岩棉电加炉生产线及新工艺技术方案.docx

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岩棉电加炉生产线及新工艺技术方案

岩棉加热电炉生产线及新工艺

技术方案

一、概述

市场上热熔渣主要来源于电厂旋风炉热熔渣、钢厂热熔渣和工业热熔渣，利用热熔渣可以生产矿渣棉、岩棉，利用冷渣（水淬后的炉渣）可以生产矿渣棉、岩棉、水泥、空心砖等建筑材料和保温材料；不是所有的热熔渣都可以生产岩棉，可以生产岩棉的热熔渣的酸度系数要大于1.5，酸度系数要小于1.5的热熔渣只能生产矿棉；西格马利用热熔渣生产岩棉加热电炉生产线就是经过对热熔渣的成分分析后，加入一定的添加剂能够是热熔渣的酸度系数在1.5-2.0之间，热熔渣的酸度系数的高低，直接影响热熔渣的成分、熔点、粘度、调质调温的难易程度，以及岩棉纤维的线径、长度、纤维板或者粒状棉的保温效果和耐火温度等技术指标。

下面是利用旋风炉的热熔渣生产岩棉的案例。

1、基本情况

旋风炉是利用高速旋转的空气流使燃烧颗粒高速旋转和燃烧的设备，且多数被用于固体废弃物的处理，经燃烧后的旋风炉的热量可以用来加热锅炉，通过锅炉产生的过热蒸汽进行发电，而经过旋风炉燃烧后的固体废弃物形成高温的熔融渣，温度可达到1200-1300℃左右，其中的大部分熔融渣被热风摔在旋风炉内壁下部的熔池内，熔池内的熔融渣通过溢流口流出，流出熔融渣以液态不固定流注形式流到旋风炉外；还有部分熔渣在上部的旋风炉的内壁上部冷却水管上形成固态熔渣，固态熔渣结块后不定时直接掉到旋风炉下部。

传统的对旋风炉的熔融渣普遍采用水淬工艺，将熔融渣骤冷淬化成细粒流入沉渣池，在沉渣池中利用脱水器对熔融渣脱水处理后送到综合利用厂。

水淬工艺处理熔融渣需要耗费大量的水资源，并且水淬过程中会产生大量的水蒸气和硫化物等有害气体，容易腐蚀周围设备甚至污染大气环境，由于要对渣料进行回收再利用，水淬后的渣料由于含有大量的水分而需要利用干燥设备进行干燥除湿，用于对熔融渣冷却之后的高温冷渣水中也因为含有大量的有毒离子而没有回收利用的价值，浪费了资源，以某锅炉为例，1500℃的熔融渣比热约为1.19kJ/（kg·℃），凝固潜热210kJ/kg，1t熔渣约含1800MJ显热和209MJ潜热，折合标煤约62kg/t渣，按每小时排11t渣，每天排掉的热量折合标煤约23.19吨。

现有技术中熔渣干式粒化方法主要有滚筒法、转鼓法、离心法、粒化轮法、风淬法等，其中滚筒法是渣流冲击到旋转滚筒表面时被破碎，粒化渣再落到流化床进行热交换；风淬法是指用大功率造粒风机产生高压、高速气流将熔渣流吹散、粒化。

粒化阶段，采用一种高压风动力对熔融渣进行粒化和冷却，所使用的将熔融渣粒化需要大量的高压空气，不仅电能消耗巨大，而且容易车间环境和大气产生二次污染，更不利于工作人员的身心健康。

现有的技术中从旋风炉下部流出的热风和热熔渣的显热被全部浪费。

2、锅炉现场基础状况 

2.1锅炉燃烧温度范围：

1700-1900℃

2.2出炉余渣的温度范围：

1250-1350℃（流动状态不好）

2.3出炉口尺寸：

Φ600mm

2.4出炉口离地面高度：

3700mm

2.5炉渣的主要成分：

SiO2含量20-45.9％，AI2O3含量15-26.5％，Fe2O3含量5-10.4％，CaO含量5-29.5％，MgO含量2.1％，以上含量合计为94.4％。

2.6锅炉离出口的距离：

第一台离大门出口外路边的距离为28m，第二台离大门出口外路边的距离为32m，第三台离大门出口外路边的距离为64m，第四台离大门出口外路边的距离为68m，

2.7车间大门出口外路边到第一个台阶的距离约为150m，第一个台阶的高度约为4m；第一个台阶到第二个台阶的距离约为300m，第二个台阶的高度约为4m；

2.8车间通道的尺寸为两柱之间宽度为4100mm，驻外到锅炉2800mm。

二、湿法水淬回收工艺改进的难点分析

1、熔融渣以液态不固定流注形式流到旋风炉外，液态熔渣温度大约为1300-1350℃，粘度较大，液态熔渣流到渣包后，不能倒出来，造成无法持续回收，无法形成后续产能和利用。

2、熔池内的熔融渣通过溢流口流出时，总是粘连成半固态熔渣，需要人工辅助才能保证旋风炉正常运转。

3、熔渣的酸度系数大约在5.0-8.0之间，不符合岩棉的质量要求。

4、调整熔渣酸度系数需要的石灰石用量较大，根据酸度系数为6计算，CaO的添加量大约为15％左右，石灰石CaCO3的加入量为26.76％，添加剂的加入量太大。

5、调质调速调温的综合难度较大。

6、运输距离较长（大约100-300m），高温熔渣运输难度较大。

三、西格马旋风炉液固态熔渣回收创新技术和效果

1、利用西格马旋风炉液固态熔渣回收整套设备，几乎可以100％利用液态炉渣的显热。

2、几乎可以100％回收利用液态炉渣出料口的热风中储存的热量。

3、可以提高锅炉的热电转化效率，转换效率效果待评价。

4、可以降低解决出渣口人工辅助出渣的人力成本，实现全部自动流出液固态炉渣。

5、可以通过添加剂反应调质炉调节酸度系数、平衡液态炉渣的流出温度，提高离心机转棍的使用寿命。

6、整套系统具有省电、节能降耗的显著特征。

7、电厂锅炉余渣利用解决方案：

是由洛阳西格马炉业股份有限公司提出的、电厂液态炉渣通过在线加热熔渣系统、在线梯度加热液态化系统、液态渣包调质炉系统、电加热均质调速调温系统的解决方案。

7.1利用锅炉炉渣的预热，经过加热、保温、流动环节，实现熔融炉渣的转移、再利用，节约能源、变废为宝、增大效益。

7.2西格马整套系统不仅可以实现旋风炉余渣自动流出、自动加热、渣包调质满足拉丝需要，而且，可以收集旋风炉的出渣过程中热气流损失的热量，还可以改善旋风炉内部的温度梯度，进而提高煤转热、热转气气转化效率。

7.3在线加热熔渣系统（专利技术仿冒必究）的主要作用：

1、旋风炉出渣口粘接的熔渣可以自动流出，无需人工扒渣；2、原来的出渣口损失的的热量有两部分：

熔融渣中带出的热量和热风带出的热量，熔融渣带出的热量随加热后形成的液态渣，进入后续工艺生成纤维；8、出渣口的热风回到旋风炉内或者部分用于加热熔融渣，部分用于改善旋风炉的温度梯度，热风转化为气，提高了煤转化气的热效率，降低了电的成本；

9、在线加热熔渣系统使用电加热，使用的电量用温度来表示时，就是把1350度的熔融渣变成1450度的流体渣，这个用电量的成本是非常小的，大约一台40-50千瓦的电炉，工作状态的用电量可能是总功率的30-40％，这个成本是非常小的。

按40KW×30％×24小时×30天×0.3元/度=2592元/月。

5、节省的成本：

（1）一台旋风炉3班×1人/班×3000元/月=9000元/月，

（2）热风损失的成本=几千吨水的温度从常温升到60多度+车间的温度从室温增加到50度；（3）6吨1400度渣/天×30天，（4）旋风炉的温度的升高提高的气转化为电的热能。

应当是十分划算的。

10、西格马旋风炉下部在线加热熔渣系统（专利技术仿冒必究）全套设备、利用热熔渣生产岩棉加热电炉生产线全套设备（专利技术仿冒必究）及工艺方法（专利技术仿冒必究），是具有专利技术岩棉生产加热电炉成套设备，是具有节能降耗、绿色环保、固废再生资源利用的高科技产品。

四、产品结构和组成 

1、生产工艺描述

利用西格马专利发明的在线电加热熔炉（Ⅰ）和在线梯度加热液态化系统（Ⅱ）接收旋风炉下部的热熔渣，实现热熔渣的自动流出、自动接收、自动加热功能，不仅有利于改善电厂生产环境和成本，而且，实现热熔渣自动生产线的第一个环节：

实现热熔渣的自动流出、自动接收、自动加热功能。

经过用户自制运输系统，将热熔渣运送到岩棉生产车间，将热熔渣导入电加热调质反应熔炉（Ⅲ），根据热熔渣的化验结果进行调质，通过输送系统将调质需要石灰石固体粉状原料自动添加到电加热调质反应熔炉内，经过加热、保温、反应过程，热熔渣的成分符合岩棉需要的酸度系数后，液态热熔渣通过溢流口、溢流通道流入电加热均质调速调温熔炉（

），液态热熔渣在电加热均质调速调温熔炉内，经过均质、搅拌、混合均匀、调速、调温环节后，液态热熔渣自动流入离心机进行拉丝成绵固化成板包装工艺。

西格马六项专利发明技术，仿冒必究！

2、设备的组成

西格马岩棉加热电炉生产线设备组成：

旋风炉液固态废渣热回收系统的结构组成：

主要由

（1）在线加热熔渣系统、

（2）在线梯度加热液态化系统、（3）电加热调质发应熔炉系统、（4）电加热均质调速调温熔炉系统、（5）温度控制和测量系统、（6）自动化控制和监视系统等组成、（7）调质工艺及技术方案、（8）其他辅助设施。

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3、整套设备主要技术参数

3.1设备使用温度范围：

室温-1550℃

3.2主体设备数量：

7套（详见设备组成描述）

3.3电加热熔炉熔池数量：

6套

3.4电加热熔炉生产线加热功率：

2600KW，装机总功率：

3500KW

2.5电源参数：

380V、50HZ2

3.6保温材料种类：

耐火砖、浇注料、刚玉、陶瓷纤维、氧化铝纤维等

3.7添加剂：

石灰石

3.8添加剂加料方式：

输送带输送

3.9搅拌方式：

电动搅拌

3.10液态炉渣的净流出流量范围：

3.3-4.0吨/小时

3.11流出的液态炉渣的酸度系数：

1.5-2.0

3.12液态熔渣最终流入离心机的温度范围：

1350-1500℃

3.13液态熔渣的酸度系数均匀性：

1.8±0.3

3.14液态熔渣的流速稳定性：

3.8±0.5吨/小时

3.15自动化控制系统：

旋风炉液固态废渣热回收控制系统主要分五个部分，分别是用户界面、温度测量、加热控制、动作控制、计量检测。

这五个部分相对独立，各自采用最优的配置方案，通过系统部件之间的互相协调，可以达到最好的控制效果。

3.16动作控制部分通过西门子smart系列PLC实现对设备所有动作的控制，西门子smart系列PLC拥有丰富的配置选项，可以通过各种扩展模块实现复杂的控制功能，比如通过旋转型编码器、光栅尺或者伺服电机进行位置控制，通过模拟量扩展模块和变频器实现速度控制，通过数字量模块实现状态监控、动作指定等。

西门子smart系列PLC是新一代高性能逻辑控制单元，具有速度快、容量大、体积小、扩展性好、模块丰富、通信简便的特点，具有良好的业界口碑。

该PLC面向高速、高精度、更加实时的控制，配以高性能的脉冲计数单元、脉冲输出单元、数字I/O单元、模拟量I/O单元，就可以实现所有的控制目标。

3.17安全性、可靠性：

具有温度控制部分具有自动控制、自动报警功能；电动调制搅拌、调速通过PLC控制功能实现自动调节；全套系统采用传统技术+西格马创新理念实现旋风炉液固态废渣热自动回收、自动搅拌、自动调节流速。

4、设备制造参考标准

4.1GB/T10066《电热设备的试验方法》第4部分：

间接电阻炉

4.2GJB/T10067-2008《电热装置基本技术条件》第1部分：

通用部分

4.3GB10067.1《电热设备基本技术条件》

4.4GBJ87《工业企业噪声控制规范》

4.5GBZ1《工业企业设计卫生标准》

4.6GB9078《工业炉窑大气污染物排放标准》

5、设备随机供应的主要图纸

5.1平面布置图及控制柜尺寸图2套

5.2加热系统图、电力控制系统图、报警系统图2套

5.3电气原理图、电气接线图2套

5.4设备安装、维修、使用说明书2套

5.5设备合格证书1份

5.6机械原理图2套

5.7其它技术资料1套

5.8提供设备外购零部件、主要配置件及备品备件清单，清单中应包括零部件名称、规格、数量、制造厂商。

6、设备主要元器件供应及生产厂家

6.1PLC控制系统采用SIEMENS西门子Smait系列。

6.2温控仪采用厦门宇电，带通信接口，精度0.2%（或优于）。

6.3触摸屏采用：

欧姆龙。

6.4可控硅模块采用襄樊台基。

6.5按钮/开关/交流接触器采用施耐德、西门子。

6.6热电偶采用安徽天长S型Ⅱ级双芯热电偶。

6.7其他电器元件均采用国产上海电气、正太电器、襄樊台基等。

6.8耐火材料采用洛阳耐火研究院的纤维板、浇注料、氧化铝空心球。

6.9设备的喷涂颜色能按甲方的要求统一进行喷漆。

6.10所有电接点、触点以及其他可能发生触碰危险的装置均需设置安全防护罩及警示标示。

6.11所有传动系统及运动件均需设置钢制防护罩及安全警示。

6.12变压器采用连云港工业变压器有限公司

6.13岩棉加热电炉生产线及新工艺采用洛阳西格马炉业股份有限公司。

7、设备安装运行条件

7.1供电量：

电源功率3500KW，电压380V。

7.2环境：

常温常压、自然化境。

7.3压缩空气供气量：

10.0m3/h，压力为0.5MPa～0.7MPa，流量：

0.3m3/min。

7.4自来水：

10m3/h。

7.5设备地基：

混凝土

7.6天车:

10吨

7.7其它现有条件：

根据现场条件装配。

8、设备包装和运输

8.1包装箱应采用新的、坚固的、经过环保木箱或铁皮箱，适用于运输和整体吊装；

8.2具备防潮、防锈、防震的功能。

8.3运输：

汽车运输，运输费用由用户承担，供方可以代办托运。

9、设备质量责任保险条款

9.1本设备已经由供方投保（产品财产质量保险），保险单位为中国人民财产保险公司洛阳分公司；

9.2在供货和运行过程中，如果发生质量问题和第三人受到危害等由中国人民财产保险公司洛阳分公司提供保险，详见保险条例。

10、需要用户自备的辅助设备

10.1供电源设备；

10.2供水设备；

10.3供气设备；

10.4检验化验设备；

10.5安全劳保设施；

10.6设备以外的安全护栏和标志；

10.7电炉烟气处理环保设备，环保设备由供方负责时，需要另行签订供货协议，正常报价中不包含环保设备报价（另有说明的除外）；

10.8远距离用电缆、各种管道；

10.9用户自备设备的安装运行；

六、安装调试、售后服务和技术培训

6.1西格马设有维修服务中心及备件库，有常设的服务工程师，能对设备的维修、备品的供应、技术咨询等提供长期、可信的服务。

6.2设备最终验收后，保修期为1年（各类阀、电气柜部分的质量保修期为2年），保修期内设备损坏由供方修复。

质量保修期内正常操作条件下设备故障将由卖方免费进行维修。

6.3在保修期内，如设备发生故障，应在接到通知后24小时内予以响应，72小时内到达现场，5日内排除故障，故障未解决，维修人员不得撤离。

6.4设备在到厂验收通过并投入使用后，如再发生设备的搬迁，卖方负责该设备的拆装、安调过程的技术支持，搬迁费用及人工工资由需方承担。

6.5设备包装：

包装箱应采用新的、坚固的、经过熏蒸后的木箱或铁皮箱，适用于运输和整体吊装，具备防潮、防锈、防震的功能。

七、技术研发和创新

7.1产品的过程检验（由用户完成仪器采购、供方负责提供检验需要的简单设备清单，需方需要供方提供化验方法和培训的，另行收费）

7.2旋风炉液态熔渣检验（研发费用由需方承担）；

7.3添加石灰质成分检验（研发费用由需方承担）；

7.4向煤粉中添加石灰石量比检测（研发费用由需方承担）；

7.5向调制熔炉中添加石灰石量比检测（研发费用由需方承担）；

7.6酸度系数分析（研发费用由需方承担）；

7.7温度与酸度系数、熔点、流量关系分析（研发费用由需方承担）；

以上研发过程中工艺分析、实验、工艺过程检验、配方、生产中的调节方法，由西格马超高温烧结和计量研发中心、河南科技大学、电厂、北京大学等联合研制。

7.8产品的调质工艺控制：

由于现有熔渣酸度系数较大（5-6），初步考虑需要通过煤粉中添加和调质熔炉添加石灰石调节酸度系数。