大型化——21世紀(jì)中國水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢
4 天津院開發(fā)的大型預(yù)分解系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
天津院早在七十年就進(jìn)行新型干法的技術(shù)研究，八十年代初開發(fā)出國內(nèi)第一條2000 t/d生產(chǎn)線，此后通過技術(shù)引進(jìn)及自行開發(fā)相結(jié)合，設(shè)計投產(chǎn)了20多條2000 t/d生產(chǎn)線，配套設(shè)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(chǎn)線，在此過程中天津院積累了豐富的大型預(yù)分解的生產(chǎn)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，與此同時開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新裝備，新技術(shù)，例如：高效低壓損預(yù)熱器，可控氣流冷卻機(jī)，輥式磨，超細(xì)高效選粉機(jī)及無煙煤煅燒技術(shù)，水泥窯低污染排放技術(shù)及有毒、有害物的利用技術(shù)，中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)等。自行開發(fā)設(shè)計的4000 t/d帶余熱發(fā)電的預(yù)分解窯生產(chǎn)線的冀東順利投產(chǎn)，目前穩(wěn)定運(yùn)行在4600 t/d水平，噸投資較引進(jìn)的生產(chǎn)線明顯降低。通過技術(shù)創(chuàng)新，使φ4×60窯的生產(chǎn)能力由2000 t/d提高到2500 t/d，其技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。2500 t/d熟料生產(chǎn)線的投資控制在2.5億以下，噸熟料投資小于400元，設(shè)備可靠性大為提高，使工廠得到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。自行開發(fā)的新一代4000 t/d，5000 t/d生產(chǎn)線已被業(yè)主所選用。通過一系列新技術(shù)、新設(shè)計，使5000 t/d熟料生產(chǎn)線熱耗小于2969KJ/kg-熟料，電耗小于90kwh/t-水泥。生產(chǎn)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(jī)裝備系列化，已形成破碎機(jī)、粉磨設(shè)備（輥式磨、輥壓機(jī)、球磨）、燒成設(shè)備（二檔、三檔回轉(zhuǎn)窯，預(yù)熱器，分解爐，第三代可控氣流篦冷機(jī)、燃燒器）、收塵設(shè)備（大布袋收塵器、高濃度高負(fù)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(shè)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(yàn)及預(yù)測分析，進(jìn)行綜合選優(yōu)配置，以建設(shè)投入產(chǎn)出比最佳的工廠。
天津院的新技術(shù)以及自行開發(fā)4000 t/d級生產(chǎn)線的成功運(yùn)行，不但較同規(guī)模引進(jìn)生產(chǎn)線投資大幅度降低，而且為6000 t/d級及以上規(guī)模生產(chǎn)線的開發(fā)典定了基礎(chǔ)。
最近天津院正在著手進(jìn)行“十五”重大裝備開發(fā)項(xiàng)目“8000 t/d級生產(chǎn)線的技術(shù)與裝備開發(fā)”，已就國內(nèi)的制造加工水平有了全方位的了解，并已行成了切實(shí)可行的技術(shù)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(shù)裝備，以其在中國加入世貿(mào)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(shù)特征介紹如下：
（1）國產(chǎn)化、大型化，力求國產(chǎn)化率達(dá)到75～80%及以上；
（2）技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到當(dāng)今世界先進(jìn)水平；
（3）通過本項(xiàng)目的開發(fā)，使我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備的整體水平有一個明顯的提高；
（4）充分發(fā)揮國內(nèi)各行業(yè)的技術(shù)實(shí)力，實(shí)現(xiàn)高起點(diǎn)、高水平。
8000 t/d級大型預(yù)分解窯生產(chǎn)線技術(shù)與裝備的技術(shù)指標(biāo)為：
·水泥產(chǎn)品質(zhì)量符合世界先進(jìn)水平（ISO標(biāo)準(zhǔn)）的要求；
·熟料熱耗≤2885KJ/kg（690kcal/kg）；
·水泥綜合電耗≤90kwh/t（P.Ⅱ52.5，細(xì)度340m2/kg）；
·勞動生產(chǎn)率≥8000t水泥/人·年；
環(huán)保達(dá)到國際先進(jìn)水平（粉塵排放≤50mg/Nm3；NOx排放量≤50mg/Nm3（標(biāo)））。其主要技術(shù)特征和開發(fā)要點(diǎn)：
（1）石灰石采用大型單段錘式破碎機(jī)，能力1800t/h。關(guān)鍵技術(shù)大功率破碎機(jī)的驅(qū)動方式、耐磨件尺寸增大后的質(zhì)量均勻性。
（2）石灰石預(yù)均化堆場，石灰石的儲量要求在5—6萬噸，均化效果應(yīng)達(dá)到5—8。圓形/長形的堆取料機(jī)，堆料能力1800t/h、取料能力800t/h。重點(diǎn)在堆料能力1800t/h左右的懸臂式皮帶堆料機(jī)，特別是堆取料機(jī)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(chǎn)品要求R80μm=12～14%比表面積3600R80μm=12%
～3700cm2/g
系統(tǒng)能力2×320t/h2×240t/h1×60t/h
粉磨系統(tǒng)輥磨外循環(huán)輥壓機(jī)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/t14.9434.2024.9
（4）原燃料適應(yīng)能力強(qiáng)、NOx排放量低，綜合能耗低的燒成系統(tǒng)
回轉(zhuǎn)窯：鑒于兩檔窯目前在國際上尚未擴(kuò)大到5800t/d以上規(guī)模，故8000t/d生產(chǎn)線仍采用三檔支承常規(guī)窯。采用新型輪帶、托輪及新型結(jié)構(gòu)的雙傳動，對機(jī)械化砌磚所需裝備也一同解決。注重窯內(nèi)特別是高溫帶與前后窯口用耐火材料研究，提高質(zhì)量與使用壽命。
預(yù)熱預(yù)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(fēng)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(yù)熱、預(yù)分解系統(tǒng)方案，其一級筒喂料可設(shè)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(yù)燃爐（離線）的組合式爐或其它爐型。
熟料冷卻機(jī)：在總結(jié)國內(nèi)已有開發(fā)應(yīng)用新型篦冷機(jī)的基礎(chǔ)上，新開發(fā)一套滿足8000t/d預(yù)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(jī)。
（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(jī)集散型控制系統(tǒng)；
2）交流變頻節(jié)能技術(shù)及變頻調(diào)速裝置的應(yīng)用；
3）現(xiàn)場總線在水泥生產(chǎn)線的應(yīng)用；
4）窯、磨優(yōu)化控制軟件，生料質(zhì)量控制系統(tǒng)，在線檢測。模糊邏輯、神經(jīng)元技術(shù)；
5）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)在水泥工廠生產(chǎn)控制、信息管理的應(yīng)用；
6）Internet遠(yuǎn)程診斷技術(shù)，專家系統(tǒng)；
7）電機(jī)及工藝設(shè)備保護(hù)器件與機(jī)械設(shè)備配合；
8）大型機(jī)電設(shè)備的保護(hù)智能化。
該項(xiàng)目完成后，從裝備大型化的角度，與四條2000 t/d級生產(chǎn)線相比，預(yù)計節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤20000t/年，節(jié)電3200萬kwh/年，勞動生產(chǎn)率提高約4倍。從裝備國產(chǎn)化的角度來看，與全套進(jìn)口設(shè)備相比，可節(jié)約投資約5億人民幣。
該項(xiàng)目的完成，有利于進(jìn)一步提高我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)水平，改變我國現(xiàn)有的水泥工業(yè)中不合理規(guī)模結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
另外，在改變國內(nèi)整個水泥工業(yè)面貌的同時，更有利于擴(kuò)大我國水泥工業(yè)技術(shù)與裝備的出口，促進(jìn)我國水泥工業(yè)技術(shù)裝備走進(jìn)國際市場。同時，該項(xiàng)目的完成也將帶動我國相應(yīng)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。
5 結(jié)語
水泥裝備大型化是水泥裝備現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)之一，水泥裝備大型化不是原有設(shè)備簡單放大，必須與先進(jìn)的工藝技術(shù)及控制技術(shù)相結(jié)合。中國已具備大型化裝備開發(fā)、應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)，通過充分發(fā)揮國內(nèi)各行業(yè)的技術(shù)實(shí)力，“外引內(nèi)聯(lián)”，使國產(chǎn)大型化裝備在高起點(diǎn)、高水平下運(yùn)作，以其獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢，立足于國際競爭大舞臺。
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