1000t/d白水泥熟料生产线的设计特点

0　引言

　　绵竹白川特种水泥有限公司1000t/d白水泥熟料生产线项目是四川卡森科技有限公司设计的。该生产线主要保证指标为：熟料产量800t/d（最大1 000    t/d），单位熟料热耗5016kJ/kg，熟料3d抗压强度≥38MPa，28d抗压强度≥57MPa，熟料白度≥85度。

1　生产线工艺设计特点

1.1　辅料处理

　　由于白水泥生产的生料配料用原料（如硅石、铝矾土和萤石等）属难磨物料，为降低入磨各原料的粒度，在设计中采用“颚破+锤破”的二段破碎工艺。辅料由汽车运输进厂后卸入24m×99m的辅料堆棚内储存，破碎时，经装载机喂入PE500×750颚式破碎机，进行第一次破碎后的物料粒度≤100mm，经第一次破碎后的辅料由皮带机送入Φ940mm×880mm反击式破碎机进行第二次破碎，经第二次破碎后的物料粒度≤15mm，经两次破碎后的物料通过提升机送入原料配料库库顶，通过配料库库顶的三通分料阀及可逆式胶带输送机分别将物料送入各自的配料库进行储存。

1.2　生料粉磨

　　经过考察、比较后，生料粉磨最终选用可靠性高并节能的立磨，按比例配好后的原料经配料皮带机送入生料磨磨头锁风阀进入生料磨内粉磨。生料磨为集烘干、粉磨、选粉于一体的HRM2200立磨，为减少粉磨时设备磨损产生的铁质对生料中铁含量的影响，在设备订货时要求立磨的磨盘和磨辊均采用优质耐磨合金，降低生料立磨粉磨时铁质易损件对生料质量的影响，磨机生产能力为75t/h。磨机烘干热源来自窑尾高温风机排出的约300℃的高温废气。

　　出旋风除尘器的气体由系统排风机送入窑磨废气处理系统。磨机设有外循环系统，出磨的粗颗粒生料通过提升机提升至入磨配料皮带与其他生料一起进入生料磨再次粉磨，降低生料制备的电耗，提高磨机的台时产量。

1.3　窑尾废气余热利用

　　因白水泥熟料煅烧温度高的特点，导致经分解炉及C1出口烟气温度高达400℃（初期调试时可能更高），为充分利用余热，设计时在预热器C1的出风管后设计了一套高效换热器，用于对C1出口后的约400℃废气进行换热。冷空气与C1废气在换热器内进行热交换，冷空气加热后变成约280℃的热空气通过风机送入分解炉作为三次风（多余的热空气可通过阀门调节并经管道排入经窑尾袋收尘器净化后的废气烟囱），C1出口的烟气经高效换热器进行热交换后，烟气温度由约400℃降为约220℃，该部分废气再用于生料粉磨及煤粉制备的热源。

　　窑尾换热器、入煤磨旋风筒、汇风箱以及窑尾袋除尘器收下的窑灰由链运机、提升机送往生料均化库；当生料磨停机时，可将收下的窑灰经旁路系统送入入窑提升机内。

1.4　熟料煅烧、漂白及冷却

　　白水泥熟料的生产核心在于原料的选择，原料质量的好坏基本上决定了熟料的质量，白水泥熟料生料配比中，Fe2O3含量要求＜0.5%（越低越好），设计配料方案为:KH=0.90±0.02、SM=4.0±0.1、IM>10.00。该配料方案为中等KH、高硅酸率、高铝率，液相量少，需要的煅烧温度高，与普通硅酸水泥熟料煅烧温度1450℃左右相比，白水泥熟料煅烧需提高150~200℃，这对熟料煅烧工艺和设备都将造成影响，系统热耗将大幅度增加。

　　通过反复论证和比较后最终选型为：熟料烧成采用Φ3.5m×54m的回转窑；窑尾预热器系统采用专用于白水泥生产的KSF-W五级旋风预热器及分解炉系统，设计保证白水泥熟料生产能力800t/d，最大能力可达到1000t/d；熟料漂白选用Φ3.6m×7.5m回转式漂白机；熟料冷却选用篦床面积32.56m2的第四代篦冷机进行冷却并回收余热。

　　窑尾喂料系统喂入预热器的生料，经五级旋风预热器及分解炉预热和分解后，再进入回转窑煅烧成熟料，出窑后约1400℃的白水泥熟料先进入漂白机，单独设置的喷水系统向漂白机内喷水进行水淬处理，同时对白水泥熟料起到漂白作用，漂白后白水泥熟料温度降至约600℃。漂白后的白水泥熟料再进入第四代篦冷机进行冷却，冷却后熟料温度降至约100℃。冷却后的白水泥熟料由链斗输送机送往熟料库进行储存。

　　为防止漂白机产生的水蒸气进入窑头罩，在窑出口与漂白机进料口间专门设计了一个可调节挡板，可有效阻止水蒸气通过窑头罩下料溜管进入窑头罩，出漂白机的水蒸气经冷风阀掺入冷空气后进入窑头电除尘器除尘；经第四代篦冷机出口的约300℃的热空气进入窑头罩作为窑用二次风，剩余的篦冷机废气进入窑头电除尘器除尘，经窑头电除尘器除尘后的洁净气体经排风机排入大气。

　　由于窑头漂白机产生的水蒸气余热难以利用，篦冷机可利用的热风温度低且数量不足，故窑头无可供窑尾分解炉用的高温三次风。窑头余热仅能利用篦冷机换热后的约300℃的热空气作为二次风，通过余热的利用，降低烧成系统热耗。

1.5　水泥粉磨

　　经考察论证后，水泥粉磨选用成熟的球磨机进行粉磨，水泥磨选用一套Φ3.2m×11m的闭路粉磨系统进行粉磨，台时产量为60t/h（粉磨装饰白水泥计，配比为：石膏5%，石灰石40%，熟料55%，比表面积≥340m2/kg）。在水泥球磨设备订货中，要求选用耐磨性能良好的磨机衬板、隔仓板、研磨体，减少铁质物料带入水泥中，减少对白水泥白度的影响。

1.6　煤粉制备

　　煤粉制备选用集烘干粉磨于一体，且节能效果明显的立磨。煤磨采用HRM1500M立磨，煤磨生产能力10t/h，热风来自窑尾换热器后经高温风机排出的约220℃的废气。

2　主机设备及烧成工艺流程

　　主机设备见表1。烧成工艺流程见图1。

表1　主机设备

图1　烧成工艺流程

3　设计用原、燃材料

　　根据业主方提供的设计输入资料，生产中用石灰石、铝矾土、硅石和萤石配料；燃料采用烟煤。煤的工业分析见表2。原料及煤灰化学成分见表3，原料配合比、理论生料料耗见表4，生料和熟料的化学成分及率值见表5。

表2　烟煤的工业分析

表3　原料及煤灰化学成分　%

表4　原料配合比、理论生料料耗

表5　生料和熟料的化学成分及率值

4　结束语

　　经多次考察调研和方案论证，最终确定了烧成系统的关键方案，在各方的共同努力下，该生产线于2014年9月底点火投产，通过近两个月的试生产调试，针对试生产中出现的问题采取相应的解决措施，于2014年11月29日顺利通过了三天达标达产考核。窑系统熟料产量平均达到813t/d，熟料热耗4950kJ/kg，熟料3d抗压强度42.2MPa，28d抗压强度60.0MPa，熟料白度大于82度(因实际生产中原燃材料与设计输入原燃材料中Fe2O3含量超标，白度未达到合同规定的保证指标≥85度)，水泥白度达到88度（超过国家标准规定的87度）以上，双方于2014年11月29日共同确认生产线达到合同规定的验收条件。

　　该生产线建成投产后，成为中国国内仅次于安庆阿尔博1500t/d白水泥熟料生产线的第二大规模生产线，该生产线主要生产P·W32.5、P·W42.5、 P·W52.5及装饰用白水泥，能更好地满足四川、重庆两地白水泥日益增长的市场需求以及无白水泥生产企业的云南、西藏、贵州等地的需求，将为企业创造良好的经济效益和社会效益。