新型干法水泥熟料生產(chǎn)線節(jié)電技術(shù)研究與應(yīng)用

　　2013年開(kāi)始隨著新疆其它新建水泥生產(chǎn)企業(yè)投入生產(chǎn)和水泥市場(chǎng)的萎縮，水泥銷(xiāo)售日益困難，銷(xiāo)價(jià)大幅下降，企業(yè)運(yùn)行壓力劇增。為了維持企業(yè)運(yùn)營(yíng)，必須在生產(chǎn)成本控制方面有所突破。為此阿克蘇天山多浪水泥有限責(zé)任公司于2013年5月成立了課題組，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程分析、研究，最終確定以降低熟料綜合電耗為目的，進(jìn)行課題研究。課題組經(jīng)過(guò)近一年的努力，通過(guò)運(yùn)用“以單位能耗最低來(lái)調(diào)整生料及窯最佳臺(tái)產(chǎn)，降低電耗”這一思路，對(duì)生料制備系統(tǒng)、熟料燒成系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造和對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)工藝操作參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，合理匹配臺(tái)產(chǎn)、風(fēng)量、電耗之間的關(guān)系，使熟料生產(chǎn)線的熟料的綜合電耗逐步降低，達(dá)到降低熟料煅燒綜合電耗的目的。項(xiàng)目于2014年2月中旬在阿克蘇天山多浪水泥有限責(zé)任公司結(jié)束并通過(guò)天山水泥股份南疆事業(yè)部的驗(yàn)收。

　　創(chuàng)新點(diǎn)

　?、偻ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)研究，找出了生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)對(duì)入輥壓機(jī)物料粒度的適合范圍，最大限度提高系統(tǒng)臺(tái)產(chǎn)，降低生料粉磨電耗。

　?、趯?duì)熟料生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造后，確定以合理用風(fēng)為原則，確保生料制備和熟料燒成系統(tǒng)均在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)用風(fēng)、投料、用煤及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平衡穩(wěn)定，最終實(shí)現(xiàn)了熟料燒成綜合電耗的大幅下降。

　?、弁ㄟ^(guò)對(duì)窯尾預(yù)熱器下料密封裝置和撒料裝置的改進(jìn)和對(duì)窯頭窯尾密封裝置的改造，通過(guò)合理控制系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，使窯尾預(yù)熱器熟料燒成系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)用風(fēng)情況下正常運(yùn)行。

　　推廣應(yīng)用

　　項(xiàng)目投入前，公司熟料綜合電耗平均為63.75kwh/t;項(xiàng)目投入后公司熟料綜合電耗為50.23kwh/t。噸熟料綜合電耗下降13.52kwh，節(jié)能率達(dá)到21.2%，自項(xiàng)目投入運(yùn)行到2015年3月為止，我公司生產(chǎn)熟料91萬(wàn)噸，累計(jì)節(jié)約電量1230.32萬(wàn)度電，節(jié)約電費(fèi)：565.95萬(wàn)元，達(dá)到了預(yù)期效果。

該項(xiàng)目成果去年8月已在喀什天山，葉城天山等5家企業(yè)初步推廣應(yīng)用，均取得了成功，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　技術(shù)詳情

　　目前國(guó)內(nèi)日產(chǎn)4000t及以上新型干法水泥生產(chǎn)線先進(jìn)企業(yè)的可比熟料綜合電耗(kwh/t)結(jié)果見(jiàn)下表：

　　國(guó)家對(duì)新建水泥生產(chǎn)線可比熟料綜合電耗設(shè)有限額，4000t及以上新型干法水泥生產(chǎn)線可比熟料綜合電耗≤60 kwh/t，實(shí)際達(dá)到此限額的企業(yè)所占比例并不高，只有部分先進(jìn)企業(yè)達(dá)到了能耗限額。

　　維持企業(yè)運(yùn)營(yíng)，阿克蘇天山多浪水泥有限責(zé)任公司于2013年5月成立了課題組，進(jìn)行此次技術(shù)革新研究，主要要達(dá)到以下指標(biāo)：

　　綜合電耗由實(shí)施前的63.75kwh/t(可比熟料綜合電耗:59.25 kwh/t)下降到熟料綜合電耗≤51 kwh/t(可比熟料綜合電耗≤47.4kwh/t)，噸熟料綜合電耗下降13kwh。

　　項(xiàng)目組認(rèn)為，影響新型干法水泥熟料系統(tǒng)電耗的主要原因是粉磨系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)耗電過(guò)大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，粉磨設(shè)備和風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率占系統(tǒng)總裝機(jī)容量的85%以上。

　　就電耗而言，產(chǎn)量控制不盡合理，高產(chǎn)不等于低耗，只有最佳產(chǎn)量才能實(shí)現(xiàn)最低電耗。根據(jù)“以單位能耗最低來(lái)調(diào)整生料及窯最佳臺(tái)產(chǎn)，降低電耗”這一思路，我們研究制定了新型干法窯節(jié)電技術(shù)方案：在滿足生產(chǎn)的前提下以輥壓機(jī)單電耗最低來(lái)控制生料系統(tǒng)產(chǎn)量;在確保質(zhì)量的前提下以熟料燒成系統(tǒng)風(fēng)量最低來(lái)確定燒成系統(tǒng)產(chǎn)量。在不同產(chǎn)量條件下對(duì)輥壓機(jī)單電耗和不同風(fēng)量條件下窯系統(tǒng)達(dá)到最高產(chǎn)量時(shí)高溫風(fēng)機(jī)單電耗的對(duì)比分析，尋找出最低的單電耗值，并將此時(shí)的操作參數(shù)作為經(jīng)濟(jì)參數(shù)進(jìn)行控制。

　　通過(guò)對(duì)多浪公司數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們可以發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)量不一定低電耗，關(guān)鍵是要找出產(chǎn)量、風(fēng)量和電耗之間最經(jīng)濟(jì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。我們通過(guò)和國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)對(duì)比，并給出了自己的內(nèi)控指標(biāo)，要求多浪公司向著內(nèi)控指標(biāo)靠近，在此過(guò)程中，總結(jié)并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，為下一步的系統(tǒng)改造創(chuàng)造良好的條件。

　　2.1通過(guò)技術(shù)改造降低生料制備系統(tǒng)電耗

　　2.1.1入輥物料粒度的控制

　　在傳統(tǒng)立磨生產(chǎn)工藝中，石灰石破碎機(jī)出料粒度均按小于70mm來(lái)控制，目的是為了維持料層的穩(wěn)定。本生產(chǎn)線生料粉磨采用了輥壓機(jī)終粉磨工藝，繼續(xù)保持傳統(tǒng)工藝破碎機(jī)粒度控制，生產(chǎn)運(yùn)行基本穩(wěn)定，但系統(tǒng)電耗偏高。

　　我們對(duì)輥壓機(jī)粉磨原理和立磨粉磨原理進(jìn)行對(duì)比研究和分析：輥壓機(jī)主要由給料裝置、料位控制裝置、一對(duì)輥?zhàn)?一個(gè)為定輥，另一個(gè)為動(dòng)輥)、傳動(dòng)裝置(電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、齒輪軸)、液壓系統(tǒng)橫向防漏裝置等幾大部分所組成。通過(guò)動(dòng)輥對(duì)物料層施加擠壓力，兩個(gè)輥?zhàn)右韵嗤乃俣认嘞蛐D(zhuǎn)，輥?zhàn)觾啥说拿芊庋b置(心形片)防止物料在高壓作用下從輥?zhàn)訖M向間隙中排出。粉碎作用主要決定于料粒間的壓力，而不是決定于間隙。輥壓機(jī)工作時(shí)，當(dāng)活動(dòng)輥被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，松散的物料由上方喂入兩輥的間隙中，并向下運(yùn)動(dòng)，到下面受到破碎和擠壓，形成密實(shí)的料床，經(jīng)50-200Mpa的高壓處理后，物料顆粒內(nèi)部都產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到顆粒的破碎應(yīng)力時(shí)，這些顆粒就相繼被粉碎，或粒徑變小，或成粉狀，或部分顆粒產(chǎn)生微小裂紋。

　　立磨是經(jīng)過(guò)搭配的物料從進(jìn)料口送到磨盤(pán)上，磨盤(pán)在主電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離心力的作用，物料被分散在磨盤(pán)的四周，在磨輥的重力和施加研磨力的作用下，磨輥對(duì)物料的剪切力，轉(zhuǎn)化為物料擠壓而粉磨，一部分大顆粒掉入噴嘴環(huán)，經(jīng)刮板刮出磨腔，磨輥同時(shí)在物料的摩擦力下產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。從以上原理可以看出，輥壓機(jī)粉磨主要靠倉(cāng)壓形成料床，正常工作時(shí)輥縫開(kāi)度約為40mm;而立磨靠物料顆粒平鋪形成料床，正常工作時(shí)料層厚度保持在100mm以上，料層過(guò)薄會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

　　輥壓機(jī)和立磨兩者料層形成方式和對(duì)料層厚度要求均有差異，顯然不能按照立磨要求來(lái)控制輥壓機(jī)入料粒度。通過(guò)操作員長(zhǎng)期觀察總結(jié)，正常工作時(shí)輥壓機(jī)輥縫波動(dòng)范圍在35-50mm之間，據(jù)此我們將破碎機(jī)入料粒度調(diào)整為輥壓機(jī)正常工作時(shí)的輥縫上限，即由小于等于70mm調(diào)整為小于等于50mm。調(diào)整后，輥壓機(jī)單輥平均電流由80A下降至70A左右，輥壓機(jī)單電耗下降1.05 KWh/t，效果比較明顯，運(yùn)行也比較穩(wěn)定。