1200t/d活性石灰回转窑生产线设计中的几点体会

1200t/活性石灰回转窑生产线部分实现 1200t/活性石灰回转窑生产线部分实现 刘先龙（鞍山华杰石灰工业设计研究有限公司，辽宁省鞍山市 114051）@ > 越南联合钢铁股份有限公司（以下简称“业主”）建设的1200t/d活性石灰回转窑系统项目是世界上最大的生产线之一，“公司”）自主设计，提供设备、达生产及标准调试一站式服务（EP工程）项目。针对越南建设工地特点，单机规模大，无参考数据，设计大胆采用具有自主知识产权的新技术，是管式预热器、多路预热器等专利产品的关键设备点冷却器，实现了所有主要设备的国产化，为此类项目的海外建设提供了可靠的参考经验。该生产线于2009年12月16日正式投产生产，经过三年多的生产运行，表明该生产线各项指标达到设计要求，系统设备运行正常，工艺流程状况良好。现将项目建设中的一些工作经验简单介绍一下，与同仁一起探讨。设计中的几个关键问题1.1 设计技术标准和规范 在技术和商务谈判中，由于国内外没有石灰厂的设计标准，业主要求工程设计采用美国或日本的技术标准，规格。

华杰公司坚持参照GB50295-2008《水泥厂设计规范》，强调设计师对技术标准和规范的熟悉程度对设计过程和结果的影响，并带领业主参观了中国华杰公司。还介绍了华杰公司在俄罗斯和哈萨克斯坦的实际工程案例。最后，业主“同意按照中国技术标准和规范进行工程设计和采购设备”1.2华杰公司工艺参数的确定在取得当地石灰石样品后，石灰石的理化指标和燃料进行了分析。在石灰石焙烧试验和石灰石抗热爆试验的基础上，结合当地天气等自然条件和业主对产品质量的要求，石灰石焙烧的三平衡（物质平衡、热平衡、气体平衡）系统准确计算，合理确定相关工艺参数，选择相关工艺设备。在工艺参数符合石灰生产实际运行的同时，可以使相关设备最大程度地工作在最佳工作效率区。例如，在排风机的选型中，采用以下气体平衡公式计算主引风机的设计风量。 1）@>管式预热器排烟量计算V=V0+V1+V2+V3+V4[1] 式中：V——管式预热器排烟量V0——理论烟气量燃料燃烧量 V1 – 燃料燃烧过量风量 V2 – 石灰石分解产生的废气量 V3 – 石灰石进入窑内的物理水分蒸发量 V4 – 漏风量 2） 主干选型风量计算引风机V1=KxVx(273+t)/ 273x760/P 式中： V1——主引风机选型的风量 K——风机的储备系数 V——管式预热器的排风量t – 主引风机烟气温度 P – 当地大气压根据计算主引风机选型、风量和系统阻力，我们选用鞍山风机集团生产的 300,000m 循环流化床锅炉引风机，并采用了高音量的方法采用变频调速。

该风机具有效率高、高效面积宽、性能曲线平坦、无喘气点、调节性能好等优点。这样选择的设备，可以有效降低设备要求：本文介绍了鞍山华杰建材科技发展有限公司在1200t/d活性石灰回转窑生产线设计过程中的经验，特别介绍了其设计过程中的专利技术。在这一行中的应用和获得的结果。关键词：设计标准和规范；主机设备本地化；管式管式预热器；多点冷却器；摘要：本文介绍了鞍山华杰建材科技研发有限公司1200t/活性石灰回转窑生产线的一些实现，特别介绍了专利技术生产线。关键词：节能降耗；；本地化设备；管式预热器；多点冷却器 8965 (2013)02-0025-05 水泥和混凝土 26 投资和运营成本。

1.3热力系统的确定 合理的热力系统（主要指焙烧系统的温度系统、压力系统、推料间隔、回转窑转速等）是生产优质产品的关键活性石灰。为了设计出满足生产和质量要求的热力系统，华杰对业主提供的设计条件（如原材料特性、燃料特性等）进行了分析测试，定制化设计了石灰石焙烧系统满足项目热力系统。在生产调试过程中，热力系统经过反复修改和调试，最终确定了最符合现场实际情况的优化热力系统。但在实际生产中，原材料和燃料的波动变化会影响热力系统的稳定性。华杰公司在生产调试和技术培训过程中，针对各种影响因素的波动和变化对热力系统稳定性的影响进行针对性分析，采取适当可行的方法解决问题，力求做到最低使用成本。保持热系统稳定。例如，燃料热值的波动和变化对热系统的影响很大。为稳定温度系统，处理措施如下：当燃料的发热量在小范围内短时间波动时，可通过调节装置调节相应的助燃风量，以稳定温度系统同时保持系统参数（输出、燃料量）恒定；保持正常的温度状态。

1.4 细粒石灰石的合理利用一般预热器（包括进口预热器）适用于20~50mm的粒状石灰石，主要是保证料床的透气性。管式预热器在预热20~50mm石灰石的同时，可以将0~20mm的细粒石灰石送入回转窑石灰回转窑预热器，这是管式预热器的优点之一。这样可以将0-50mm颗粒的石灰石送入窑内，最大限度地利用资源，石灰石的利用率可以提高20%以上。 1.5耐火材料砌筑1）@>管式预热器的砌筑管式预热器内部工作环境的不同，导致管式预热器不同点的壳体温差较大。其中，管式预热器中央顶板处的耐火材料与回转窑窑尾引入的高温烟气直接接触，因此该处温度为窑筒内最高温度。管式预热器，平均值在120左右，严重影响管式预热器的热效率。为此，华杰在传统耐火材料砌筑形式的基础上，推出了一种低导热、高耐磨的新型陶瓷纤维耐火材料。用这种耐火材料建造管式预热器的中央吊顶后，使吊顶处壳体的平均温度降低到70℃以下。在减少管式预热器壳体散热损失的同时，也降低了那里的耐火材料施工难度大。回转窑耐火材料的砌筑随着回转窑直径的扩大而增加，回转窑衬砖内部的热应力和机械应力也增加了对耐火材料的破坏。结果衬砖破碎，衬砖不能与筒体紧密接触，造成应力集中过大，造成回转窑衬砖在使用一段时间后发生倾斜、开裂、脱落等现象。 .

为此，华杰公司结合现有生产线使用耐火材料的经验。本工程在筒体内表面铺设25mm厚保温层的基础上，采用不定型耐火材料和定型耐火材料混合浇筑砌筑的方法，即在传统的两层衬砖砌筑，在衬砖与筒体之间增加了陶瓷纤维保温层，在窑体轴向上增加了衬砖与衬砖之间的间隔。衬砖采用不定形耐火材料填充固定。该方法利用绝热层的绝热作用，有效降低回转窑筒体表面温度和散热损失，同时减少了因空心而降低衬砖使用寿命的问题。以及衬砖的滑移。 1.6 窑尾烟气处理回转窑尾部排出的烟气特点如下1）@>高含尘量：5-15g/m4）具体阻力： 4.041012~8.61012Ωcm;5）粒度分布中：50um和1um较大；根据回转窑尾烟气的特点和生产工艺的特点，该生产线采用折叠翅片板低压长袋脉冲袋式除尘器作为烟气的主要净化设备旋风除尘器从回转窑尾部排出，在点火干燥窑或布袋除尘系统出现故障时，作为初级除尘和备用除尘设施。将折叠翅片板引入袋式除尘器：一方面，目的是利用折叠翅片板改变气流方向；制造大颗粒的粉状水泥和混凝土27由于惯性大，不能随气体改变方向，从而失去连续性。飞行动能沉入下方的集灰斗；另一方面，折叠翅片板用于延长粉尘通过布袋除尘器的行程和时间，使其在重力作用下逐渐沉降。

所以粒径>40um的粉尘通过折叠翅片，被收集沉降的概率大于90%。再加上布袋的净化效果。各种粒径的粉尘在布袋除尘器中都能获得较高的除尘效率。该生产线监测数据显示，该点平均粉尘排放浓度约为28mg/Nm3，完全满足粉尘排放浓度国家标准要求。 1.7 生产线自动化控制 近十年来，国内新建的大型石灰回转窑均采用DCS分布式控制系统，从根本上保证了工艺数学模型的精确计算和对产品质量进行最佳控制，使整个生产过程具有自动操作、自动诊断和调整功能。通过多控制回路的设计，各控制点的屏幕显示，以及必要的联锁监控，生产过程中的各种参数和设备可以在中控室自动控制，生产过程中必要的参数可以自动记录下来并被监控。随时打印。生产过程中实现的主要过程控制回路简述如下： 1）@>进料系统控制回路管式预热器筒仓顶部装有雷达液位计。通过设定的高低料位，自动控制石灰石进料过程。 2）卸料系统自动控制多点冷却器振动卸料机的振动频率根据输出量进行调节，控制回路与排灰温度联动，实现卸料的自动调节和控制系统。 3）窑尾负压自动控制通过调节引风机转速，将窑尾负压自动调整到设定值。 4）自动控制燃料、一次助燃空气和二次冷却空气的比例在生产过程中，设置在线热值检测仪，实时自动测试燃料的低热值。

当发热量波动时，控制系统自动根据输出用数学公式计算燃料、一次助燃空气和二次冷却空气的供应量。 5）管式预热器加料时间间隔自动控制，根据输出通过数学公式自动计算管式预热器加料时间间隔。主要设备规格及技术指标 越南联合钢铁有限公司 1200t/d 活性石灰生产线主要设备规格及技术指标如下： 主要设备规格 编号 设备名称 型号 参数 备注 管式预热器 HJYR 1200A生产能力：1200+120t/d； 20个预热单元。正多边形回转窑Φ5.0x62m 坡度：3.5%(tangent);0.3-3.68r/min 液压轮式多点冷却器 HJLQ1200A 产能：1200+ 120吨/天； 1 冷却区方形焙烧系统工艺根据业主生产优质活性石灰的要求，该生产线采用管式预热器和多点冷却器的新型活性石灰回转窑生产工艺。即利用管式预热器、回转窑、多点冷却器来实现由低到低的热量分布，使石灰石在相应的热量分布区域内完成预热、焙烧和冷却的完整焙烧过程，即完全符合生产工艺。对高质量活性石灰的典型焙烧曲线的要求。主要技术指标（现场实测值） 参数名称 单位值 备注 1200t/d 800t/d 1285800 KJ/kg-lime 1025x 4.186 1120x4.186 耗电量 Kwh/ t-lime 3< @8.5 40.5 产品活性水平 ml4NHCL 352 340-360 平均值 其他参数 管式预热器出口烟气温度 225250 ～300 平均值 多点冷却器出口物料温度 6480 平均管式预热器 加热器通风阻力 Pa 3800 4100多点冷却器通风阻力 Pa 3500 3500 注：表中800t/d技术指标为国内某石灰生产企业技术指标统计值。

主机设备国产化 我国从1970年代后期开始引进石灰回转窑技术和设备。许多企业经过不懈的努力和探索石灰回转窑预热器，相继模仿开发了各种系列的石灰回转窑技术。但在大型石灰回转窑，特别是1000t/d水泥和28度以上混凝土的石灰回转窑的设计和施工中，德国克劳斯玛菲公司的KMAG系列石灰回转窑仍采用石灰回转窑技术，美国美卓公司的石灰回转窑。 KVS系列回转窑是专卖的。即使获准使用其国内技术代理，仍需承担高昂的技术保护成本。例如，某公司在设计建造1000t/d石灰回转窑生产线时，使用了仿立式预热器和立式冷却器。经核实，向上述公司支付了巨额赔偿金。经过多年的实践和探索，华杰在传统预热器高温烟气余热利用技术和冷却器高温物料余热利用技术的基础上，开发出具有自主知识产权的管式预热器（发明专利号：ZL2.4；ZL2.4及多点冷却器（实用新型专利号：ZL2.9）。其中管式预热器为国家重点支撑技术创新项目，并通过了国家（中国建筑材料联合会）科技鉴定，鉴定结果为“主要技术指标处于国际先进水平，国内领先水平”。

以上两项专利技术和设备可广泛应用于新型活性石灰回转窑生产线和原有石灰回转窑生产线的技术改造升级，特别是在大型活性石灰回转窑中的应用1000t/d以上的生产线，为业主节省了大量的技术许可费。在该生产线的设计过程中，选用华杰公司设计生产的管式预热器和多点冷却器作为焙烧系统高温烟气和高温物料的余热利用设备，实现了国产化。减少所有主要设备，减少生产线投资。主要设备的性能指标和技术特点是由华杰公司、业主和业主委托的监理公司共同对生产线的焙烧系统进行全面热工检验和校准。生产线主要设备性能指标如下： 性能指标名称 数据单位 管式预热器热效率78.5 系统阻力3800 Pa @6.7 多点冷却器热效率84. 3 系统阻力 3500 Pa 5.1 管式预热器 管式预热器是石灰石预热装置，与常规预热器类似分别超过 8% 和 12%。其技术及结构特点如下： 1）@>由多个相对独立的预热单元组成一个预热一体管式预热器由若干个独立的预热管组成，每个独立的预热管为一个独立的预热单元，进气口、每根预热管的出口、入口和出口（即每根预热管内的热交换过程）均可独立控制。

2）每个预热单元都安装了导流装置。管式预热器在每个预热单元内部设有多个导气装置，以保证气体在每个预热单元内分布均匀。即实现石灰石颗粒床的均等加热机会，活化石灰石颗粒床，降低管式预热器单位床层的通风阻力。采用温度场控制技术对各预热单元内的温度场进行控制，使各房间的温度场分布基本一致，保证不同预热单元内石灰石的预热程度。 5.2 石灰焙烧专用回转窑 石灰石焙烧设备采用低纵横比回转窑。其技术和结构特点如下：1）@>传动平稳、控制方便、大跨度二档支撑、斜齿轮传动、变频调速主传动、滑动轴承支撑、锥形头尾回转窑，配备液压驱动的液压挡轮。 2）复合鱼鳞密封 窑头、窑尾采用柔性内置复合鱼鳞密封装置，密封效果好，能有效减少漏风。 3）低长径比在保证管式预热器石灰石预热均匀和多点冷却器石灰均匀冷却的前提下，合理优化回转窑的长径比，即长径比回转窑的比例应由原来的14~15减少到12.5以下。减少设备投资、运营成本，减少占地面积和气缸散热损失。 5.3 多点冷却器 多点冷却器是活性石灰的冷却装置。与传统立式冷却器相比，多点冷却器可提高高温物料余热利用率7%。

技术及结构特点如下： 多点冷却器内有5个独立的冷却区，每29个冷却区对水泥和混凝土的冷却效果可通过调节冷却器内的高温活性石灰来调节。冷却区。独立控制与冷却空气的热交换时间2）每个冷却区有多个冷却空气通道，确保每个冷却区的冷却空气与热石灰热交换均匀。结论1）@>出口型1200t/d石灰回转窑生产线技术标准和规范的设计和采用意义重大，涉及能否成功生产、技术输出、标准制定等原则. 2）技术创新打破了国外的技术垄断。拥有自主知识产权的大型主机设备国产化对于国外市场的开拓和竞争具有重要意义。 3）具有示范作用和推广价值1）@>同类项目的示范作用。华杰基于越南广联钢铁有限公司1200t/d活性石灰回转窑的设计和建设经验，参与云南德胜1000t/d活性石灰生产线的设计和建设华杰钢铁有限公司根据云南德胜钢铁有限公司地处高原、气压只有0.8个大气压的设计施工条件，华杰公司专门设计和施工配套1200t/d石灰回转窑生产线主要设备，保证业主1000+100t/d产量和管式预热器出口温度220℃的设计施工要求。

生产实践证明，大型主机设备国产化技术可行，运行可靠。与进口设备相比，具有成本低、产量和质量不劣等优点。同时，不受其技术垄断和专利的影响，可以自由销往世界任何国家和地区。 2）节能减排的潜在推动力。过去，由于单位石灰产量小，窑尾热烟气排放量少，从性价比的角度来看，余热发电不划算。现在1200t/d/h，发电装机容量4MW，基本满足要求。参考文献 越南联合钢铁公司、鞍山华杰石灰工业设计研究有限公司《工程设计标准规范会议纪要》[Z].2008.1.鞍山华杰石灰工业设计研究股份有限公司《新产品新技术鉴定验收证书（石灰窑用管式预热器）》[M]．中国建筑材料联合会，建材新建字[2011]001号补充。在旧混凝土表面凿毛、使用界面剂和改进振捣方式的条件下，下贴片的劈裂抗拉强度是上贴片的81%，劈裂抗拉强度也高于上贴片。的上补丁。结论 新旧混凝土的粘结问题是工程中普遍存在的问题。随着时间的推移，新的建筑项目会越来越少，而混凝土上的加固和修复工程会越来越多。目前，混凝土结构的加固以植入钢筋的方法为主。这种方法在工程中得到了广泛的应用，但这种方法费时、劳动强度大、成本高。粘合剂用于混凝土的修复和加固，将产生巨大的经济效益和社会效益。

参考文献 混合纤维对大体积矿物外加剂混凝土干燥收缩的影响。中国材料科学与工程杂志。 2008, Vol.26(4):574-578. 关大庆, 陈章宏. 界面处理对新旧混凝土粘结性能的影响. 混凝土, 1994, (5）: 16-22)新旧混凝土粘结界面微观结构及其与宏观力学性能的关系。混凝土，1999(6):13-18 提高新旧混凝土修复界面粘结质量的方法。四川建筑科学研究, 2003, 29(2):79-80 新旧混凝土修复界面方位对粘结强度的影响。工业建筑, 2001, 31(5):68-69