机立窑的自身特点以及中国水泥行业发展历程的特殊性,决定了机立窑在中国水泥行业所占的地位。但随着社会的发展、时代的进步,进入二十一世纪的今天,机立窑的自身缺陷已经制约了其发展空间。立窑水泥企业应认清当前我国水泥行业状况。要生存要发展,就要走新型干法之路,这将是必然的选择。
一、立窑企业发展新型干法的必要性
1. 立窑产量低
目前立窑直径多数在3米以下,单台窑日产熟料约300吨。虽然立窑企业现在大都不是一台立窑,有的已经有两台、三台甚至四台,但就年生产规模而言,仍然在50万吨以下,很难抵御市场风险。由于原燃材料、电力、运输成本大幅度涨价,水泥成本将大幅度上扬,中小水泥企业的利润空间将受到严重威胁。
2. 随着产品结构的调整,立窑水泥已不能满足市场需要
生产工艺和原材料、半成品的均化设施不完善,造成立窑熟料比旋窑熟料质量差以及水泥实物质量差,很难连续稳定生产42.5级以上高强度等级的水泥。为了进一步扩大水泥市场,增加高强度等级水泥的产销,需要调整产品结构,采用新型干法生产工艺。
3. 立窑环保达标压力巨大
机立窑经过治理,粉尘排放浓度小于10mg/m3难度已经很大。而新的水泥厂大气污染物排放国家标准已经出台。新标准中不再分窑型。新标准发布前的原有立窑、旋窑企业采用统一的排放标准,对全国立窑企业来说也是一个考验。
4. 进一步提高劳动效率
立窑生产线工艺需要的设备多,需要的人员数比新型干法生产线多出许多,全员劳动生产率一般在500吨/年·人,个别优秀企业可以达到1000吨/年·人,而一般新型干法生产线全员劳动生产率在2000吨/年·人。立窑企业只有通过技术改造,才能降低生产成本。
5. 国家产业政策的需要
2000年国家建材工业局先后下发《关于印发〈机立窑水泥技术改造的若干意见〉的通知》和《关于转发吴邦国副总理、盛华仁主任对加快发展窑外分解水泥的批示和谈话的通知》,提出了“控制总量,调整结构”的总要求,实施“上大改小”的方针,自“十五”开始“建设发展一批,淘汰关停一批,改造提高一批”,关停现有立窑,利用原有生产线的其他设施建设一条新型干法窑外分解线,为立窑水泥厂的发展指明了方向。
6. 国民经济发展的需求
立窑水泥曾经在我国水泥工业发展史上留下光辉的一笔,但随着时代的发展,产品性能、环境保护等方面也要与时俱进,要积极投入到新型干法窑外分解生产线上来。
7. 市场竞争的需求
水泥市场低强度等级的水泥产品竞争激烈,高强度等级的水泥产品供不应求。立窑水
泥企业要摆脱不利的竞争地位,只有全面改造、提升产品质量,才能突破重围,获得发展。
8. 企业发展的需求
努力提高集约化生产程度,提高工艺技术水平,提高质量和配套能力,这是企业发展的方向。
二、北京市平谷区水泥二厂技术改造情况
北京市平谷区水泥二厂立窑生产线始建干l987年,经过不断发展和多次技术改造,到2003年已经拥有四条机立窑生产线,年产熟料40万吨,在生产规模、产品质量、环保治理上取得了长足发展。我厂l999年建立实施ISO 9000质量管理体系,并取得认证证书。2001年获得中国水泥房建材料产品质量认证中心颁发的产品质量认证证书。1999年我厂投资1070万元对立窑生产线粉尘进行综合治理,取得明显效果。2001年建立实施1SO 14001环境管理体系,并取得认证证书。先后获得“全国机立窑技术改造示范单位”、“全国机立窑优秀企业”等荣誉称号。
随着企业的壮大,如何进一步发展的问题引起我们的深思。权衡北京市水泥行业的形势,结合企业自身的特点,我们决定发展新型干法窑外分解生产工艺。
我厂旋窑生产线采用新型干法窑外分解工艺,由国内专业设计院设计,布局合理,设备选型先进,设计日产熟料1200吨,水泥粉磨能力120万吨。从2001年初开始动工,经过十五个月连续奋战,2003年9月份全线竣工投产。目前我厂已经从立窑水泥厂转型为现代化新型干法窑外分解水泥企业,全线运转正常,达到并超过设计能力,日产熟料达到1400吨。
1. 生料制备
为了减少旋窑生产线粉尘,石灰石在矿山就地破碎。石灰石破碎采用一段锤式破碎机,破碎比大,节电,工艺简化。石灰石破碎后经胶带走廊输送到石灰石圆库。
在原材料库底由计算机控制进行生料配料,采用引进的具有国际先进水平的申克秤和双悬臂秤,做到生料准确配比,有力地保证了生产优质水泥关键的第一步。
生料粉磨使用带预破碎的φ3.5×12m中卸烘干磨加组合式选粉机。预破碎采用立式破碎机,降低入磨物料粒度,提高磨机产量,降低能耗;磨机利用窑尾余热烘干物料,增加磨机对物料水分的适应性,还可以稳定生料质量。
来自磨机的生料粉和来自窑尾增湿塔、大布袋收尘器的窑灰经斗式提升机送入生料均化库。生料均化系统采用德国伯力鸠斯公司的技术、国内开发设计的MF型多股流均化库,直径15米,高40米,可以储存5000吨
旋窑烧成需要的煤粉,采用φ2.8×5+3m的风扫磨制备,其烘干热源来自窑尾预热器排出的废气,风温高达32O℃。
2. 烧成系统
熟料烧成系统采用一台带RSP分解炉五级预热器的φ3.3×50m回转窑。该项技术为引进日本小野田公司的窑外分解技术,具有系统热效率高、阻力低、原料适应性强、易操作、不易堵塞、入窑生料分解率可达95%以上、窑单位容积产量高、熟料单位热耗电耗低以及设备重量轻等优点。该项技术经国内研究院转化,并出口至泰国、越南及津巴布韦等国。实践证明,该技术先进可靠、运转率高,在高海拔的云南省某水泥厂应用同样取得了良好的效果。
窑头燃烧器采用先进的五通道喷煤管。该燃烧器不仅适合于烧烟煤,同时也适合于烧无烟煤,有利于降低生产成本。在多年的实际应用中取得了良好的效果。
增湿塔规格为φ7×28m,入口温度350℃,出口温度低于150℃。
窑头、窑尾采用布袋除尘器,粉尘排放浓度大大低于国家标准的规定。
熟料冷却采用国内开发的第三代篦式冷却机。该冷却机采用“充气篦床”冷却,篦板使用寿命长,冷却效率和热效率高,二、三次风温高,有利于使用低品质燃煤作燃料。
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