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文档简介
砖瓦世界2013(05期)宽6.9 m断面隧道窑运行现状分析龚晓国 王德永(山东省建筑材料工业设计研究院环美分院,山东泰安271000)中图分类号:TU522.064 文献标识码:A 文章编号:1001-6945(2013)01-0026-03 山东能源集团赵官煤矿是一处新建矿井,位于山东省德州市,为消化利用每年排放的30 多万t 煤矸石,委托山东省建筑材料工业设计研究院环美分院进行整体规划设计。在进行原料化验和充分的市场分析的基础上,确定建设两条年产6 000 万块普通砖的生产线,窑炉选择宽6.9 m 断面平吊顶隧道窑。项目总投资4200 万元。该项目于2009 年3 月开始建设,2009 年10月1 日正式投产。2011 年9 月,该项目获国家发改委资源综合利用扶持基金570 万元。1 工艺方案1.1 原料储存 该生产线虽离矸石山很近,但依然设计了储料棚,目的是保证雨雪天时破碎车间能够维持正常生产。原料棚设计为30 m54 m 轻钢结构,檐口高度8.3 m,料棚储料能满足破碎车间一周的产量需要。1.2 破碎车间 破碎车间设计产能不低于1 300 t/d,每天工作10 h,夜间生产白天维修。环美分院在破碎车间设计上大胆突破,改变其他设计院经常采用的破碎楼结构,采用平面设计,原料运输采用普通皮带机,淘汰斗式提升机及刮板输送机等高成本设备。因原料上井时间短,难于破碎,该生产线采用两级破碎工艺。一级破碎采用高效环锤,选用两台,每台功率45 kW,产量在100 t 左右;二级破碎采用高细锤破,共三台,单台功率132 kW,平时两开一备,回料采用两台笼式粉碎机进行二次破碎。笼式粉碎机维修量大,很多厂家不愿使用,但笼粉破碎细料量大,颗粒级配合理,是其他设备无法替代的,特别是对含氧化钙高的原料、塑性差的原料,建议选择笼式粉碎机。实践证明该破碎工艺完全满足生产需要,每天夜间生产10 h 即可满足全天生产需要。筛分设备选用四台高频振动筛,除尘设备选用两台96-5的袋式除尘器。原材料性能见表1、表2、表3。1.3 陈化库 陈化库设计为双面储料,储料量满足成型车间一周的用料量需求,取料采用两台斗式挖掘机。1.4 成型车间 成型采用两台75 硬塑成型挤出机,配套两台搅拌挤出机。成型车间每天两班生产,设计最高日产量为30 万块多孔砖,目前每天实际产量为25 万块26 万块,完全满足生产要求。成型车间设计力求工艺简洁,主要设备为箱式给料机、搅拌挤出机、砖机、码坯机,无其他设备。码坯机采用山东产的机器人码坯机,选用四台,码坯周期为35 min 40 min。1.5 烧结车间 烧结车间是整条生产线的核心,是生产线达产的关键。该生产线采用两条宽6.9 m 断面隧道窑,长度为153.05 m,窑内容车35 辆;配套干燥室为79.1 m,容车18 辆,干燥室与隧道窑平行布置。砖坯的干燥重要性甚至等同于焙烧,干燥控制不好不仅会影响产量,也会影响砖的质量,特别是对一些干燥敏感系数比较高的原料影响更甚。该生产线采用独到的干燥系统,有效地保证了大断面干燥室的干燥效果,特别是冬季有效地避免了不易干燥、容易塌坯等缺陷。 目前该生产线进车间隔为70 min,码坯量为6 048块KP1 多孔砖/车,每天产量为12.4 万块KP1 多孔砖。原料热值为1463 kJ/kg(350 kcal/kg)。隧道窑温度曲线见图1。单条窑风机配备情况见表4。1.5 卸砖 考虑到目前卸砖设备尚不完全成熟,该生产线卸砖仍采用人工卸砖。预留卸垛机安装位置。2 创新设计余热利用一直是砖瓦行业的热门话题,对隧道窑内大量富裕的热量进行二次开发、合理利用可以为砖厂带来可观的经济效益,也可以提高隧道窑的产量。本系统根据隧道窑温度曲线特点,选择余热大量聚集的冷却带,借鉴工业快装锅炉的结构形式,设计内置式低压余热锅炉,采热方式为静态热辐射。这种采热方式有效避免了因大量抽取热风导致的烧砖制度紊乱,实现了在保证烧砖的正常前提下充分利用余热的目的。余热采集管设计是该系统的关键,采集管的选材关系到整套系统的使用寿命和系统的安全性,采集管的布置方式直接影响系统的余热利用效率。该系统锅筒安装在焙烧窑顶部,上升管受热部分置于窑体内,下降管在窑体外侧通过锅筒和集箱与上升管形成闭路循环。软化水处理系统布置在靠近窑墙的地面上,锅炉用水软化处理后进入软化水箱,水箱内的软化水通过补水泵送至省煤器,预热后进入锅筒。补水系统为自动补水。省煤器布置在冷却段顶板上部,用保温棉密封。软化水水质必须定期检测,化验仪器放在砖厂化验室。电控室就近放置,温度、压力、蒸汽流量等参数通过数据线接至电控室统一监测控制。主要配套仪表、阀门有:双色水位计、水位控制器、水位报警器、压力表、数显温度表、压力变送器、温度传感器、三通旋塞阀、安全阀、水位计球阀、进水截止阀、进水止回阀、主汽阀、副汽截止阀、锅筒排污阀、内螺纹球阀。主要控制系统包括:压力显示、温度显示、水位自动控制、流量显示。配套设备包括:全自动水处理设备、积水泵、分汽缸、取样冷水器。 赵官煤矿矸石砖厂安装了两套低压余热锅炉系统,每套余热蒸汽锅炉系统主要技术参数:额定蒸发量:2.6 t/h;额定蒸汽压力:0.7 MPa;额定蒸汽温度:169 ;炉膛设计温度:750 ;检修次数:每二年一次。实际使用情况为:每台锅炉平均产量为60 t 蒸汽/d,蒸汽压力0.5 MPa,平均温度169 ,蒸汽管道与矿锅炉房连接,主要用于办公室溴化锂空调制冷、井口采暖、食堂、车间采暖、矿浴室等处。该系统随着隧道窑的运行而不间断运行,蒸汽量稳定供应,投产两年多未出现明显问题,未停窑检修。赵官煤矿用两套余热锅炉系统代替1 台4 t 的快装锅炉,每年节约标煤几千吨,因减排SiO2、CO2 等废气而受到当地环保部门好评。赵官煤矿砖厂按照150 元/t 蒸汽和煤矿结算,去除运行成本20 元/t,每年实现收入500 万元左右。每套低压余热锅炉系统投资不足百万元(见图2),经济实用,安全可靠,是有热量需求的客户的理想选择。3 运行分析 赵官煤矿砖厂运行两年多,平均年产量为13 500万块折普通砖,是设计产能的1.125 倍。配备工人128人,其中包括40 名外包卸砖工。每年电耗为390 万kWh,设备维修费用为48 万元。根据砖厂财务人员分析,目前平均成本为0.15 元/块标砖,德州市场出厂价为0.26 元/块普通砖,每块砖盈利0.11 元,年盈利1 485万元,加上余热蒸汽收入,每年实现盈利1 985 万元。4 结论 破碎设计是整条生产线的基础,科学合理的设备选型和工艺布局才能够确保生产足够原料。破碎车间既是耗电大户又是维修大户,只有充分结合实际、广泛调研,才能设计出符合原料特点的破碎工艺,才能真正降低生产成本。干燥是提高产量的关键。很多人忽视了干燥的重要性,在操作过程中不能发挥干燥室的作用,有的干燥室设计存在严重缺陷,结果导致产量提不起来却找不到原因。我们根据不同地区气候特点,在对原料充分分析的基础上,总结设计了合理可行的干燥系统,保证了砖坯干燥质量和干燥速度,确保砖坯进窑能烧。实践证明,好的干燥制度,直接提高了焙烧窑的烧成速度,进而提高了产量,平均超产10 %以上。河南邓州宝源砖厂一条宽6.9 m 隧道窑达到7 800 万块普通砖的产量,两条线
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