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科技项目申报材料

文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

科技项目申报材料

陕西煤业化工集团公司

科技成果奖推荐书

项目名称：

熟料生产节能技改工程

推荐单位：

陕西蒲白尧峰水泥有限责任公司

陕西煤业化工集团有限责任公司

陕西煤业化工集团公司科技成果奖推荐书

一、项目基本情况

专业（学科）评审组代码：

类别：

陕煤成果登记号：

编号：

项目名称

熟料生产节能技改工程

主要完成人

周红马恭行弥中平赵自发屈星

主要完成单位

陕西蒲白尧峰水泥有限责任公司

推荐单位

（盖章）

陕西蒲白尧峰水泥有限责任公司

项目名称

可否公布

可

推荐日期

2010年5月

密级、保密期限

及批准号

无

主题词

熟料生产节能技改

专业（学科）

分类名称代码

建材技术

所属国民经济行业

任务来源

自选

计划（基金）

名称和编号

蒲白局科（08）004

项目起止时间

起始：

2008年4月

完成：

2008年11月

二、项目简介

本项目属于国家“燃煤锅炉（窑炉）改造工程”的范畴，有利于本项目改善生产效益，降低热耗损失。

符合国家有关资源综合利用、节能减排政策的有关节能技术要求。

项目对公司生产过程中烧成系统工艺进行节能改造，节能效果显着。

公司年需石灰石万吨，粘土万吨，硫酸渣万吨，改造前年消耗原煤万吨，电万千瓦时。

按照国家发展和改革委员会《节能中长期专项规划》要求，进一步促进企业可持续发展的战略，尧峰对公司生产过程中烧成系统工艺进行节能改造，项目完成后，水泥生产规模仍为年产36万吨。

本次改造内容主要为拆除原单筒冷却机系统、破碎机系统，新建篦冷机系统、破碎机系统、离线分解炉及预热器系统；新增生产设备36台/套、部分非标设备和能源计量仪器设备。

节能技术改造后，可年节约标准煤为14135吨，同时可减少粉尘、二氧化碳、二氧化硫排放。

每吨按600元计算，年可节约资金848万元。

静态投资回收期为3200万元÷848万元=年。

因此，节能效果明显。

三、项目详细内容

1、立项背景

陕西蒲白尧峰公司3#窑生产线于2001年建成，由陕西建材设计院设计，该生产线有带NSF分解炉的五级旋风预热器加一条Φ×48m回转窑组合而成，设计产量50吨/小时，热耗cl（折合标准煤/吨熟料）。

电耗40kwh/吨熟料。

随着预分解技术的不断发展和工艺水平的不断提高，Φ×48m预分解窑生产能耗已经有了大幅度降低，目前较先进的生产线煤耗都稳定在850kcal/cl（折合121kg标准煤/吨熟料）电耗30-35kwh/吨熟料左右。

因此，我公司单位产品能耗明显高于社会水平，随着新型干法生产技术的不断发展完善，各种生产技术指标都有了质的提高，相比之下，我公司预分解系统在技术上和工艺方面的落后和不足就全面暴露出来，如能耗较高，质量不稳定、运转率较低，致使产品成本较高，市场竞争力不强。

2、详细科学技术内容、特点及应用推广情况：

根据公司现有设备、工艺特点，我公司对生产过程中烧成系统进行节能改造。

项目完成后，水泥生产规模仍为36万吨/年。

本次改造内容主要为拆除原单筒冷却机系统、破碎机系统，新建蓖冷机系统，破碎机系统、离线分解炉及预热器系统，新增设备共计36台/套。

具体改造方案介绍如下：

1、工艺方案

全厂生产工艺流程图

改造前烧成系统工艺流程

本项目技改前后，全厂生产工艺流程未发生变化，只是对烧成系统工艺流程中部分设备进行更新改造。

改造前烧成系统工艺流程如图：

改造后烧成系统工艺流程

改造后烧成系统工艺流程如图：

工艺流程说明如下：

石灰石、粘土、铁粉等制造水泥所用原材料通过一定配比经磨机粉磨后进入生料均化库，用气力泵（改为钢丝胶带提升）将生料送入1级预热器进行预热，在高温风机的作用下在送至2、3、4机预热器继续预热，使生料在不断流动的过程中加温，然后预热良好的生料进入NSF分解炉（改为N-MFC），经分解炉预热后送至5级预热器，再由五级预热器送至回转窑煅烧。

原煤经过粉磨后经加压送至燃烧器，由燃烧器喷入回转窑燃烧，另一部分送至分解炉，继续二次燃烧。

经过窑内高温煅烧后的物料流入单筒冷却机（改为篦冷机）进行冷却，然后冷却用的风分别进入窑内、分解炉内用于帮助燃烧，冷却后的物料经破碎入库。

物料与煤粉燃烧在整个工艺中逆向进行，在相互进行期间实现热交换，使物料由生料变为熟料。

2改造方案

技术经济指标

1、技术经济指标

项目

单位

改造前

改造后

熟料产量

t/h

50

50t/h（1200t/d）

热耗

Kcal/kg-cl

880

熟料标号

Mpa

53

53

年产熟料

t/a

360000

360000

年新增熟料

t/a

0

0

停产时间

天

90

2、烧成系统部分主辅机能力平衡对比表

设备名称

型号/能力

现有能力

改造后负荷

本次要求

生料提升

气力提升泵

80t/h

钢丝胶带提升机

回转窑

3×48m

50t/h

50t/h

提速

预热器

五级旋风

50t/h

50t/h

改造

分解炉

NSF

50t/h

改造

多管冷却器

210000m3/h

210000m3/h

改造

高温风机

180000m3/h

210000m3/h

更换叶轮

袋收尘器

210000m3/h

210000m3/h

检修

单筒冷却机

×33m

50t/h

50t/h

篦冷机系统

煤磨

×4.75m

10t/h

10t/h

不动

煤粉计量

改造

技术改造方案

1、石灰石破碎及输送

公司原石灰石破碎机采用2PF1010型反击式破碎机，台时产量在60～80t/h左右。

而公司石灰石的需要量为63t/h左右，现有的破碎机可以满足要求。

但目前存在问题：

一是工作时间长，工人劳动强度增大、危险性增高；二是设备的运转率太高，维修、保养时间少。

公司将2PF1010型反击式破碎机更换为一台台时产量为200t左右的PCF1618单段锤式破碎机，将B650石灰石皮带输送机更换为B800，更换板式喂料机进的电机和减速机，提高链板速度，使喂料能力达到200t/h，这种方案的优点是不用增加破碎机和皮带机房，工艺流程简单、管理维护方便、能耗低。

2、煤粉制备系统

公司使用的煤磨为Ф×4.75m风扫磨系统，煤粉分离采用粗粉分离器和旋风收尘器，产量为7～8t/h，刚好可以满足系统的用煤量，但是为了增加煤磨维护时间，降低粉磨电耗。

本次改造将粗粉分离器更换为动态选粉机，改造后产量达到10～14t/h，电耗大大降低，且满足生产要求。

3、烧成窑头

改造窑头罩；扩大窑头罩的容积，提高空气通过的能力，创造窑头形成负压的条件；

更换单筒冷却机为1200t/h第三代冲气梁式篦式冷却机。

篦冷机的热风一分为二：

一部分作为二、三次风入窑，增加煤粉燃尽率，降低能耗；一部分送往煤磨系统，用于烘干煤粉，降低热耗，并节省烘干煤粉的煤耗；

根据现场调研，现有的煤粉计量采用的冲板流量计已经不适用，煤粉计量不准确，这样导致的后果是熟料热耗高、操作困难、分解炉以及预热器结皮等后果。

本次改造拟将冲板流量计更为准确的科氏力称。

KXT（M）科氏力称煤粉计量系统，由BD称重标定仓、WD水平回转式稳流给料装置、科氏力称及控制系统组成，利用科里奥利（Coriolis）力学原理得到粉料的质量流量，计量精度高、稳定、调节速度快、计量过程受外界因素影响小，流程简单、布置紧凑、维护方便。

4、烧成窑中和三次风管

（1）原有回转窑的转速低，改造传动装置的电机和主减速机，使窑的转速达到min以上；

（2）三次风管改为水平结构形式以降低风管阻力，提高入分解炉的温度；

（3）窑头、窑尾的密封改造为复合式密封系统，漏风系数远远小于其它形式的密封，降低热耗，提高产量。

5、烧成窑尾改造

（1）改造窑尾喂料系统：

将原气力提升泵喂料改为N-TGD400钢丝胶带斗式提升机喂料，降低电耗，增加喂料系统的稳定性，减少入预热器系统的冷风，增加预热器的热交换能力，降低能量损失，减少窑尾高温风机的负荷；

（2）将原有的NSF分解炉蜗壳部分拆除，利用原分解炉筒体部分和窑尾烟室连接改造为上升烟道。

这样做既节约了改造投资又节省了改造时间；

（3）在预热器框架旁边增设N-MFC沸腾式分解炉

N-MFC离线分解炉的主要优点：

A、可在低温燃烧，一般内层温度为800-850C；

B、即使燃料燃烧不完全，进入烟道后仍能继续燃烧，炉内允许过剩空气系数仅为，可以减少废气量，降低系统的阻力和能耗；

C、炉内物料分布均匀，流化性能好，强化了传质和传热过程；

D、物料在炉内停留时间长，热交换充分，对质量不太稳定的生料和燃料不敏感；

E、系统结皮很少。

流态化分解炉的排气温度较低，炉内部不产生结皮，同时低温气体在汇流管处与窑尾高温烟气（1000℃±50℃）混合，控制了预热器系统的温度；

F、分解炉在预热器框架之外，单独设置，这种布置方式不仅不占用窑尾框架空间，还能在不停产的情况下改造。

（4）改造C1筒蜗壳的结构形式；改造进口结构，改造加长内筒，提高旋风筒内物料与气流的分离效率，减少循环次数。

（5）改造C2-C5旋风筒及联接管道中不合理的部分。

（6）窑尾烟室改造扩大以增加窑内通风，减少结皮现象的产生。

6、飞灰处理系统

（1）增加多管冷却器管道，处理风量210000m3/h；

（2）更换高温风机叶轮，处理风量210000m3/h；

（3）检修袋收尘器，使处理风量稳定在210000m3/h以上。

7、电气、控制部分

（1）设计范围

本次技改工程主要涉及烧成系统，包括烧成窑头中控室，窑尾预热器系统及窑尾废气处理系统。

（2）设备选型

厂变电所所至各车间动力配电箱电源及控制电缆均选用电缆配线，从车间动力配电箱至用电设备（除烧成车间、窑头至窑中、窑尾设有电缆沟，采用电缆配线外），其它一般采用线路敷设用桥架和穿管两种方式进行，具体做法视现场环境而定。

（3）自动保护措施

为保护安全生产，当某些参数的测量值超过允许值时能发出声光报警，必要时自动停止设备运行。

（4）车间电气控制

窑头控制室电控系统，根据公司实际，拟全部利用，不足部分填平补齐。

根据电气操作要求实现联锁联动，对50KW以上的电机实行间接起动，其控制设备除少量用旧设备外，其余部分将新增。

为了节能，对除窑尾高温风机外的其它电机，主要设备采用变频调速控制。

（5）自动化

根据公司目前自动化系统的现状，本次改造后烧成系统的测温、测压点基本不变，原有的仪表尽量充分利用。

在烧成系统（包括烧成窑头、窑中、窑尾及废气处理）采用DCS系统进行监控，其它需设控制要求的工段，设常规仪表控制。

本生产线的DCS系统，共含两个现场控制站，分别设于窑头、窑尾，主要负责现场数据采集和处理，同时向控制中心传送数据并接受控制中心的数据、指令。

控制中心设两个操作员站，一个工程师站。

在控制中心可以监视烧成工段的生产情况，监视和控制设备的运行，检测和控制该生产工段的温度压力、物位、流量等过程参数，实时监控各种过程参数，并具有报表功能，便于生产管理人员分析生产过程存在的问题，及时处理，从而稳定产品质量和产量。

改造后的系统工作原理

1、改造后工作原理

烧成系统由冷却机系统、窑头罩、煤粉燃烧器、煤粉粉磨系统、一次及二次煤粉储存输送系统、回转窑、三次风管、分解炉、窑尾预热器、多管冷却器、高温风机、袋收尘器及废气管道和生料计量提升系统、飞灰输送设备等组成。

窑尾的五级旋风预热器改造成为由五级旋风筒和一个分解炉组成的五级悬浮预热器。

该预热器具有结构简单、一级筒出口废气温度低系统阻力小的特点。

预热器工作原理

生料从窑尾生料仓下经叶轮给料机--皮带秤输送到提升机内，经提升机提升到窑尾框架顶部，喂入二级旋风筒的出风管中，经过撒料装置分散与出风管中的上升的热气流进行热交换，并随气流一起进入到一级旋风筒内。

一级旋风筒对含尘气体进行气固分离后，收下的被加热到约3OO度的生料粉经一级下料管进入到三级旋风筒的出风管中，经过撒料装置分散与出风管中的上升的热气流进行热交换，并随气流一起进入到二级旋风筒内。

二级旋风筒对含尘气体进行气固分离后，经二级旋风筒下料管进入到四级旋风筒的出风管中，经过撒料装置分散与出风管中的上升的热气流进行热交换，并随气流一起进入到三级旋风筒内。

三级旋风筒对含尘气体进行气固分离后，经三级旋风筒下料管进入到五级旋风筒的出风管中，经过撒料装置分散与出风管中的上升的热气流进行热交换，并随气流一起进入到四级旋风筒内。

四级旋风筒对含尘气体进行气固分离后，经四级旋风筒下料管进入到分解炉内，在分解炉内与二次煤粉混合，并在分解炉内被加热到850℃，进行分解，并被炉内的上升气流带走。

与窑内来的高温烟气混合后，进到五级旋风筒内，五级旋风筒对含尘气体进行气固分离后，收下的已经分解了85～90%的生料通过窑尾烟室进入窑内，进行继续分解和烧成。

分解炉燃烧用的空气通过三次风管从窑头罩引来，三次风管上设有阀门，以用来调节分解炉所用的空气量，窑尾烟室上部设有调节缩口，与三次风管上的阀门，调节窑--炉两个系统的平衡。

2、改造内容的技术特点

（1）对整个烧成系统进行总体平衡设计。

对于影响预热器系统风、煤、料平衡的诸因素进行分析，将多种直接因素或是其他间接引发潜在因素都予以考虑和解决，将整个烧成系统的工艺参数做到最优化的合理匹配。

通过对预热器部分设计参数的调整，结合预热器中的关键零部件的更换，充分的改善了整个预热器系统的料、煤、风的平衡。

在预热器的设计改造过程中，根据不同的要求合理的选择系统参数，再加上可靠零部件的保证，整个系统在正常运作情况下根本就不存在堵塞现象。

（2）窑尾预热器系统基本不设吹堵装置。

当然，在预热器设备上，也设计留制了部分吹堵口，是为了系统发生异常运转而堵塞时备用的。

在预热器及烧成系统的设计中，将多种直接导致堵塞或是其他间接引发堵塞的潜在因素都予已考虑和解决。

在正常生产时，几乎无结皮、堵塞现象。

（3）密封不严、跑风、漏料等问题解决，本次改造采用微动型锁风阀、高效撒料装置，可解决密封不严、跑风、漏料等问题。

微动型锁风阀，采用独有的内部结构，可做到锁风严密，下料量均匀，配合高效撒料板，可使物料与热气流充分接触，可消除预热器局部高温及内漏风现象。

在使用时操作方便，密封严密，可使系统漏风率大幅度降低。

微型系统锁风阀（解决常见的漏风问题）及高效可调节的撒料装置（由物理学的角度改制研发）为防止预热器堵塞起着重要的作用。

各种检修入孔门、观察孔门、捅灰孔在设计中已融入了杜绝“漏风”等有害现象的技术改造。

（4）N-MFC离线分解炉技术方面，掌握了不同于其他的成熟的改造技术,并使其更加先进可靠，主要表现为：

a、N-MFC出口与预热器部分的连接的结构更加合理，可有效避免积料塌料现象，使物料分散性更好；

b、预热器中的四级下料管入分解炉的位置进行了优化，可有效的减少压炉现象的发生；

c、三次风进入N-MFC分解炉的结构及位置进行了优化，保证炉内过渡区和提升区的合理匹配，使物料有足够的停留时间。

3设备方案

主要生产设备、工艺装备

表1-1现有主要生产设备、工艺装备明细表

序号

名称

规格型号

数量

生产厂

1

重型板式喂料机

BWJ1600*8500mm

1

平湖恒利机械制造有限公司

2

反击锤式破碎机

PF1010A

1

上海建设路桥机械设备公司

3

布袋收尘器

CXBC180-78/3

1

西安矿山机械厂一分厂

4

石子库

10×14m

1

5

石子库

10×15.5m

2

6

铁粉库

10×15.5m

1

7

粘土库

10×15.5m

1

8

胶带输送机

TD-B800×65m

1

巢湖长江建材设备有限公司

9

胶带输送机

TD75B650×66m

1

蒲白矿务局机厂

10

调速定量给料秤

TDG－650

12

滁州汇丰电子有限公司

11

皮带输送机

B500×36m

1

巢湖长江建材设备有限公司

12

皮带输送机

B500×56m

1

巢湖长江建材设备有限公司

13

皮带输送机

B500×63.5m

1

巢湖长江建材设备有限公司

14

立式烘干磨

MLY25

1

朝阳重型机器厂

15

立式烘干磨

HRM1700

1

合肥水泥研究设计院

16

通风机

MC6－39NO17F

1

重庆通用工业有限责任公司

17

通风机

A11666－

1

陕西骊山风机厂

18

袋式收尘器

LCPM－G96－2×10

1

吴江除尘设备厂

19

袋式收尘器

PPDC96－2×9

1

陕西斯达实业有限公司

20

生料库

6×14.4m

4

21

生料库

6×14.4m

4

22

链式输送机

FU410

1

巢湖市长江建材设备公司

23

链式机输送

FU350

1

巢湖长江建材设备有限公司

24

生料均化库

10×23.1m

1

25

提升机

NE100

1

芜湖市万正机械制造公司

26

风扫煤磨

×

1

四川矿山机器厂

27

窑尾袋式收尘器

MPC－47－16

1

吴江除尘设备厂

28

高温引风机

WY4-73-11NO9D

1

重庆通用工业（集团）有限公司

29

煤粉通风机

9-26-11

1

陕西骊山风机厂

30

排尘风机

C6-48-11NO11.5C

1

陕西骊山风机厂

33

罗茨风机

TYL53W

2

重庆通用风机有限公司

34

罗茨风机

TYL63LD

2

重庆通用风机有限公司

35

罗茨风机

TYL43LD

1

重庆通用风机有限公司

36

回转窑

3×48m

1

四川矿山机械厂

37

高温风机

2200SIBB50

1

四平鼓风机厂

38

煤磨玻纤袋收尘器

LCXS－Z－18

1

吴江除尘设备厂

39

螺旋输送机

LS315×21.5m

2

巢湖长江建材设备有限公司

40

螺旋输送机

LS500×30m

1

巢湖长江建材设备有限公司

41

罗茨风机

TYL32LD

1

重庆通用机器厂罗茨风机分厂

42

罗茨风机

TYL33LD

2

重庆通用机器厂罗茨风机分厂

43

链式输送机

FU410×24.5M

1

巢湖长江建材设备有限公司

48

熟料库

8×14m

4

49

石膏库

×6.8m

2

50

混合材库

×6.8m

2

51

皮带输送机

B500×36m

1

延河水泥机械厂

52

皮带输送机

B500×47.5m

1

西安户县方圆机械厂

53

提升机

NE100×26.7m

1

西安方圆机械有限公司

54

球磨机

×6.5m

1

延河水泥机械厂

55

斗式提升机

HL400×19.52m

1

合肥重型机械厂

56

选粉机

3.5m离心式

1

延河水泥机械厂

57

螺旋输送机

LS500×12.5m

1

西安方圆机械有限公司

58

螺旋输送机

GX300×17m

1

西安方圆机械有限公司

59

磨机袋式收尘器

FBB－136

1

西安环宇机械有限公司

60

胶带斗式提升机

D350×17m

1

合肥重型机械厂

61

螺旋输送机

LS500×31m

1

西安方圆机械厂

62

离心式风机

4－72－12NO8C

1

骊山风机厂

63

螺旋输送机

LS500×15m

1

西安方圆机械厂

64

螺旋输送机

LS500×21.5m

1

西安方圆机械厂

65

水泥库

8×16m

4

66

水泥库

10×16m

2

67

水泥散装库

×8.9m

2

68

胶带斗式提升机

D350×16m

1

西安方圆机械厂

69

包装机

BGY－2Z

1

唐山市祥云机械厂

70

计算机配料系统

TDG－L108

1

滁州中天自动化技术公司

71

管磨机

×13m

1

北京金正源水泥机械厂

72

袋式收尘器

PPDC64－4

1

西安环宇水泥机械公司

73

离心式引风机

9－26－

1

西安风机厂

74

空压机

VF－3V/7

2

西安压缩机厂

75

螺旋输送机

LS400×7m

1

西安方圆机械有限公司

76

帆布斗式提升机

TD400×23m

1

西安方圆机械有限公司

77

螺旋输送机

LS400×14m

1

西安方圆机械有限公司

78

螺旋输送机

LS400×14.5m

1

西安方圆机械有限公司

79

斗式提升机

TH400×22.4m

1

西安方圆机械有限公司

80

包装机

BGLW－2Z

2

唐山翔云自动化机械厂

81

熟料库

8×14.1m

2

82

石膏库

8×14.1m

1

83

混合材库

8×14.1m

1

84

胶带输送机

B500×50m

1

西安方圆机械有限公司

85

包装袋式收尘器

MDC47-16

2

吴江除尘设备厂

86

球磨机

×6.5m

1

延河水泥机械厂

87

提升机

TH400×24.2m

1

西安方圆机械有限公司

88

选粉机

Osepa500

1

陕西斯达有限公司

89

螺旋输送机

LS500×10m

1

西安方圆机械有限公司

90

皮带提升机

400

1

西安方圆机械有限公司

91

FU输送机

FU650

1

西安方圆机械有限公司

合计

121

烧成系统基本情况：

现有Φ×48m回转窑一条，设计转速，实际使用转速，斜度3%；窑尾采用低压损五级旋风预热器带NSF分解炉；熟料冷却采用Φ×33m单筒冷却机；生产能力为30～35t/h，实际出料温度300℃;窑尾采用气力提升泵供料，提升泵规格为Φ×，提升能力70t/h；窑尾喂料设备采用双管喂料，规格Φ300×，功率15KW，计量设备能力60t/h；煤粉制备采用Φ×风扫式煤磨，产量7～8t/h，电机功率280KW；采用四通道喷煤管；废气处理系统：

采用多管冷却器，规格H29602，冷却设备出口温度280℃，高温风机型号为2200SIBB50，处理风量180000m3/h，全压9319pa，配用电机功率为710KW；LCXS－Z－18袋式收尘器，处理能力200000～210000m3/h。

预热器的基本情况：

C12×Φ3000（有效）高度：

9180C5－C4出风管Φ2500

C2Φ4500（有效）高度：

8050C4－C3出风管Φ2500

C3Φ4500（有效）高度：

8050C3－C2出风管Φ2380

C4Φ4800（有效）高度：

8750C2－C1出风管Φ2280

C5Φ4800（有效）高度：

10750C1－多管冷却器Φ1800

分解炉为N－SF。

新增主要生产设备

表1-2新增主要生产设备

序号

设备购置

规格、型号

单位

数量

备注

一

生产设备

1

充气梁新型篦冷机

1200t/d

台