摘要:
1 前言
江西萬年青水泥股份有限公司一號窯技改工程的建設(shè)規(guī)模為一條日產(chǎn)2000t/d熟料生產(chǎn)線、年產(chǎn)水泥40萬噸的粉磨及儲存系統(tǒng)和原有生產(chǎn)線熟料儲存系統(tǒng)。工程建成后，逐步淘汰工藝落后的一號窯濕法生產(chǎn)線。1998年3月國務(wù)院批準該工程可行性研究報告后，南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院利用一個月時間完成了工程的初步設(shè)計，并順利通過國家建材局組織的審查。該工程在全部機電設(shè)備招標采購的同時開展施工圖設(shè)計，采用分階段供圖方式滿足工程施工進度的要求。1998年12月底該工程正式動工興建，2000年4月點火試生產(chǎn)，投產(chǎn)一個月內(nèi)實現(xiàn)72小時連續(xù)運行考核，日均熟料產(chǎn)量達2200~2300 t/d，實現(xiàn)了國家建材局提出的“投產(chǎn)之日即是達產(chǎn)之時”的總體要求。項目總投資2.8億元，其中新建熟料生產(chǎn)線投資僅為2.05億元，是我國低投資國產(chǎn)化2000t/d工程又一成功之作。
2 目標的制定
新型干法水泥技術(shù)在我國擁有約20年的歷史，但直至20世紀90年代中后期，由于在技術(shù)、設(shè)計、管理等方面有待進一步完善，特別是在技術(shù)進步的同時，工程建設(shè)的投資普遍較高，形成技術(shù)與經(jīng)濟相互脫節(jié)，一定程度上制約了新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展，以至于流行一種“新型干法水泥建成之日就是企業(yè)虧損之時”的觀念。而水泥工業(yè)要實現(xiàn)“由大變強、靠新出強”的跨世紀發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)水泥結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略目標，大力發(fā)展新型干法水泥技術(shù)是其必由之路。解決這一矛盾的根本出路在于實施技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。在國家建材局的正確領(lǐng)導下，南京水泥設(shè)計研究院及時研究制定了工程設(shè)計實施技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的具體目標。院領(lǐng)導明確提出：“江西萬年青水泥股份有限公司一號窯技改工程的設(shè)計，在技術(shù)上必須加強科技成果在設(shè)計中的應(yīng)用，敢于占領(lǐng)制高點，勇超國外先進水平；在降低工程建設(shè)投資方面，進行全方位優(yōu)化設(shè)計，確保工程投資低于同期建成的2000 t/d生產(chǎn)線水平，爭創(chuàng)跨世紀一流‘精品工程’，為新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展作出新的貢獻”。
3 不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，勇超水泥燒成工藝世界先進水平
水泥燒成工藝是新型干法水泥技術(shù)的核心。在本工程設(shè)計前期階段，我院提出了“水泥燒成工藝進一步優(yōu)化創(chuàng)新”的研究課題。通過對當今世界各種新型干法水泥燒成工藝（包括我院過去工程采用的燒成工藝）進行系統(tǒng)的理論研究，得出“窯外分解能力主要取決于分解爐煤粉燃燒溫度、助燃氣體氧含量、分解爐容積”的結(jié)論，糾正了過去該課題研究的模糊觀念。在具體方案選擇上，針對我國煤礦資源分布廣、煤質(zhì)偏差的特點，首推離線型窯外分解技術(shù)。基于理論和實驗研究、基于院科研設(shè)計人員對十多條國內(nèi)外離線型窯外分解窯的調(diào)試經(jīng)驗和工廠長期生產(chǎn)的調(diào)研，設(shè)計開發(fā)出新一代提高型NC-SC單系列離線型分解爐，并在本工程設(shè)計首次采用。該分解爐除采用三次風純凈空氣助燃外，還作如下的技術(shù)創(chuàng)新：將過去僅起窯氣通道作用的窯尾上升煙道擴徑，出離線型分解爐的爐氣由過去直接進五級旋風筒改進為進入上升煙道底部，使之成為“二次燃燒室”。這一技術(shù)創(chuàng)新取得了如下效果：1.利用窯尾煙氣的高溫，加速爐氣中少量偏大的焦炭顆粒在“二次燃燒室”內(nèi)燃燒，進一步強化了分解爐的煤質(zhì)適應(yīng)性和預分解能力；2.根據(jù)煤質(zhì)情況，靈活調(diào)節(jié)入分解爐與“二次燃燒室”生料量，以利于降低分解爐物料比例，提高爐內(nèi)煤粉燃燒溫度；3.徹底解決了過去離線分解系統(tǒng)（如丹麥史密斯SLC、德國洪堡 Pyroclon-RP分解爐）上升煙道由于氣體溫度高、管道小、易結(jié)皮堵塞，影響系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率的頑癥。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)實踐表明：窯尾用煤比例達65~70%，入窯分解率達90~95%，為燒成系統(tǒng)超產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件；系統(tǒng)運行半年多來，“二次燃燒室”無任何結(jié)皮現(xiàn)象。
在過去2000 t/d基礎(chǔ)上，本工程窯尾預熱器系統(tǒng)還作了創(chuàng)新大膽的改進：1.為適應(yīng)系統(tǒng)進一步增產(chǎn)的需要，對原單系列五級旋風預熱器規(guī)格作一定的放大；2.根據(jù)實驗研究和計算機模擬試驗結(jié)果，對旋風筒各主要結(jié)構(gòu)比例作優(yōu)化調(diào)整。加大蝸殼直徑、縮短柱體高度，在降低系統(tǒng)阻力的同時，塔架高度也得以降低；3.重新調(diào)整窯尾塔架的工藝布置，在保證窯尾操作方便的前提下，使其成為國內(nèi)外2000 t/d窯尾框架中最小規(guī)格的設(shè)計；4.根據(jù)生產(chǎn)調(diào)試經(jīng)驗，果斷取消預熱器頂部笨重的煙氣氣帽；同時設(shè)備設(shè)計上，優(yōu)化選擇預熱器各部分的鋼板厚度，采用較大間距的托磚板，雖然設(shè)備規(guī)格變大，但設(shè)備重量由過去的295噸降低到258噸。5.采用風洞實驗結(jié)果，對窯尾塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計進行創(chuàng)新優(yōu)化，大幅度地降低了塔架鋼結(jié)構(gòu)重量。NC-SC、 SLC、 Pyroclon三種窯尾系統(tǒng)的各項參數(shù)對比情況詳見表1。（作者：宋海武）
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