节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线.doc

孔丰等：节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线孔丰周武奎张伟 北京博得尔科技有限公司，1 0008 3北京海淀区北四环中路25 7号科群大厦回转窑是国内外广泛使用的一种活性石灰煅烧设备，由于其具有原料利 用率高、产品质量高、机械化程度高、操作控制易于掌握、单窑生产能力高 等优点，随着我国炼钢能力的增长和产品质量的提高越来越多的企业选择 了用回转窑煅烧活性石灰的生产工艺。我们根据多年来在7K泥和非金属生产 工艺方面的设计经验，自主开发了立式预热器、固定篦板型推动棒式冷却机、 DCS生产过程智能控制系统等新技术产品，并应用这些技术设计了3条日产600吨、lo条日产300吨的活性石灰回转窑生产线，这几条生产线按年产量 计算，吨活性石灰投资都在200元以内，大大低于目前己投产活性石灰回转 窑生产线的投资，与气烧竖窑相比持平或略低。石灰产品的活性度360mt、 吨石灰电耗42kwh、吨石扶热耗48GJ，能耗指标居国内先进水平。我们设计的活性石灰回转窑生产线主要特点如下1节能降耗措施整个生产工艺采用立式预热器一回转窑固定篦板型推动棒式冷却机 的工艺流程，生产过程采用DCS集散型控制系统。在设计中采用111日下措施降低能耗。(1)PD型立式预热器简化了供料系统，使用了料封锁弘、分窒下料， 料位高度经过优化设计，卸料采用液压推杆，卸料时间和卸料量采用计算机 控制。立式预热器是一种竖炉型固气反应器，圈体料层慢速向下移动，从回!鱼!生圭国互垄王、业蕉耋童五墨盒佳盘盒焦塞壅整；煎至堡Qi星!旦 一20：1孔丰等：节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线转窑出来的达1150。C的废气逆流向上运动，在预热器内石灰石可均匀预热 到900，分解率达2030。预热器本体根据生产规模由620个室组成 (沿圆周均匀布置)，每个室中的液压推杆依据设定的时间间隔依次将物料 推入窑内。料仓使用雷达料位仪准确显示料仓内物料的数量，并与原料仓下 的定量给料机和入预热器顶部料仓的大倾角皮带相关联锁，当料位仪处于低 位时，自动启动大倾角皮带和定量给料机送料：当料位仪处于高位时，自动 停止大倾角皮带和定量给料机，保证预热器的料层稳定和安全运行。在预热 器内石灰石与烟气进行热交换，烟气温度由1150。C降到250。C，石灰石温度 由常温加热到900。C，充分利用窑尾废气热量，从而降低系统热耗。(2)活性石灰回转窑选用二档或三档支承回转窑，传动采用变频电机 调速，挡轮采用液压挡轮，窑头窑尾密封采用简单可靠的鱼鳞耐热钢片密封， 托轮采用滚动轴承，红外测温仪，及时观测简体温度。从主电机电流的变化 可推断出预热器出料量变化和窑圈的形成与否。回转窑的耐材使用磷酸盐高 荷软砖、磷酸盐耐磨砖。烟室及窑头罩处主要为FC钢纤维增强耐火浇注料。 燃料可选择煤、焦炉煤气、焦炉煤气与高炉煤气混烧、高炉煤气与煤混 烧几种方式，燃烧装置采用目前国际上最先进的四通道燃烧器，喷嘴由内向 外依次为中心风、旋转风、燃料风、直流风通道，此燃烧器带有自动点火装 置。燃烧器可以通过电钮控制燃烧器的前进与后退，调整装置的调整角度为3。(上下、左右方向)。 (3)本系统窑头石灰冷却没有采用传统的竖式冷却机，而是使用了目前国际上最先进的固定篦板型推动棒式冷却机。与传统的竖式冷却机相比， 其特点如下：新型固定篦板型推动棒式冷却机二次风温为800。C左右，竖式冷却机 二次风温只有600左右，新型固定篦板型推动棒式冷却机出料温度45十 环境温度，竖式冷却机出料温度100。C+环境温度，因而新型固定篦板型推2022垒盟至史鲎互透王些垣莶至五星盒缝塞童迨室童拦iE缦!鱼鱼!垒!旦孔丰等：节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线动棒式冷却机的热效率比竖式冷却机的热效率高。竖式冷却机要求石灰颗粒非常均匀，大颗粒和细粉只能占极小比例， 颗粒状态的变化，立即会导致冷却机操作性能的巨大变化，新型固定篦板型 推动棒式冷却机要求料层较薄，料层布置均匀，石灰颗粒变化对操作性能影 响不大，对石灰颗粒变化的适应性强。竖式冷却机较高，土建费用较大，新型固定篦板型推动棒式冷却机采 用水平布置，设备高度低，与竖式冷却机相比，建筑面积减小，从而降低了 土建费用。竖式冷却机物料的冷却是高温物料从上往下运动，冷风是从下往上运 动，冷风与高温物料没有直接发生作用。新型固定篦板型推动棒式冷却机物 料呈水平布置，冷风是从篦床下部根据篦床上部物料的阻力和温度有控制的 送风，使物料的冷却达到最佳效果。由于新型固定篦板型推动棒式冷却机是冷风与高温物料直接发生作 用，所以急冷效果明显，有利于增加石灰产品的活性，提高二次风温的温度， 有利于煤粉的充分燃烧，减少结煤粉圈的机率，提高了设备的运转率，因而 产量增加，热耗降低。在我们设计的活性石灰生产线使用中，冷却效果明显。新型固定篦板型推动棒式冷却机投资与传统的竖式冷却机相当或略低，热耗及能耗却大幅度降低。 (4)煤粉制备系统烘干热源用窑头的废气作热源，充分利用了废气的热量，降低了系统的能耗。(5)控制技术先进。该生产线在潘畦石灰回转窑煅烧过程中在国内首 次用DCS自动控制系统代替PLC控制系统，使用专家系统对于活性石灰回转 窑生产线的生产过程进行自动控制。已经在做并逐步实现了专家系统的初级 阶段。例如：在活性石灰回转窑生产过程中主要是通过对各个风机(主要是 引风机)的开度或转速、窑转速、下料速度、燃料量进行操作配合来科学生2Q盟生史旦互区互些燕垄窒蘧皇盒佳友皇建塞童挝正绳垫鲤生!旦 一203孔丰等：节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线产的，我们的自动控制系统可根据取得的窑头、窑尾的温度压力结合生产线 的生产能力等原始数据给出当前状态上述四生产要素所应该赋予的值。与传 统常规仪表和PLC控制方式相比，该活性石灰生产线的集散式控制系统有着 很大的优越性：控制集中、危险分散、网络冗余、CPU冗余、电源冗余、各 种模件冗余及可热拔插。另外该系统采用了现场总线技术，使系统的扩展更 为方便，结构更为灵活、简洁。友好人机界面更适合国情，易于掌握，操作、 维护方便。各种优化算法及控制策略的使用，可使生产线产品品质大幅度提 升，为产出优质的上游石灰产品提供了坚实的保障。同时整个生产过程信息 可与MIS联网，能为企业信息化提供基础数据。采用先进的控制技术有利于 提高设备运转率，提高产量和降低产品的能耗。2主要工艺设备与投资我们选择的主机设备及设备投资见下表。PD系列活性石灰回转窑生产线主要工艺设备与投资一览表生产规模日产300吨活性石灰 日产600吨活性石灰日产1000吨活性石灰序主要设备 规格型号 数量规格型号 数量规格型号数量号I立式预热蕃 击75 x 60m I击105 x 6如I击12 x 6 o巾 I2回转窑击33 x 50m1击4 x 60ml击48 x 6 5m 13蓖式冷却机 10118一 l30m1 设备投资概算(万元)12 00 24003600 土建投资概算(万勋 500 800l 200电气自动化投资概算200300 500(万元)其他投资概算万元)100300500总投资概算(万元)2000 3800 58002042垒Q生生鱼互葚王些撞耋窑速墨盒侄盍盒造塞煎整正缉2QQ垒!旦孔丰等：节能降耗的PD系列回转窑活性石灰生产线3结论我们研究开发的PD系列活性石灰回转窑生产线由于采