經過十幾年的努力，以2000t/d規模窯外分解生產線為代表的干法生產工藝技術在國內得到迅速發展。天津院通過優化設計、實踐、改進、積累、創新的設計理念，使工程設計水平不斷的提高，然而，如何在已取得的成果上使生產線設計的指標既先進合理、又經濟可靠，天津院投入了大量的人力和物力進行新技術、新裝備的研究和開發工作，成熟技術的應用、完善和再提高工作。通過對20多條2000t/d生產線的設計及生產調試，從中深刻體會到，通過整體優化和創新能使2000t/d級水泥生產線的各項技術經濟指標進一步提高。

隨著國內外預分解技術的發展和進步，燒成系統整體配置主要趨勢是加大窯尾預分解系統的能力，提高冷卻機的熱效率及可靠性，以最大限度地發揮回轉窯的能力，從而使回轉窯的單位容積產量有了很大的提高。目前國際上一般三檔預分解窯的設計單位容積產量在3.8～4.6t/m3.d之間，有的高達4.91 t/m3.d。而2000t/d熟料預分解生產線配套φ4×60m回轉窯時，單位容積產量僅為3.28 t/m3.d，燒成帶容積熱力強度5.77×105KJ/ t/m3.h。因此，φ4×60m具有一定的增產潛力。天津院希望通過采用高效低壓損預分解系統和高效可控氣流篦冷機，適當改進φ4×60m的結構，用“兩頭促中間”的技術思路。把φ4×60m窯的產量由2000t/d的定位產量提高到2500t/d，此時單位容積產量可提高到4.09 t/m3.d，在可靠的前提下以充分挖掘生產潛力。

2 生產線主要工藝配置

葛州壩水泥廠主機裝備配置情況見下表：（略）

從上述的主要工藝系統配置可知，該工程基本上是運用了國內技術開發以及引進技術的轉化制造的裝備（燒成系統、水泥磨、大型破碎機等主要設備均由天津院設計），只有少量的關鍵部件從國外引進。

3 葛州壩水泥廠五號窯設計的主要特點

3.1 總平面布置的優化

五號窯的總平面布置充分利用了工廠廠區可利用的空地，在設計過程中很好地結合原有生產線工藝流程，將整個技改工程與原有設施緊密結合，提高了場地利用率，使廠區各功能區分區明顯且通暢，工廠的總圖布置緊湊，工藝流程設計合理，雖然整個技改工程僅占地3.9ha，但由于布置合理，廠區景觀簡潔、流暢。

總體布置簡化了工藝流程，減少了運輸環節，方便了生產管理。以盡量少的輸送設備完成工藝過程的輸送，節雞了投資。

3.2 先進的工藝技術與裝備

（1）生產線主要設計指標為：

a、熟料熱耗：3136KJ/kg（750kcal/kg），2500t/d產量時系統阻力4800Pa；標定結果為：3073KJ/kg（735 kcal/kg），系統壓損：2700t/d時，C1出口480Pa ;

b、每噸熟料綜合電耗：58.6kwh/t；標定結果為：58kwh/t；

c、燒成系統主機裝機電耗：18.02kwh/kg.cl，運行電耗17.5kwh/t.cl，運行電耗達國際上大窯的先進水平；

d、擴建工程占地面積：3.9ha。

（2）原料粉磨采用輥式磨系統。粉磨電耗低，為18kwh/t。并具有流程簡單，占地面積小的特點。

（3）燒成系統采用了改進型φ4.0×60m回轉窯，窯尾采用帶TDF型分解爐的新型五級高效低壓損型預熱器，系統阻力為4800Pa。預熱器的結構形式是天津院在多年理論與實踐研究的基礎上開發的三心大蝸殼結構，分解爐為結構優化的TDF型分解爐。窯頭采用天津院2500t/d生產線配套開發的第三代篦式冷卻機，冷卻機冷卻風量為2.0Nm3/kg.cl。有效的降低了燒成系統電耗，提高了冷卻機的冷卻能力，出冷卻機熟料溫度更低，熱回收效率得到提高。窯頭采用四風道噴煤管，具有火焰調整靈活的特點。改善了窯內燃燒狀況，減少了煤粉化學不完全燃燒，降低了氮氧化物的排放量。如：產量由2000t/d提高到2500t/d（增產1.25倍），φ4×60m窯的指標達到了國際先進水平。目前僅有Polisius公司在印度的一條φ4×60m達2500t/d，KHD公司在馬來西亞的一條窯達2700t/d。

（4）簡化流程不但可以控制投資，還可以極大的減少生產費用，并使總圖布置上更簡便、美觀。葛州壩5號窯的設計為了簡化工藝流程，取消了原來方案設計中的原料是間緩沖倉，修改了德國萊歇公司生料磨與廢氣處理布置方案，取消了窯尾回灰小倉，把生料喂料中間倉放在了窯尾塔架內，原煤輸送與余熱發電物料輸送系統使用多層走廊形式，全廠工藝流程和工藝環節得到最大限度的簡化，使三條生產線布置在16公頃的廠址內，為工程節省了大量投資，在以后的調試達產過程中也充分證實了簡化流程設計的正確性。

（5）封建投資控制：以往的傳統設計封建工程費用要占工程總投資的40%以上，控制封建投資很大程度上從基礎工作著手，充分利用地基承載力，簡化結構型式。在結構設計、基礎處理方面進行了精心的方案優化，在全廠所有車間推廣露天化設計，使新老線廠房有機的結合，既減少了用地，又降低了投資。本工程封建投資占總投資的26%。

（6）充分利用窯尾和窯頭廢氣，作為原料及煤粉的烘干熱源，有效地利用余熱、節約能源、節省投資、確保系統安全運行。

3.3 高自動化水平的生產過程控制

生產線主要工藝流程（從預均化堆場到水泥庫頂）采用集散型計算機控制系統進行控制。根據生產工藝流程及生產特點，中央控制室與3#、4#窯共用，下設四個現場控制站及兩個遠程站，通過現場總線構成全廠計算機控制網絡，以實現對生產線的信號采集、工藝參數的檢測、監視、控制，信息交換、數據處理、報表打印等，實現所有電機的邏輯控制以及工藝過程的優化控制。

生產線上的其他輔助車間（如：石灰石破碎及輸送，水泥散裝）的控制采用原地PLC控制，這樣既提高了生產的可靠型，又節省了投資。

為保證產品質量、降低消耗和優化操作，采用了X-Ray分析儀和在線生料質量控制計算機組成的生料質量控制系統；為監視窯內煅燒情況、冷卻機工況、物料傳輸設備的關鍵位置，安裝了工業電視系統，使中央控制室了解現場更多的信息，便于集中操作管理；為監視窯胴體表面溫度、輪帶與窯胴體間隙、耐火磚和窯皮的情況，安裝了窯胴體掃描裝置，以優化窯的操作；為了解窯內燒成帶的溫度變化情況，配有比色高溫計；為判斷燃燒情況，設置了氣體分析儀及其他檢測裝置，從而保證燒成系統和電收塵器的安全運行。