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        北京水泥廠生料粉磨系統(tǒng)的改造

        2014-10-23 01:32:44申占民劉運水甘喜寶王宏濤
        水泥技術(shù) 2014年1期
        關(guān)鍵詞:輥磨水泥廠電耗

        申占民,劉運水,甘喜寶,王宏濤

        1 前言

        在水泥廠的全部工序中,粉磨系統(tǒng)的投資和生產(chǎn)費用最高,其中粉磨電耗高是主要因素之一。國外先進水泥企業(yè)可比水泥綜合電耗過去為110 kWh/t左右,隨著粉磨技術(shù)的進步,目前降至80 kWh/t左右,國內(nèi)目前水泥企業(yè)可比水泥綜合電耗在90~100 kWh/t之間。近二十多年來,輥磨粉磨水泥生料的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,由于輥磨粉磨系統(tǒng)節(jié)能效果顯著,自上世紀(jì)90年代,輥磨逐漸取代管磨機成為了生料粉磨的主角。特別是2000年以后,隨著國產(chǎn)輥磨裝備設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的逐漸成熟,新建水泥廠基本上都采用輥磨作為生料粉磨的主機設(shè)備。但是在2000年以前建設(shè)的水泥生產(chǎn)線,生料粉磨大多采用管磨機。因此,如何把現(xiàn)有管磨機的生料粉磨系統(tǒng)改造為輥磨系統(tǒng)是眾多水泥生產(chǎn)企業(yè)面臨的新問題。

        中材裝備集團有限公司下屬中材(天津)粉體技術(shù)裝備有限公司多年來一直致力于輥磨技術(shù)的研究和開發(fā)工作。目前(截至2012年8月)TRM型生料輥磨已有十多種型號投入市場,并有125臺生料輥磨投入使用。

        北京水泥廠有限責(zé)任公司是國家“八五”重點工程,1992年開工建設(shè),是一家以生產(chǎn)“金隅”牌P·O32.5、P·O42.5普通硅酸鹽水泥為主的現(xiàn)代化大型國有企業(yè),擁有國內(nèi)首套自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)、依托水泥窯處置工業(yè)廢棄物的環(huán)保示范線,年產(chǎn)“金隅”水泥近200萬噸,年可處置城市廢棄物10萬噸。為了進一步提高企業(yè)競爭力,滿足“十二五”規(guī)劃節(jié)能減排要求,同時為確保固廢處置、污泥干化等環(huán)保工程的正常運行,北京水泥廠有限責(zé)任公司2011年開始對示范線生料粉磨系統(tǒng)(含廢氣處理)和煤磨系統(tǒng)進行了技術(shù)改造。

        近年來,水泥廠對城市污泥和垃圾的處理,以及余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,對生料粉磨系統(tǒng)的溫度和風(fēng)量都有非常大的影響。當(dāng)開啟污泥處理系統(tǒng)后,污泥系統(tǒng)從預(yù)熱器內(nèi)抽取的部分氣體經(jīng)過污泥系統(tǒng)換熱后直接或間接引入廢氣處理系統(tǒng),增加了廢氣處理系統(tǒng)氣體總量,同時也使進入生料磨內(nèi)的氣體溫度降低。如果系統(tǒng)增加余熱發(fā)電系統(tǒng),則進入生料磨內(nèi)的廢氣溫度也會下降。這些都使系統(tǒng)負(fù)荷增大,物料難以烘干,管磨機生產(chǎn)更加困難。

        圖1 改造前管磨機系統(tǒng)

        2 改造前的生料粉磨系統(tǒng)工藝流程

        北京水泥廠環(huán)保示范線工程(二線)2004年1月開工建廠,2006年4月正式投入使用。其生料粉磨系統(tǒng)如圖1所示,系統(tǒng)配置?5m×10+2.5m中卸烘干管磨機,132kW斗式提升機和組合式選粉機等(見表1)。該生料磨設(shè)計能力250t/h,實際產(chǎn)量只有210~230t/h。根據(jù)天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院2010年6月對公司進行的熱工標(biāo)定結(jié)果,生料磨在固廢處置及污泥干化正常運行的情況下電耗為26kWh/t生料,回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣處理系統(tǒng)在公司污泥干化系統(tǒng)和余熱發(fā)電系統(tǒng)正常投入使用后,系統(tǒng)正壓嚴(yán)重,有時會影響到生料粉磨系統(tǒng)及污泥、余熱、固廢處理等系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

        3 改造后的生料粉磨系統(tǒng)工藝流程

        表1 改造前生料粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

        主要改造方案是采用TRMR40.4輥磨代替原系統(tǒng)的管磨機,將中部烘干球磨系統(tǒng)改造為輥磨終粉磨系統(tǒng),利用原有管磨機廠房左側(cè)一塊空地放置輥磨和旋風(fēng)筒。為解決系統(tǒng)正壓問題,并聯(lián)一套廢氣處理系統(tǒng),處理風(fēng)量為150000m3/h。原料調(diào)配站及輸送仍利用現(xiàn)有系統(tǒng),從膠帶機頭部直接將物料沿溜子溜至輥磨外循環(huán)提升機的入口處,利用該提升機將原料及外循環(huán)料喂入磨機。新增原料磨系統(tǒng)熱源引自高溫風(fēng)機出口處熱風(fēng)管道,出原料磨系統(tǒng)廢氣連接至窯尾廢氣處理收塵器入口。生料成品由空氣輸送斜槽輸送至現(xiàn)有生料輸送系統(tǒng)。改造后系統(tǒng)工藝流程見圖2。

        圖2 改造后生料粉磨系統(tǒng)

        表2 改造后生料粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

        表3 改造前后生料粉磨系統(tǒng)主要指標(biāo)對比

        圖3 改造后生料系統(tǒng)操作畫面

        測試結(jié)果表明,在未開啟污泥系統(tǒng)時,廢氣處理系統(tǒng)廢氣量已經(jīng)接近系統(tǒng)尾排風(fēng)機能力的臨界狀態(tài)650000m3/h。當(dāng)污泥系統(tǒng)開啟后,污泥系統(tǒng)從預(yù)熱器內(nèi)抽取的部分氣體經(jīng)過污泥系統(tǒng)換熱后直接或間接引入廢氣處理系統(tǒng),廢氣處理系統(tǒng)氣體總量增加了70000 m3/h左右(增加的幅度為10%),如煤磨停機增加幅度更大,約15%左右,總量已經(jīng)超出尾排設(shè)計能力,所以現(xiàn)場部分地方呈正壓。為徹底解決這一問題,本次改造需新上一套150000 m3/h廢氣處理系統(tǒng),與原有廢氣處理系統(tǒng)并聯(lián)使用。改造后的主要設(shè)備見表2。

        4 改造后的系統(tǒng)運行情況

        系統(tǒng)于2012年8月開始調(diào)試,到8月中旬基本能達到設(shè)計產(chǎn)量,到9月初系統(tǒng)喂料量基本能穩(wěn)定在280t/h左右,如圖3所示。改造后電耗由26kWh/t生料下降到17kWh/t生料,單位電耗降低9kWh/t。北京水泥廠示范線規(guī)模為3000t/d,按年需要生料150萬噸計算,年可節(jié)約用電1350萬kWh,按0.45元/kWh計算,年可節(jié)約電費607.5萬元。生料磨(含廢氣處理)改造估算總投資為3116萬元,預(yù)計5.5年后可以收回全部投資。系統(tǒng)改造前后各項指標(biāo)對比見表3。

        5 結(jié)語

        通過推廣余熱發(fā)電、節(jié)能粉磨、變頻調(diào)速、水泥助磨劑、廢渣綜合利用等技術(shù),2010年新型干法水泥熟料綜合能耗降至115kg/t標(biāo)準(zhǔn)煤,比2005年下降12%,年綜合利用固體廢棄物超過4億噸,55%的新型干法水泥生產(chǎn)線配套建設(shè)了余熱發(fā)電裝置。水泥行業(yè)“十二五”重點發(fā)展目標(biāo)是推進綠色發(fā)展和節(jié)能減排,大力實施節(jié)能減排技術(shù)改造是其重要措施之一。2010年以前投產(chǎn)的管磨機都有可能進行改造,以達到水泥廠節(jié)能減排的目標(biāo)。同時,技術(shù)改造工程一般要考慮的因素較多,比新建項目復(fù)雜得多,其對工藝設(shè)計、現(xiàn)場施工、新老線的銜接都提出了較高的要求。通過北京水泥廠示范線生料粉磨系統(tǒng)的成功改造,中材裝備集團有限公司在生料系統(tǒng)改造方面積累了寶貴的經(jīng)驗,為以后的系統(tǒng)改造奠定了堅實的基礎(chǔ)?!?/p>

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