摘要:
1 前言
江西萬年青水泥股份有限公司一號(hào)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(chǔ)存系統(tǒng)和原有生產(chǎn)線熟料儲(chǔ)存系統(tǒng)。工程建成后，逐步淘汰工藝落后的一號(hào)窯濕法生產(chǎn)線。1998年3月國務(wù)院批準(zhǔn)該工程可行性研究報(bào)告后，南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院利用一個(gè)月時(shí)間完成了工程的初步設(shè)計(jì)，并順利通過國家建材局組織的審查。該工程在全部機(jī)電設(shè)備招標(biāo)采購的同時(shí)開展施工圖設(shè)計(jì)，采用分階段供圖方式滿足工程施工進(jìn)度的要求。1998年12月底該工程正式動(dòng)工興建，2000年4月點(diǎn)火試生產(chǎn)，投產(chǎn)一個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考核，日均熟料產(chǎn)量達(dá)2200~2300 t/d，實(shí)現(xiàn)了國家建材局提出的“投產(chǎn)之日即是達(dá)產(chǎn)之時(shí)”的總體要求。項(xiàng)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(biāo)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(jì)90年代中后期，由于在技術(shù)、設(shè)計(jì)、管理等方面有待進(jìn)一步完善，特別是在技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，工程建設(shè)的投資普遍較高，形成技術(shù)與經(jīng)濟(jì)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(shí)”的觀念。而水泥工業(yè)要實(shí)現(xiàn)“由大變強(qiáng)、靠新出強(qiáng)”的跨世紀(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)水泥結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略目標(biāo)，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(shí)施技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。在國家建材局的正確領(lǐng)導(dǎo)下，南京水泥設(shè)計(jì)研究院及時(shí)研究制定了工程設(shè)計(jì)實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的具體目標(biāo)。院領(lǐng)導(dǎo)明確提出：“江西萬年青水泥股份有限公司一號(hào)窯技改工程的設(shè)計(jì)，在技術(shù)上必須加強(qiáng)科技成果在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，敢于占領(lǐng)制高點(diǎn)，勇超國外先進(jìn)水平；在降低工程建設(shè)投資方面，進(jìn)行全方位優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保工程投資低于同期建成的2000 t/d生產(chǎn)線水平，爭(zhēng)創(chuàng)跨世紀(jì)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(xiàn)”。
3 不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，勇超水泥燒成工藝世界先進(jìn)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(jì)前期階段，我院提出了“水泥燒成工藝進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新”的研究課題。通過對(duì)當(dāng)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(jìn)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?xì)怏w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(duì)我國煤礦資源分布廣、煤質(zhì)偏差的特點(diǎn)，首推離線型窯外分解技術(shù)?；诶碚摵蛯?shí)驗(yàn)研究、基于院科研設(shè)計(jì)人員對(duì)十多條國內(nèi)外離線型窯外分解窯的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和工廠長(zhǎng)期生產(chǎn)的調(diào)研，設(shè)計(jì)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(jì)首次采用。該分解爐除采用三次風(fēng)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(kuò)徑，出離線型分解爐的爐氣由過去直接進(jìn)五級(jí)旋風(fēng)筒改進(jìn)為進(jìn)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(jìn)一步強(qiáng)化了分解爐的煤質(zhì)適應(yīng)性和預(yù)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?zhǔn)访芩筍LC、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(yùn)轉(zhuǎn)率的頑癥。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐表明：窯尾用煤比例達(dá)65~70%，入窯分解率達(dá)90~95%，為燒成系統(tǒng)超產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件；系統(tǒng)運(yùn)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(yù)熱器系統(tǒng)還作了創(chuàng)新大膽的改進(jìn)：1.為適應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步增產(chǎn)的需要，對(duì)原單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器規(guī)格作一定的放大；2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)旋風(fēng)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(shí)，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(jì)；4.根據(jù)生產(chǎn)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，果斷取消預(yù)熱器頂部笨重的煙氣氣帽；同時(shí)設(shè)備設(shè)計(jì)上，優(yōu)化選擇預(yù)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(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)窯尾塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)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(xiàng)參數(shù)對(duì)比情況詳見表1。（作者：宋海武）
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