銅陵海螺5000t/d熟料國產(chǎn)化示范線(以下簡(jiǎn)稱銅陵二線)是國內(nèi)第一條全部采用國產(chǎn)化主機(jī)設(shè)備的5000t/d熟料級(jí)水泥生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線由國內(nèi)最大的水泥集團(tuán)——安徽海螺集團(tuán)為建設(shè)業(yè)主，由中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡(jiǎn)稱南京院)承擔(dān)工程設(shè)計(jì)和技術(shù)支撐服務(wù)。該生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備(預(yù)熱分解系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、燃燒器)由南京院開發(fā)設(shè)計(jì)并進(jìn)行設(shè)備成套供貨。

　　銅陵二線建設(shè)工程設(shè)計(jì)合同及燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備成套供貨合同簽訂于2000年12月份，工程在2001年2月破土動(dòng)工建設(shè)，主生產(chǎn)線于2002年3月建成并開始進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)試，2002年6月全線建成投產(chǎn)，2002年10月各項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前，系統(tǒng)熟料產(chǎn)量穩(wěn)定于5600t/d以上，操作穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)正常。由于在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建設(shè)中，業(yè)主和設(shè)計(jì)院緊密配合，優(yōu)化方案，充分利用原有的設(shè)施和條件，使銅陵二線建設(shè)總投資僅用2.56億元，建設(shè)周期13個(gè)月，均達(dá)到國內(nèi)水泥熟料生產(chǎn)線建設(shè)最佳水平。

1　建設(shè)背景和建設(shè)條件

　　安徽海螺集團(tuán)是國務(wù)院確定的120家國家級(jí)企業(yè)集團(tuán)之一，是中國最大的水泥企業(yè)，市場(chǎng)和銷售渠道穩(wěn)定。銅陵海螺水泥有限公司(以下簡(jiǎn)稱銅陵海螺公司)是由安徽海螺集團(tuán)公司控股的水泥股份有限公司，位于安徽省銅陵市西南約12km的古圣村，所處地域的水泥生產(chǎn)資源豐富、品質(zhì)優(yōu)良；廠區(qū)西距黃金水道長(zhǎng)江約1.3km，廠區(qū)西北距寧銅鐵路終端站一橫港南站約3.5km，水陸運(yùn)輸條件優(yōu)越。而且，公司培養(yǎng)有一大批熟悉新型干法生產(chǎn)的技術(shù)管理及營運(yùn)管理人才。所有這些都使銅陵海螺公司具有很好的擴(kuò)建條件。

　　近10年來，代表當(dāng)代水泥生產(chǎn)技術(shù)水平的新型干法生產(chǎn)技術(shù)和裝備技術(shù)已日趨成熟，水泥工業(yè)生產(chǎn)大型化已成為水泥生產(chǎn)發(fā)展的大趨勢(shì)。中國水泥工業(yè)大力發(fā)展新型干法水泥，加速淘汰落后工藝已成為一項(xiàng)重要任務(wù)。國家主管部門也提出了我國發(fā)展水泥工業(yè)的“T”型規(guī)劃，特別是2000年8月國家經(jīng)貿(mào)委主任盛華仁視察海螺集團(tuán)時(shí)，提出了建設(shè)大型干法水泥國產(chǎn)化示范線的指示，體現(xiàn)了我國水泥工業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整的緊迫性。

　　安徽海螺集團(tuán)作為中國最大的水泥企業(yè)，義不容辭地站到了推動(dòng)我國大型化新型干法水泥發(fā)展的前列。在系統(tǒng)總結(jié)集團(tuán)工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及考察調(diào)研國內(nèi)已投產(chǎn)的4000t/d和5000t/d水泥生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，從振興民族工業(yè)、推動(dòng)國家大型水泥機(jī)械工業(yè)發(fā)展出發(fā)，于2000年9月決定全部采用國產(chǎn)主機(jī)設(shè)備，在銅陵建設(shè)1條5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，并立即開始籌建。

　　銅陵海螺公司原有1條4000t/d熟料的生產(chǎn)線(即銅陵一線)，是國家“八五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，其主機(jī)設(shè)備從丹麥F.L.S公司引進(jìn)，技術(shù)裝備水平達(dá)到20世紀(jì)90年代國際先進(jìn)水平。銅陵一線于1996年建成投產(chǎn)，生產(chǎn)情況良好，現(xiàn)在回轉(zhuǎn)窯熟料產(chǎn)量穩(wěn)定在4500t/d水平，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，并于1998年6月通過國家驗(yàn)收。為其配套，工廠已建有石灰石礦山和約5km的石灰石長(zhǎng)膠帶輸送系統(tǒng)，水泥、熟料裝船專用碼頭，進(jìn)廠鐵路專用線，水外理廠，供配電設(shè)施及完整的輔助生產(chǎn)和行政生活設(shè)施。

2　主要設(shè)計(jì)原則、建設(shè)內(nèi)容及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.1　主要設(shè)計(jì)原則

　　根據(jù)上述情況，我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作開始前就確定本項(xiàng)目要以“高可靠性、低投資、低成本、高效益”為設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)，特制定了以下設(shè)計(jì)原則：

　　(1)切實(shí)領(lǐng)會(huì)國家經(jīng)貿(mào)委盛華仁主任對(duì)于海螺集團(tuán)公司建設(shè)大型干法水泥國產(chǎn)化示范線的指示精神，有效貫徹“生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益”的設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針，把本項(xiàng)目建成具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的示范生產(chǎn)線。

　　(2)以生產(chǎn)可靠為先決條件，開發(fā)和選用國內(nèi)先進(jìn)成熟、穩(wěn)妥可靠、節(jié)能降耗、信譽(yù)質(zhì)量好的技術(shù)裝備，同時(shí)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證本項(xiàng)目達(dá)到良好的效果。

　　(3)銅陵二線建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合一線進(jìn)行總體規(guī)劃優(yōu)化，利用一線已有的富裕能力，完善一線存在的缺陷，使一線、二線互通互補(bǔ)，平衡發(fā)揮全廠各部分的最佳能力。同時(shí)要考慮二線建設(shè)過程中，不影響或少影響一線的生產(chǎn)。

　　(4)二線建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證環(huán)保、勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生、消防等各方面達(dá)到國家和各有關(guān)部門的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。

2.2　主要設(shè)計(jì)和建設(shè)內(nèi)容

　　鑒于上述設(shè)計(jì)原則，在銅陵二線工程建設(shè)中，我們充分考慮合理利用已有設(shè)施，以降低建設(shè)工作量和建設(shè)投資。在新建生產(chǎn)線和一線設(shè)施綜合優(yōu)化基礎(chǔ)上，確定銅陵二線建設(shè)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：

　　(1)新建1條熟料生產(chǎn)線。含新建設(shè)石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)、原料配料站到熟料儲(chǔ)庫的完整熟料生產(chǎn)線。(2)改、擴(kuò)建部分項(xiàng)目。具體內(nèi)容有：擴(kuò)建石灰石礦山(含新增1套石灰石破碎系統(tǒng)并對(duì)原有石灰石輸送長(zhǎng)膠帶進(jìn)行提速改造)；新增1套粉砂巖破碎及輸送系統(tǒng)；改造和增加粉砂巖、硫酸渣、原煤輸送及旁路系統(tǒng)；改造原有的總降壓站，新建二線配電系統(tǒng)；在原中央控制室內(nèi)增設(shè)二線中控設(shè)備和通迅聯(lián)絡(luò)設(shè)施；擴(kuò)建循環(huán)給水、壓縮空氣系統(tǒng)。

2.3主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　根據(jù)工廠各種條件及目前我們的技術(shù)水平，確定了銅陵二線的設(shè)計(jì)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

3　主機(jī)設(shè)備及主要物料儲(chǔ)存的配置

　　銅陵二線的主要物料儲(chǔ)存及主機(jī)設(shè)備的配置情況分別見表2、表3。

4　銅陵二線主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　(1)設(shè)計(jì)中充分挖掘一線(包括礦山)各環(huán)節(jié)的富裕能力，在二線設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理平衡調(diào)配，改造補(bǔ)缺，特別是對(duì)原料儲(chǔ)存、輸送及輔助生產(chǎn)設(shè)施，盡可能改造、挖潛，利用原有設(shè)施，大大降低了二線的建設(shè)工程量；即降低了建設(shè)投資，又使全廠的綜合生產(chǎn)能力更趨平衡，全廠總圖布置也緊湊合理。

　　(2)二線燒成系統(tǒng)全部采用南京院開發(fā)研究的技術(shù)和設(shè)備，特別是5000t/d預(yù)分解系統(tǒng)(NC型雙系列五級(jí)預(yù)熱器系統(tǒng)＋NST－1型在線噴旋管道分解爐系統(tǒng))、NC－III型控制流充氣梁篦冷機(jī)、NC－15Ⅱ型三通道煤粉燃燒器等，其性能優(yōu)良、操作可靠。其同預(yù)熱器C1出口溫度< 340℃，系統(tǒng)壓損<4.8kPa。這標(biāo)志著南京院在大型水泥生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的研究開發(fā)上，已經(jīng)達(dá)到了國際水平。

　　(3)土建設(shè)計(jì)中打破條條框框，敢于創(chuàng)新，采用了許多投資、施工便利的新技術(shù)。如窯尾塔高約90m，平面尺寸17m×25.6m，高寬比接近5.3，體積大、荷載重。我們對(duì)該塔架結(jié)構(gòu)方案采用了多種布置形式的計(jì)算、分析比較，并做過多次風(fēng)洞試驗(yàn)研究，合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)滿應(yīng)力設(shè)計(jì)。因窯尾塔架柱(主要豎向受力構(gòu)件)的用鋼量占窯尾總用鋼量的30％左右，因此合理地選擇柱的截面形式可降價(jià)工程投資。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中對(duì)H型鋼柱、方形鋼管柱、圓形鋼管柱、鋼筋混凝土柱進(jìn)行了比較，后選擇了綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好的鋼管混凝土柱方案，使燒成窯尾框架用鋼量?jī)H為900t，比用純鋼柱節(jié)約了較多鋼材。又如直徑Φ60m的熟料庫，體積大，受力情況與常規(guī)庫不同，為此，我們對(duì)該庫進(jìn)行大量的計(jì)算的反復(fù)優(yōu)化，結(jié)果與同類庫比，減薄了庫壁的厚度，鋼材用量節(jié)省200多t。在設(shè)計(jì)Φ110m石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)時(shí)，南京院在水泥行業(yè)首次對(duì)這么大直徑的堆場(chǎng)頂蓋采用空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，受力合理、用料經(jīng)濟(jì)、造型美觀、容易滿足較大的跨度，可以用較小的構(gòu)件組成較大的空間，便于工廠化生產(chǎn)，安裝簡(jiǎn)便快捷，施工過程中不需要大型吊裝機(jī)械，且整個(gè)頂蓋比同規(guī)模的庫頂蓋節(jié)省鋼材300t左右。

　　(4)在本項(xiàng)目中，主機(jī)全部采用了國產(chǎn)設(shè)備，特別是5000t/d雙系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)、Φ4.8m×74m回轉(zhuǎn)窯、5000t/d篦冷機(jī)、MLS4531生料磨等大型主機(jī)設(shè)備，均是國內(nèi)首次使用的設(shè)備，在業(yè)主和各有關(guān)單位的共同努力和密切配合下，取得了突破性的成功?，F(xiàn)在生產(chǎn)線運(yùn)行正常 ，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。這一方面體現(xiàn)了海螺集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)層洞察國內(nèi)外水泥技術(shù)、設(shè)備加工的現(xiàn)狀，敢為人先的科學(xué)判斷和決策能力；另一方面也表明近年來我國水泥機(jī)械設(shè)備開發(fā)加工能力有了長(zhǎng)足進(jìn)步；同時(shí)也證明南京院在大型生產(chǎn)線的設(shè)備研發(fā)、系統(tǒng)配置和總體布局上，已非常成熟，達(dá)到了得心應(yīng)手的境界。真正把本項(xiàng)目建成了具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的示范生產(chǎn)線。

　　(5)本項(xiàng)目窯頭、窯尾設(shè)置電除塵器，其余各揚(yáng)塵設(shè)置高效袋除塵器，全廠除塵都按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，使生產(chǎn)中粉塵排放量(標(biāo)況)達(dá)到小于50mg/m3。在燒成系統(tǒng)特別是分解爐設(shè)計(jì)中，考慮多種降NOX措施，有效降低了廢氣中的NOx含量。另外，對(duì)于噪聲大的設(shè)備、車間采取消音、隔音等措施。在總圖布置中，有機(jī)結(jié)合植樹種花等綠化措施。上述措施使得全廠環(huán)保水平達(dá)到了高標(biāo)準(zhǔn)。 5　銅陵二線的生產(chǎn)調(diào)試及運(yùn)行

　　銅陵二線經(jīng)過13個(gè)月的建設(shè)，于2002年3月18日進(jìn)入單機(jī)調(diào)試、聯(lián)動(dòng)試車、點(diǎn)火烘窯和待料階段，4月22日正式進(jìn)入投料試生產(chǎn)調(diào)試階段。由于本生產(chǎn)線是國內(nèi)投產(chǎn)的第一條國產(chǎn)化5000t/d生產(chǎn)線，在全廠設(shè)計(jì)、國產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)制造、生產(chǎn)線建設(shè)安裝、生產(chǎn)操作等各方面都存在需探索和協(xié)調(diào)的地方。因此，在調(diào)試期間，對(duì)一些地方進(jìn)行了優(yōu)化處理，使系統(tǒng)在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，并能長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)試期間，我們主要進(jìn)行的優(yōu)化處理有以下三點(diǎn)：

　　(1)生料立磨的優(yōu)化。因本生產(chǎn)線首次采用了國內(nèi)開發(fā)設(shè)計(jì)和制造的第一臺(tái)大型立磨(MLS4531)，在生產(chǎn)調(diào)試初期，出現(xiàn)了液壓系統(tǒng)漏油、蓄能器能力不足、磨機(jī)振動(dòng)較大等問題，使立磨粉磨能力和運(yùn)轉(zhuǎn)率都不能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，生料供應(yīng)滿足不了燒成系統(tǒng)的要求。因此燒成系統(tǒng)無法滿負(fù)荷運(yùn)行，只能低負(fù)荷或低運(yùn)轉(zhuǎn)率運(yùn)行。對(duì)此，業(yè)主方和南京院、設(shè)備供應(yīng)商、施工商安裝單位花大力氣研究了立磨存在的問題，找出原因，并進(jìn)行了處理。如為每個(gè)液壓缸增備了2個(gè)40L的蓄能器；又對(duì)液壓缸頭處導(dǎo)向套的材質(zhì)與數(shù)量作了改進(jìn)。此外，還針對(duì)立磨振動(dòng)較大的問題，額外進(jìn)行了基礎(chǔ)加固處理。通過一系列的調(diào)整改進(jìn)，使立磨運(yùn)行趨于正常，粉磨能力及運(yùn)轉(zhuǎn)率均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，磨產(chǎn)量超過400t/h。這一分析調(diào)整、改進(jìn)過程，大約用了近3個(gè)月的時(shí)間。為國產(chǎn)大型立磨的完善，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　(2)廢氣處理系統(tǒng)的優(yōu)化。本生產(chǎn)線生料粉磨和窯尾廢氣處理采用單風(fēng)機(jī)高濃度電除塵系統(tǒng)，由于處理風(fēng)量很大，大風(fēng)管上的大閥門調(diào)整控制難盡人意，使立磨用風(fēng)量的調(diào)節(jié)困難，影響了立磨的運(yùn)行。經(jīng)分析研究，我們采用最簡(jiǎn)單的辦法，改造了風(fēng)管，使系統(tǒng)運(yùn)行很快達(dá)到了正常水平。

　　(3)窯頭廢氣溫度偏高的優(yōu)化。設(shè)計(jì)時(shí)考慮一、二線的結(jié)合而將煤粉制備系統(tǒng)設(shè)置在窯尾，采用窯尾廢氣作煤磨熱源；又由于調(diào)試初期較長(zhǎng)時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)行，篦冷機(jī)噴水系統(tǒng)長(zhǎng)期不用而損壞，使得燒成系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行初期窯頭廢氣溫度偏高，影響窯頭電除塵器的安全運(yùn)行。經(jīng)分析研究，我們對(duì)篦冷機(jī)噴水系統(tǒng)進(jìn)行了恢復(fù)，以對(duì)篦冷機(jī)內(nèi)氣體采取分隔措施。經(jīng)過處理，窯頭廢氣溫度偏高的問題徹底得到解決，在解決了上述問題，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)后，生產(chǎn)線全線實(shí)現(xiàn)了完全正常生產(chǎn)。

6 　結(jié)語

　　經(jīng)過近2年的籌建、建設(shè)和生產(chǎn)調(diào)試，海螺集團(tuán)公司、南京院 及有關(guān)施工、安裝單位、設(shè)備廠家的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員齊心合力，傾注了大量的心血，終于使銅陵海螺5000t/d熟料國產(chǎn)化示范線的建設(shè)取得了成功。該生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了國家經(jīng)貿(mào)委盛華仁主任對(duì)海螺集團(tuán)公司建設(shè)大型干法水泥國產(chǎn)化示范線的指示精神，真正做到了“生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益”。

　　銅陵海螺5000t/d熟料國產(chǎn)化示范線的建設(shè)成功，標(biāo)志著我國水泥生產(chǎn)技術(shù)、大型設(shè)備研發(fā)制造技術(shù)達(dá)到了新水平，具備了和國外技術(shù)、設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)的能力，其各方面的意義是非凡的。該生產(chǎn)線的建成，是與海螺集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚、以振興中華水泥工業(yè)為己任的使命感及對(duì)國內(nèi)外水泥工業(yè)總體發(fā)展的準(zhǔn)確把握分不開的。該生產(chǎn)線的建成，會(huì)帶領(lǐng)國內(nèi)水泥工業(yè)掀起一個(gè)建設(shè)大規(guī)模、低投資新型干法水泥生產(chǎn)線的熱潮，促進(jìn)我國水泥工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，為我國水泥工業(yè)駛上良性發(fā)展的軌道做出了貢獻(xiàn)。

　　作為該生產(chǎn)線的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)支持單位，南京院在提供優(yōu)良技術(shù)服務(wù)的同時(shí)，也豐富和積累了為大型水泥生產(chǎn)線提供技術(shù)服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高了技術(shù)服務(wù)水平。我們將認(rèn)真總結(jié)本工程建設(shè)成功的經(jīng)驗(yàn)，通過不斷完善和優(yōu)化，使我院的設(shè)計(jì)、技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

摘自《中國水泥》2003年02月號(hào)