)窯。采用新型輪帶、托輪及新型結構的雙傳動,對機械化砌磚所需裝備也一同解決。注重窯內特別是高溫帶與前后窯口用耐火材料研究,提高質量與使用壽命。
預熱預分解系統(tǒng):采用天津院開發(fā)的高效低壓損大蝸殼型旋風筒、低NOxTDF型分解爐。為求系統(tǒng)比較簡單,在燃用一般煙煤時,采用6級雙列單爐(在線)預熱、預分解系統(tǒng)方案,其一級筒喂料可設分料換向裝置以備原料綜合水分較高時可改用5級操作。如有需要采用低揮發(fā)分或無煙煤時,可技用裝置1~2個預燃爐(離線)的組合式爐或其它爐型。
熟料冷卻機:在總結國內已有開發(fā)應用新型篦冷機的基礎上,新開發(fā)一套滿足8000t/d預分解窯用的帶空氣梁的可控氣推動篦式冷卻貢,或性能更優(yōu)的篦式冷卻機。
(5)自動控制系統(tǒng)
1)適合于8000 t/d水泥工廠環(huán)境的計算機集散型控制系統(tǒng);
2)交流變頻節(jié)能技術及變頻調速裝置的應用;
3)現(xiàn)場總線在水泥生產線的應用;
4)窯、磨優(yōu)化控制軟件,生料質量控制系統(tǒng),在線檢測。模糊邏輯、神經元技術;
5)計算機網絡技術、智能技術在水泥工廠生產控制、信息管理的應用;
6)Internet遠程診斷技術,專家系統(tǒng);
7)電機及工藝設備保護器件與機械設備配合;
8)大型機電設備的保護智能化。
該項目完成后,從裝備大型化的角度,與四條2000 t/d級生產線相比,預計節(jié)約標準煤20000t/年,節(jié)電3200萬kwh/年,勞動生產率提高約4倍。從裝備國產化的角度來看,與全套進口設備相比,可節(jié)約投資約5億人民幣。
該項目的完成,有利于進一步提高我國新型干法水泥生產技術水平,改變我國現(xiàn)有的水泥工業(yè)中不合理規(guī)模結構、技術結構和產品結構,促進產業(yè)結構的調整,提高企業(yè)的經濟效益。
另外,在改變國內整個水泥工業(yè)面貌的同時,更有利于擴大我國水泥工業(yè)技術與裝備的出口,促進我國水泥工業(yè)技術裝備走進國際市場。同時,該項目的完成也將帶動我國相應機械工業(yè)的技術進步與發(fā)展。
5 結語
水泥裝備大型化是水泥裝備現(xiàn)代化的標準之一,水泥裝備大型化不是原有設備簡單放大,必須與先進的工藝技術及控制技術相結合。中國已具備大型化裝備開發(fā)、應用的技術基礎,通過充分發(fā)揮國內各行業(yè)的技術實力,“外引內聯(lián)”,使國產大型化裝備在高起點、高水平下運作,以其獨特的經濟技術優(yōu)勢,立足于國際競爭大舞臺。
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