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水泥生产线 编辑
生产水泥的一系列设备组成的生产线。主要由破碎及预均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。
中文名:水泥生产线
外文名:Cement Production Line
性质:生产水泥的一系列设备组成的水泥
生产方法:硅酸盐类水泥生产工艺在水泥生产
水泥生产线是生产水泥的一系列设备组成的水泥设备生产线。主要由破碎及预均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。
工艺参数
在水泥生产线的过程中,每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏),据统计,干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占约3%,水泥粉磨约占40%。因此,合理选择粉磨设备和工艺流程,优化工艺参数,正确操作,控制作业制度,对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
生产方法
硅酸盐类水泥生产工艺在水泥生产设备中具有代表性,是以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,然后喂入水泥窑中煅烧成熟料,再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。
水泥生产设备随生料制备方法不同,可分为干法水泥生产线(包括半干法)与湿法水泥生产线(包括半湿法)两种。
①干法水泥生产工艺流程。将原料同时烘干并粉磨,或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球,送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法,称之为半干法,仍属干法生产之一种。
②湿法水泥生产工艺流程。将原料加水粉磨成生料浆后,喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后,制成生料块入窑煅烧成熟料的方法,称为半湿法,仍属湿法生产之一种。
干法生产的主要优点是热耗低(如带有预热器的干法窑熟料热耗为3140~3768焦/千克),缺点是生料成分不易均匀,车间扬尘大,电耗较高。湿法生产具有操作简单,生料成分容易控制,产品质量好,料浆输送方便,车间扬尘少等优点,缺点是热耗高(熟料热耗通常为5234~6490焦/千克)。
包含设备
水泥设备包括:水泥回转窑、旋风预热器、篦式冷却器
水泥回转窑是煅烧水泥熟料的主要设备,已被广泛用于水泥、冶金、化工等行业。该设备由筒体、支承装置、带挡轮支承装置、传动装置、活动窑头、窑尾密封装置、燃烧装置等部件组成,该回转窑具有结构简单,运转可靠,生产过程容易控制等特点。
篦式冷却机是一种骤冷式冷却机,其原理是:用鼓风机吹冷风,将铺在篦板上成层状的熟料加以骤冷,使熟料温度由1200℃骤降至100℃以下,冷却的大量废气除入窑作二次风。
(1)破碎:水泥生产过程中,大部分原料要进行破碎,如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料,开采后的粒度较大,硬度较高,因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
(2)原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中,运用科学的堆取料技术,实现原料的初步均化,使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
新型干法水泥生产过程中,稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提,生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后,下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应,生成水泥熟料中的等矿物。随着物料温度升高近时,等矿物会变成液相,溶解于液相中的 和 进行反应生成大量 (熟料)。熟料烧成后,温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度,同时回收高温熟料的显热,提高系统的热效率和熟料质量。
把生料的预热和部分分解由预热器来完成,代替回转窑部分功能,达到缩短回窑长度,同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程,移到预热器内在悬浮状态下进行,使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合,增大了气料接触面积,传热速度快,热交换效率高,达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。
(1)物料分散
换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料,在与高速上升气流的冲击下,物料折转向上随气流运动,同时被分散。
(2)气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后,被迫在旋风筒筒体与内筒(排气管)之间的环状空间内做旋转流动,并且一边旋转一边向下运动,由筒体到锥体,一直可以延伸到锥体的端部,然后转而向上旋转上升,由排气管排出。
(3)预分解
预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道,设燃料喷入装置,使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行,使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务,移到分解炉内进行;燃料大部分从分解炉内加入,少部分由窑头加入,减轻了窑内煅烧带的热负荷,延长了衬料寿命,有利于生产大型化;由于燃料与生料混合均匀,燃料燃烧热及时传递给物料,使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。
水泥粉磨是水泥制造的最后工序,也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料(及胶凝剂、性能调节材料等)粉磨至适宜的粒度(以细度、比表面积等表示),形成一定的颗粒级配,增大其水化面积,加速水化速度,满足水泥浆体凝结、硬化要求。
水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。 国家标准要求散装的比例必须达到70%以上,发展散装水泥是国内的大趋势。
水泥生产线仿真技术
由国家工业和信息化部主持召开的全国“水泥工业节能减排在线仿真技术现场交流会”在河北省武安市举行。会上,工信部综合利用司司长周长益表示,我国将在水泥等工业领域推广应用在线仿真技术。据了解该项技术已通过了工信部科技鉴定。
水泥生产线
据介绍,水泥生产在线仿真技术是根据运行设备、系统的设计参数和特性参数建立全物理过程的精细数学模型,再通过真实运行分配控制系统及数据库进入模型,从而使仿真系统直接取得现场运行状态和操作动作,对当前状态进行实时仿真计算并跟踪生产线实际运行。该系统需结合生产线的实际情况进行定制,如设备运行情况、生产管理状况、全厂配套设备等。整个系统的实施周期包括研发、调试、数据采集、优化分析等过程,需要花费1年多时间,不同生产线所装系统各不相同。整个系统的安装并非一气呵成,而是各个子系统功能逐步上线,如可以先让管理系统或者控制系统上线,再逐步使生产线其他系统进入数字化管控。该项技术在武安市新峰水泥有限责任公司应用。
有报道称,应用该技术以后,吨熟料标准煤耗可降低8.6千克,熟料综合电耗每小时降低5千瓦,一条每天生产5000吨的水泥熟料生产线全年可节约标煤15000吨左右,节省电力800万千瓦时左右,减少二氧化碳排放3万吨左右,使得水泥每吨成本下降10元以上。广东亚仿科技相关人员也介绍称,一条生产线装备节能控制系统需花费2500-2800万元,具体价格根据实际生产线情况来定,水泥企业在一年左右时间可收回成本。
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