大石水泥公司#3窯的改造

1 概述

大石股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱TCB)的前身是大石水泥公司,始建于1962年。公司位于馬來(lái)西亞Perak,Ipoh的大石工業(yè)區(qū),是一個(gè)私營(yíng)股份有限公司目前已在馬來(lái)西亞證券市場(chǎng)(KLSE)上市。

自1964年7月公司首臺(tái)半干法窯投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái),TCB已進(jìn)行了多項(xiàng)改擴(kuò)建工程,以擴(kuò)大生產(chǎn)能力,改進(jìn)工藝技術(shù),提高經(jīng)濟(jì)效率和生產(chǎn)率。1993年,TCB成功地完成了第4期改擴(kuò)建,將總生產(chǎn)能力提高到150萬(wàn)ta。從那時(shí)起TCB的3條生產(chǎn)線,即#1窯、#3窯和改造后的#2窯(以下簡(jiǎn)稱#4窯)同時(shí)生產(chǎn)。

1996年8月TCB開始對(duì)#3窯生產(chǎn)線進(jìn)行改造,增加窯系統(tǒng)的上游和下游設(shè)施,將生產(chǎn)能力由2100td提高到5500td,從而將全廠熟料和水泥總生產(chǎn)能力分別提高到250萬(wàn)t和300萬(wàn)t。由于金融危機(jī),該改造工程被迫推遲,改造后的新線直到2000年才調(diào)試。本文就#3窯生產(chǎn)線的改造工作作一簡(jiǎn)要敘述。

2 改造方案
此項(xiàng)目的改造目標(biāo)、范圍和內(nèi)容如下:
  

(1) 改造目標(biāo)。將窯生產(chǎn)能力從2100t/d提高到5500t/d。
  

(2) 改造范圍。采用原料預(yù)均化庫(kù)及最新的配料系統(tǒng)改善生料質(zhì)量均一性,以提高熟料質(zhì)量;提高過(guò)程控制自動(dòng)化水平,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;進(jìn)行環(huán)保配套改造,以最大限度地保護(hù)環(huán)境。
  

(3) 改造內(nèi)容。給現(xiàn)有原料配料系統(tǒng)重新建立模型、增加石灰石處理設(shè)備、增加生料粉磨系統(tǒng)、改造回轉(zhuǎn)窯、增加1套煤粉制備系統(tǒng)和1臺(tái)水泥磨。
  

1996年,公司就工藝、設(shè)備的工程設(shè)計(jì)及主機(jī)設(shè)備與部件的供貨向伯力鳩斯公司和F.L.S公司進(jìn)行了招標(biāo);同時(shí)決定相當(dāng)部分設(shè)備在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)。招標(biāo)最終確定:由伯力鳩斯公司負(fù)責(zé)#3窯的改造,并提供石灰石處理設(shè)施及1臺(tái)用于生料制備的立磨及中控系統(tǒng);由FLS提供原料配料中的粘土和鐵礦石的處理設(shè)施,并提供1臺(tái)煤磨和1臺(tái)水泥磨。

2.1 原料配料系統(tǒng)

  

(1)生料制備流程。#3窯生料制備采用石灰石、粘土和鐵礦石三組份配料生產(chǎn)。原粘土和鐵礦石共用1臺(tái)回轉(zhuǎn)烘干機(jī)分別進(jìn)行預(yù)烘干后儲(chǔ)存于各自的儲(chǔ)庫(kù),然后與石灰石分別計(jì)量后一起喂入LM32-4萊歇磨(176th)粉磨。原料配料由POLAB系統(tǒng)完成。
  

本次改造中,為簡(jiǎn)化工藝,先將3種生產(chǎn)原料預(yù)配后的混合料直接喂入萊歇磨粉磨,后經(jīng)單獨(dú)的配料系統(tǒng)計(jì)量配料后進(jìn)入新增的伯力鳩斯立磨(產(chǎn)量235th)粉磨成生料成品。為滿足改造后這一工藝流程的要求,對(duì)原POLAB配料系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí),并增加了1臺(tái)Philips X射線頻譜儀——Cubix XRF。
  

(2)由F.L.S公司提供一座機(jī)械化原料聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)。該庫(kù)配備了2座料倉(cāng),接受自卸卡車卸下的粘土及鐵礦石;倉(cāng)下各裝有1臺(tái)帶變速傳動(dòng)的裙板喂料機(jī)(FLS1600×5.0),單機(jī)最大卸料速度為200m3h。另外,還配備了2臺(tái)MMD500破碎機(jī),將含有硅石等塊狀硬物料的粘土及鐵礦石的粒度降至<20mm的占90% 最大粒徑:72mm。其它還有一系列皮帶輸送機(jī);一座帶2臺(tái)堆料機(jī)和1臺(tái)取料機(jī)的長(zhǎng)方形預(yù)均化庫(kù)及4套Centrex喂料機(jī)(Luise Foerdertechnik 通過(guò)FLS供貨),用于POLAB系統(tǒng)的粘土和鐵礦石計(jì)量。粘土、鐵礦石破碎及儲(chǔ)存系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1。

2.2 石灰石制備系統(tǒng)

  石灰石制備系統(tǒng)見(jiàn)圖2。有關(guān)設(shè)備是克虜伯輸送技術(shù)公司通過(guò)克虜伯-伯力鳩斯提供的。來(lái)自TCB自備礦山及外購(gòu)石灰石由凈載重量為20t~50t的自卸汽車送入破碎機(jī)喂料倉(cāng)。采用額定能力為950th的PB220250型單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī),將最大粒度達(dá)1500mm的石灰石破碎至<75mm占90%及<100mm占10%,以滿足直接喂入新增立磨和原萊歇磨的要求。新增1臺(tái)SRK3806-2000振動(dòng)喂料機(jī),用于粘土分離。
  

MgO含量低的石灰石破碎后直接輸送到圓形均化庫(kù)。主要來(lái)自TCB自備礦山的MgO含量高的石灰石,破碎后被送入1座圓形儲(chǔ)庫(kù),該庫(kù)下裝有帶變速傳動(dòng)的裙板喂料機(jī),用于少量取料。
  

主皮帶機(jī)及堆料機(jī)設(shè)計(jì)能力達(dá)1200th。圓形石灰石預(yù)均化庫(kù)可儲(chǔ)存29000t石灰石。
石灰石用1臺(tái)450th取料機(jī)取出,并通過(guò) 250mm×420m管道輸送機(jī)分別送入與萊歇磨、新增立磨及技改后與#2窯生料磨相聯(lián)的3座石灰石庫(kù)。

2.3 立磨生料制備系統(tǒng)

  

立磨為伯力鳩斯帶內(nèi)置式調(diào)速高效動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的SEPOL-345-RMRS的RM4321345立磨。設(shè)計(jì)能力:生料水分<1%、細(xì)度(90μ篩余)<15%時(shí)為
235th。磨盤直徑4.3m,2對(duì)輥?zhàn)又睆舰h2.2m,驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率1850kW。為節(jié)約能量,裝有1臺(tái)外部循環(huán)斗式提升機(jī),循環(huán)負(fù)荷200%。
  

該立磨是為#4窯配套的,所需熱氣體由#4窯提供。磨機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為105m3s,電機(jī)額定功率為1200kW,與一組高效低壓損旋風(fēng)筒組成閉路系統(tǒng)。收下來(lái)的產(chǎn)品送到2座經(jīng)過(guò)改造的MF庫(kù)(圖3)。廢氣通過(guò)#4窯電除塵器排放。
  

生料產(chǎn)品可以送到#1窯和#4窯的儲(chǔ)庫(kù)或新增的1座連續(xù)均化庫(kù)。新庫(kù)與改造后的#3窯儲(chǔ)庫(kù)及新窯喂料系統(tǒng)相連。
  

系統(tǒng)改造后,原萊歇磨與新的混合原料喂料系統(tǒng)相連,烘干粉磨用熱氣體通過(guò)新的#3窯排風(fēng)機(jī)繼續(xù)從#3窯抽取。生料送入原間歇式均化庫(kù)和儲(chǔ)庫(kù)(這些儲(chǔ)庫(kù)被保留,作為改造后的#3窯喂料系統(tǒng)的一部分)。
  

生料庫(kù)總儲(chǔ)量為20000t,以保證窯連續(xù)、平穩(wěn)操作。原生料庫(kù)和新生料庫(kù)中的生料卸出后送入70m3的窯喂料小倉(cāng),倉(cāng)下裝有1臺(tái)沖板流量計(jì)及1套標(biāo)定用的旁路系統(tǒng)。

2.4 #3窯的改造

  

1999年2月1日,在馬來(lái)西亞因經(jīng)濟(jì)蕭條而水泥需求低時(shí),進(jìn)行#3窯的停窯改造,至2000年5月結(jié)束。窯系統(tǒng)的改造由伯力鳩斯公司承擔(dān),具體改造內(nèi)容如下
 

(1) 保留原5.0m4.6m×81m回轉(zhuǎn)窯。更換窯傳動(dòng),采用2×550kW雙傳動(dòng);更換窯燒成帶筒體和窯頭及窯尾段筒體 更換2號(hào)窯墩的輪帶和托輪。在保持窯斜度不變,將窯轉(zhuǎn)速提高到最高4.8rmin。
  

(2) 拆除原預(yù)熱器,但保留并調(diào)整、加固砼結(jié)構(gòu),用于安裝新的MSC分解爐(多級(jí)燃燒)。同時(shí) 在緊靠原窯尾砼結(jié)構(gòu)處(窯上方)新建高效五級(jí)雙系列預(yù)熱器DOPOL90。該分解爐燃燒產(chǎn)生熱量占總耗熱量的50%,入窯物料分解率為91%。
  

(3) 拆除原多筒冷卻機(jī),在原位置上新建砼基礎(chǔ),并安裝帶射流板的推動(dòng)篦式冷卻機(jī)(REPOL3730-2F)。該冷卻機(jī)通風(fēng)方式設(shè)計(jì)為熱回收區(qū)直接通風(fēng),冷卻區(qū)風(fēng)室通風(fēng),篦子面積為108m3,能力為5500td,熟料負(fù)荷為50.9tm2d。所配電除塵器(由ELEX公司通過(guò)伯力鳩斯供貨)的集塵面積約13398m2,設(shè)計(jì)風(fēng)量為220℃時(shí)560000 m3h,排放濃度為35mgm3。
  

出篦冷機(jī)熟料被送入原生產(chǎn)線50000t熟料庫(kù); 同時(shí)新建儲(chǔ)量為1000t 的次熟料庫(kù)(帶有1臺(tái)取料輸送機(jī)),與新建的6號(hào)水泥磨相連。
  

(4)窯尾廢氣處理系統(tǒng),更換了窯尾排風(fēng)機(jī)(320℃、8kPa時(shí)其體積流量為240m3s,電機(jī)額定功率為3000kW);新增增濕塔和電除塵器(均由ELEX公司通過(guò)伯力鳩斯供貨)及廢氣排風(fēng)機(jī)。廢氣處理能力(標(biāo)況下)達(dá)334000m3h,粉塵排放濃度35mgm3。
  

(5) 新增中控系統(tǒng)POLCID-NT,進(jìn)行原料配料、立磨和萊歇磨運(yùn)行、原煤輸送和粉磨、燃煤設(shè)施、#2煤磨(FLS)和改造后#3窯的生產(chǎn)控制等。

(6) 煤粉計(jì)量采用了3種煤粉計(jì)量系統(tǒng),分別為:
被保留的原用于窯燃燒器(16.5th)的煤粉計(jì)量系統(tǒng)(16.5th);分解爐新配置的煤粉計(jì)量系統(tǒng)(16.5th);原系統(tǒng)改造后向窯入口噴煤粉以穩(wěn)定NOx形成用的煤粉計(jì)量系統(tǒng)(2.0th)。

2.5 煤粉制備系統(tǒng)
由F.L.S公司提供的煤粉制備系統(tǒng)能力為30th,成品細(xì)度為12%(90μm篩余)、殘余水分1%。該系統(tǒng)是公司現(xiàn)有煤粉制備系統(tǒng)的一部分,與其它系統(tǒng)共用上、下游設(shè)施。

在該煤粉制備系統(tǒng),由型號(hào)為FRM2142的Fuller立磨(內(nèi)裝有可調(diào)速高效選粉機(jī)RAK-22.5)、袋式除塵器(有效面積1445m2)和1臺(tái)風(fēng)機(jī)(990Pa時(shí)的風(fēng)量為1740Bm3min)組成閉路系統(tǒng)。烘干熱源來(lái)自改造后的#3窯。
在有關(guān)各方的密切合作下,成功地對(duì)伯力鳩斯公司提供的過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)展,以增加對(duì)煤粉制備系統(tǒng)的控制。

2.6 水泥粉磨
為適應(yīng)提高后的熟料生產(chǎn)能力,TCB委托F.L.S公司提供1套水泥終粉磨系統(tǒng),見(jiàn)圖5。在粉磨產(chǎn)品比表面積為320m2kg時(shí),系統(tǒng)的生產(chǎn)能力為179th。需要時(shí),該系統(tǒng)還可用于粉煤灰水泥的生產(chǎn)。
  

該水泥終粉磨系統(tǒng)由1臺(tái)HRP-W-2.0輥壓機(jī)和1臺(tái)4.2m×12.5m的UMS管磨組成的混合粉磨系統(tǒng)。出輥壓機(jī)的料餅被送入1臺(tái)SAPEX M-B3-400-450-C-V打散機(jī)打散,再送入只裝細(xì)研磨介質(zhì)的單倉(cāng)UMS管磨粉磨。出管磨物料通過(guò)SAPEX-450 M-210高效變速選粉機(jī)(轉(zhuǎn)子速度可在77rmin~230rmin之間調(diào)節(jié))控制產(chǎn)品細(xì)度。如果UMS管磨由于某種原因不能運(yùn)轉(zhuǎn),輥壓機(jī)能夠以84th的產(chǎn)量生產(chǎn)比表面積為320m2kg的普通硅酸鹽水泥,此時(shí)電耗約為28.9kWht(輥壓機(jī)+管磨混合粉磨時(shí)的電耗為3.1kWht),但水泥產(chǎn)品的需水量稍高。UMS磨也可不帶輥壓機(jī)單獨(dú)使用,此時(shí)當(dāng)生產(chǎn)320m2kg普通硅酸鹽水泥時(shí),其能力為90th,但應(yīng)更換特殊級(jí)配的研磨介質(zhì)。為滿足上述需要,輥壓機(jī)的兩個(gè)輥?zhàn)佣佳b有帶變頻器的變速傳動(dòng)。

2.7 環(huán)??刂?BR>
  

TCB水泥廠位于Ipoh市內(nèi),為滿足排放要求,公司力求采用現(xiàn)有技術(shù)和成熟的環(huán)保設(shè)備將窯尾煙囪的粉塵排放濃度控制在35mgm3以下。為此該項(xiàng)目采用了2臺(tái)電除塵器和35臺(tái)袋除塵器。同時(shí),對(duì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行了粉塵和有害氣體(包括NOx)排放的連續(xù)監(jiān)測(cè)。

3 改造后#3窯生產(chǎn)線的運(yùn)行情況

  

改造后,所有新設(shè)備如石灰石破碎系統(tǒng)、粘土及鐵礦石設(shè)施、立磨、#3窯系統(tǒng)、煤磨和水泥磨的運(yùn)行結(jié)果都令人滿意.

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