老挝中亚水泥厂水泥生产线的技术改造

试验研究

老挝中亚水泥厂水泥生产线的技术改造

□□ 王金成1，常捷2，徐成岗2，孙手棒2(1.中国航空技术北京有限公司，北京100101；2.四川卡森科技有限公司，四川 成都610021)

摘要：对老挝中亚水泥厂水泥生产线存在的问题进行了诊断和分析，提出了综合技改方案。主要包括：将石灰石简易堆棚改为预均化堆场，更换大规格的生料磨，增大分解炉的炉容和改用新型第四代篦冷机等。通过综合整改，投产1个月窑系统产量由1 050 t/d提高到了1 600 t/d。

关键词：水泥生产线；技术改造；石灰石预均化；生料磨；分解炉；篦冷机冷却系统

文章编号：1009-9441(2015)03-0025-02

中图分类号：TQ 172.6

文献标识码：B

作者简介：王金成(1981-)，男，北京市人，工程师，硕士，2004年7月毕业于北京理工大学热能与动力工程专业，2007年3月毕业于北京航空航天大学动力机械及工程专业，现从事水泥EPC总包项目管理工作。

收稿日期：2015-05-19

引言

老挝中亚水泥厂位于老挝南部的沙拉湾省，是国内某设计院设计的一条1 000 t/d新型干法水泥生产线，燃料采用100%无烟煤，于2011年10月投产。当地水泥市场前景较好，该厂生产的水泥供不应求，但由于进厂石灰石品质波动较大，而建厂之初该厂并未设置石灰石预均化堆场，导致熟料品质不稳定。基于以上情况，该厂于2014年4月初委托四川卡森科技有限公司对现有生产线进行技术改造，要求改造后熟料产量达到1 500 t/d，改造范围自石灰石破碎至熟料库。

四川卡森科技有限公司各专业技术人员于2014年4月下旬赴现场进行了实地考察，在掌握生产线实际情况后，与该厂技术人员进行了讨论和研究，提出了一套完整的技术改造方案。

1技改方案

1.1　石灰石预均化设施改造

原生产线只有简易的石灰石预均化堆棚，规格为21 m×90 m。为减小石灰石质量波动对技改后熟料质量的影响，在现有石灰石堆棚基础上新建一个42 m×150 m的石灰石预均化堆场。按此方案改造后，解决了石灰石成分波动大的问题，保证了熟料的品质。该部分改造增加的主要设备见表1。

表1　石灰石预均化堆场新增设备

1.2　生料磨改造

原Φ3.4 m×(8.5+1.5)m生料尾卸磨产量仅为70 t/h，不能满足技改后的生料需求。目前，适合生料磨系统的先进工艺是立磨系统或辊压机终粉磨系统，但考虑到当地工人的技术水平较低，无法在短时间内掌握新技术，因此，仍采用尾卸管磨工艺。具体的改造方案是将原生料磨更换为Φ4.2 m×(8.5+2)m的管磨机，并对配套的辅机设备进行相应的更换，使改造后生料磨系统产能达到130 t/h。改造前后生料磨系统主要设备的技术参数见表2。

1.3　预热器及预分解炉系统改造

改造前，预热器及预分解炉系统的运行状况是：分解炉燃料采用100%无烟煤，选用RSP离线式分解炉系统，预热器系统设备按照1 200 t/d的熟料产量配套。

经过详细的热工标定和论证后，提出了针对性的改造措施。保持原有的预热器系统，仅对分解炉进行扩容改造。

表2　改造前后生料磨系统主要设备的技术参数

大量的生产和试验研究表明，对于燃煤的RSP分解炉，核心问题是煤粉的燃烧，只有保证炉内煤粉的充分燃烧，才能保证生料的充分分解。RSP分解炉中的SC室(燃烧室)作为主燃烧区，应能保证煤粉达到较高的燃尽度和CaCO3的部分分解，由于炉内气流速度高，燃烧和分解反应在SB(预燃室)和SC室内难以完成，需要充分利用MC室(混合室)完成大部分CaCO3的分解反应。因此，加大MC室容积，保证煤粉充分燃烧和物料有足够的停留时间完成CaCO3的分解是分解炉提产的关键。

结合项目现场实际情况，对分解炉的改造如下：

(1)将MC室的直径扩大，并加高MC室的柱体部分，然后做缩口，缩口与原鹅颈管连接，以增大MC室的容积。

(2)调整三次风管进燃烧室的位置。

(3)扩大窑尾烟室进MC室的缩口。

改造后，分解炉的容积显著增大，有助于改善无烟煤的燃烧效果，提高入窑生料的分解率，增加烧成系统产量。改造前后分解炉的技术参数见表3。

表3　改造前后分解炉的技术参数

从表3可以看出，改造后炉容增加了27%，气体的停留时间与改造前相当，使得生料粉在分解炉内的停留时间长达7.5 s以上，保证了生料中CaCO3分解率>95%，完全可确保熟料产量达到1 500 t/d的技改目标。

1.4　回转窑及窑头冷却系统改造

对Φ3.3 m×50 m回转窑转速进行适当调整，使其最高转速由3.91 r/min提高到4.20 r/min，以满足熟料的薄料快烧，提高回转窑的单位容积产量。同时，对篦冷机进行改造，原篦冷机冷却能力不足，最高冷却能力仅为1 400 t/d，且设备故障率高，将其更换为新型第四代篦冷机，配套的篦冷机风机全部更换，窑头废气风机也进行相应更换，以满足增产后熟料冷却的需要。改造前后熟料冷却系统主机设备的技术参数见表4。

表4　改造前后熟料冷却系统主机设备的技术参数

2改造效果

该技改项目于2014年8月全面开工，利用当地4个月的雨季时间进行施工安装，已于2014年12月点火投产运行。截至2015年1月底，熟料产量稳定在1 600 t/d以上，设备运转稳定。改造前后，生料粉磨系统和烧成系统的生产技术指标见表5。

表5　生料粉磨系统和烧成系统的生产技术指标

从表5可看出，生产线改造后，不仅产品产量达到并超过了预期的技改目标，产品质量也完全满足技改要求。按增加的产量计算，每年可新增熟料量约16.5万t(1 050 t/d提高到1 600 t/d，按年运转300 d计算)，圆满达到业主方的预期要求。该项目的成功实施，不仅扩大了老挝中亚水泥厂在当地市场的供应能力，还为企业带来了良好的经济效益。

(编辑芋艳梅)