300t活性石灰竖窑项目建议书.docx

1、300t活性石灰竖窑项目建议书活性石灰竖窑300t/d项目建议书1工艺技术方案1.1原燃料条件1.1.1原燃料成分影响竖窑生产的原料是石灰石，CaO含量采出品位平均为51-54%。其主要成份为CaCO3，这是评价石灰石矿优劣的主要指标。要想生产出高品位的活性石灰，必须坚持精料方针，加之科学的煅烧工艺，因此原料条件的好坏，是生产活性石灰的前提。石灰石杂质主要有：SiO2(二氧化硅)，Al2O3(三氧化二铝)，Fe2O3(三氧化二铁)，Na2O(氧化钠)，K2O(氧化钾)，P(磷)，S(硫)等。这些杂质有些来自石灰石，有些来自焦炭（煤），在煅烧过程中，这些杂质与CaO、Na2O化合，影响活性石灰质

2、量。ZBD53002-90石灰石标准规定成 分MgOCaOSiO2PS含量（%）350-541-40.005-0.0400.025-0.151.1.2原燃料粒度的影响焦炭粒度应当与石灰石粒度相适应，据生产经验石灰石与焦炭粒度比为2：1左右较好。焦炭粒度过大，则燃烧时间长，局部产生热量高，此处的石灰石在高温下煅烧，石灰石易产生过烧或表面烧结，甚至会出现未燃完焦核出窑；粒度过小时，焦炭中的细小的碎焦、焦末多，入窑后，随废气上浮，排出窑外，使机械不完全燃烧损失增大，烧成带会上移，变短，使石灰石未经充分燃烧，石灰石没有进行有效地分解，从而使得生烧增加。总而言之，要严格控制原、燃料中杂质含量及合适的粒度

3、比，以确保生产高质量的轻烧石灰石。1.1.3石灰石成分及粒度石灰石成分：CaO51%石灰石粒度：3060mm ，小于30mm5%，大于60mm5%。1.1.4焦碳成分及粒度焦碳成分：固定碳：85%，挥发份：12%，灰份：815%焦碳粒度： 2540mm，小于25mm5%，大于40mm5%，最大45mm，最小20mm。焦碳低发热值：67004.186kJ/kg1.2主要技术经济指标主要技术经济指标表2-1序号指 标 名 称单 位数 值备 注1竖窑座12竖窑有效高度m243竖窑有效直径m4.84日历作业率%905年工作日天3306石灰石消耗t/d5947活性石灰日产量t/d3008 煅烧温度125

4、09 废气出窑温度20010活性石灰出窑温度8011热耗kJ/kg灰401312电力消耗kWh/t灰20.813焦炭消耗kg/t灰14014石灰石消耗kg/t灰19801.3物料平衡物料平衡图 单位： t/h 1.4工艺流程1.4.1工艺流程简述由上料皮带输送过来的石灰石和焦炭经皮带卸料车分别送到石灰石料仓和焦炭仓。石灰石仓的石灰石和焦炭仓的焦炭经振动给料机、称量装置落入中间斗，中间斗经振动给料机落入混料斗内。混料斗内的石灰石与焦炭混匀装入装料小车，经卷扬系统运至窑顶料斗，经布料器均匀布入窑内。竖窑本体大致可分为三带，自上而下依次为预热带、煅烧带、冷却带，随着成品灰的排出，窑料靠自重缓缓下移。

5、在预热带冷料与从煅烧带上来的高温废气，产生热交换，高温废气得到冷却，冷料被预热可达830850左右；在煅烧带石灰石吸热分解，焦炭燃烧补充热量，煅烧带温度一般控制在10501200范围，高时可达1300左右；在冷却带，烧成的高温活性石灰与窑底下部的风帽吹入的冷风进行热交换，冷风被预热到600700左右，活性石灰块则被冷却到3070左右，预热的空气作为煅烧带焦炭燃烧的助燃空气。燃烧产生的废气和CaCO3分解产生的CO2则由窑顶排出。烧成的活性石灰由竖窑下部的卸灰机均匀卸下，通过两段出灰阀交替动作，断续排出，实现不停风将灰卸到成品皮带上。 1.4.2工艺流程图 助燃空气 烟气1.5主体设备配置1.5

6、.1储料系统竖窑旁料仓(两座)： 单仓有效容积400m3 ，单仓可贮存石灰石580t(4001.45=580)，单座竖窑石灰石下料量24.75t/h，可供单座竖窑生产24h(58024.75=23.67)。（石灰石堆密度取1.45t/m3 ）焦炭窑旁料仓(两座)： 单仓有效容积100m3单座竖窑石灰石下料量24.75t/h，1吨石灰石需要焦炭为80kg，根据与石灰石仓配比和工艺要求，焦炭容积100m3 ，共贮存焦炭50t(1000.5=50)可供单座竖窑生产的时间为25.0h（5000024.7580=25.25）。（焦炭的堆密度取0.5t/m3）1.5.2混配系统在混配系统指从配料料仓下口开

7、始到上料小车入口为止。这个范围内，工艺设备有石灰石振动给料机2台，振动给料机型号为ZG120，焦炭振动给料机2台，振动给料机型号为ZG60；石灰石和焦炭配料秤各一套。其中振动给料机的给料能力分别为120t/h和60t/h。每次石灰石给料2.6吨，需要时间为78S，焦炭给料0.2t，需要时间12.5S，石灰石和焦炭配料秤的秤量范围分别为5t和1t，精度均为2。1.5.3斜桥卷扬卷扬系统是指从上料小车开始至窑顶料斗入口为止。这部分主要包括上料小车、斜桥及支撑、平衡重锤及卷扬机。上料小车有效容积2m3，每批料重2.6t，采用周期上料制度，正常上料周期267S。卷扬机型号和工艺参数为：电动机：Y225

8、M-4，45kW减速机：ZS82.5-2-A，i=57.17卷筒直径：650mm最大提升速度：0.89m/s提升高度：50.5m卷扬机最短循环时间 ：150S1.5.4窑顶布料系统主要有窑顶受料斗、支架平台、钢梯等钢结构组成。工艺设备有密封加料装置1台，有效2.2m3,旋转布料器1台；旋转布料器电机功率7.5kW，旋转速度57r/min，过料截面直径570mm；动力源为压缩空气，使用压力为0.4MPa，瞬时最大用气量3m3/min。1.5.5竖窑本体竖窑本体系统主要包括竖窑钢结构、梯子、平台和窑内砌砖，窑内砌砖主要采用高铝砖、轻质粘土砖、耐火纤维和预制块。竖窑大修期为6年，窑壳温度70，窑墙厚

9、度为800mm。各段砌体厚度如下表：单位mm段别 材质预热段煅烧段冷却段缩口高铝砖LZ-65464高铝砖LZ-55464464轻质粘土砖NG-0.8232232轻质粘土砖NG-1.0232耐火纤维毡104104104喷涂料1001.4.6出料系统主要由仿真风帽、送风管道、钢结构锥形管、支撑架、卸灰机、两段出灰阀及检修平台等组成。工艺设备有卸灰机和两段出灰阀。卸灰机最大卸灰能力84t/h，电机7.5kW，采用变频调速；两段出灰阀有效容积5.5m3，每批出灰量6t。1.4.7助燃风系统主要包括高压离心鼓风机、消音器、滤清器、压力表、手动葫芦和供风管道组成。风机型号为9-268D型，电机功率为160

10、kW；风量：19277m3/h，风压：15818Pa。1.6采用关键的工艺技术(1)窑顶布料窑内合理布料是生产优质活性石灰的重要技术之一。在窑内合理布料是指石灰石、焦炭在窑内“点、网”均匀分布，没有不同物料的偏析；窑顶料面是呈平缓连续的马鞍形。本公司开发的旋转布料器具有以上功能，可实现理想的布料。其布料方式分两种：环形布料(自动)和定点布料(手动)。正常操作时，采用环形布料；煅烧出现异常情况时，采用定点布料和通过调整挡料反射板的位置，靠窑顶布料形状的调整来调整竖窑的运行状况。其中定点布料开关设在窑顶监视门附近。在旋转布料器的圆周上均布9个限位开关，并在上位机上显示旋转溜槽的位置。(2)计算机仿

11、真风帽采用计算机仿真模拟竖窑内部气流运动的流场和温度场，是计算机仿真风帽的技术关键点。多年来通过计算和计算机模拟并在实践中不断校验，开发了结构独特的计算机仿真风帽。该风帽可保证窑内断面上供风的均匀性，使竖窑内部的流场和温度场达到最佳，从而保证整个断面燃烧的均匀性。(3)卸灰机HJ卸灰机的关键点是物料在窑内平稳下移。开发的HJ卸灰机能够很好地将竖窑窑膛内烧成的生石灰定时而均匀地卸下，供给二段出灰机。它既可在窑外方便地控制下料速度，又能使窑内断面各处下料均匀，从而保证了窑内料柱均衡地下降和在料柱产生异常时及时排除，利于窑断面的通风均匀。(4)两段出灰阀出灰装置是影响竖窑利用系数和操作的关键部位。开

12、发的二段出灰机能够做到在不停风的情况下正常出灰，有效的避免了气体的外泄。由此实现竖窑稳压恒量地供风和窑内气流的合理分布，保证了煅烧质量，改善了工作环境。(5)竖窑绝热竖窑的绝热性能一方面反映在节约焦比上，另一方面是竖窑的顺行上。因此，对竖窑采取合理的绝热和良好的窑衬结构，能够达到绝热节焦、延长窑衬寿命和节省投资的目的。在本次设计过程中，根据耐火材料的性能和使用条件，采用特殊的窑衬结构，绝热效果好。窑衬使用的耐火材料主要为高铝砖、轻质粘土砖、硅酸铝耐火纤维等。(6)竖窑温度检测在竖窑的四个温度带上分布4排热电偶，每排设4支热电偶，用于检测窑内温度(感应温度)。热电偶分别布置在预热带、预热带和煅烧

13、带结合处、煅烧带与冷却带结合处、冷却带。以实现快速、准确地探知煅烧带的位置，为竖窑的热工控制提供快速准确的参数。如果热电偶直接接触窑内物料，则经过一段时间后，窑衬磨损露出热电偶探头，探头在较高温度下经料磨损易造成损伤，另一方面，如果探头透过耐火砖直接与物料接触，有可能接触到灼热的焦炭或吸热的石灰石，理论推算焦炭燃烧温度可高达14001500左右，而石灰石正在吸热，其表面温度较低，所以热电偶测出的温度上下波动，基准温度难以掌握，隔一层耐火砖时，所测量的是某一局部区域温度，不再是某一点温度，因此间接测法虽然是测定某一区间的平均温度，但其波动小，比较稳定。间接测量反映的温度值与窑膛内的实际温度值存在

14、一个时间上的滞后现象。但这种现象对大的竖窑生产是允许的。2电气自动化2.1概述主要内容有：AC380V低压配电系统，上料系统、竖窑本体、出灰系统、除尘系统等的自动控制。设备的防雷、接地以及辅助设施电气传动、照明。2.2供配电：本工程需新建低压变电所，采用两路AC380V电源进线，两路供电回路为互为备用方式，当一回路发生故障时，另一路能带动全部负荷。变电所设置两层：放置低压柜、软启动柜、变频器柜、PLC柜、工业电视柜及计算机操作台等。低压配电电压AC380V；控制电源、仪表电源、PLC电源电压为：AC220V；照明电压为：AC220V。检修电源为：AC380V/AC220V。2.3电力拖动：根据

15、工艺要求，所有电机采用三相交流异步电动机。装机容量按一座竖窑考虑，计算机及PLC柜、低压配电柜也按一座竖窑考虑。一座竖窑石灰石振动电机、焦碳振动电机、石灰石皮带机、焦碳皮带机、卷扬电机、布料器、卸灰机采用西门子变频拖动，风机采用富士变频拖动；其它部分采用常规拖动，一座竖窑的烟气除尘风机和岗位除尘风机主电机都采用软启动。2.4控制方式系统控制分为集中控制和机旁手动控制两种方式。集中控制对系统按PLC程序自动并配合计算机操作共同完成。机旁控制机旁控制方式选择开关处于机旁位置，系统的操作由机旁操作箱完成，对于一些单体设备亦采用机旁操作箱来完成。2.5自动控制根据自动控制系统的生产实践，本次设计采用P

16、LC控制系统。计算机配置为：P4 2.4GHZ 、硬盘80G、内存512M、19英寸显示器。PLC完成基础自动化控制，主要完成的项目有：实现对石灰石、焦碳的自动称量，称重误差自动补偿，以及三种物料的自动配料，自动混匀。完成卷扬电机按PLC的速度曲线（遵循减加减速度）实现矿车上升下降，卷扬电机速度由变频器控制。根据工艺要求，布料器按九点布料方法定时、定位、递进均匀布料。根据料位计的读数（上、下限）给出开始出灰和结束出灰的信号。石灰石振动给料机、焦碳振动给料机、石灰石皮带机、焦碳皮带机、卷扬电机、布料器、卸灰机、风机等需要调速的设备，采用变频调速器，并通过PLC给定值（420mA）进行调速。PLC

17、与上位机通过通讯模块进行数据通讯。PLC用于过程控制主要为完成数据处理、参数设定、数据采集，通过计算机显示画面直接显示工艺流程和各点参数，其功能为：完成窑况温度、一次风压力、流量等模拟量数据采集。变频器设备速度设定，石灰石、焦碳等原料给定值设定，补偿值及误差值显示。各种动态参数的趋势图、直方图显示。对整个生产工艺流程以动态画面的形式进行动态显示。由计算机实现对称重值及参变量的设定显示，并实现班、日报表定时打印，并对主要热工参数进行统计、管理、打印报表。主要设备报警显示及记录。3.6防雷、接地接地系统按以下几类设置：电气设备、构件等的保护接地。PLC、计算机等弱电工作接地。 本工程建筑物属于II

18、I类工业建筑物，设置防直接雷措施。2.7工业电视本方案中对于一些关键岗位，人们不易长期呆的地方，而且重要地方设置工业电视，主要有：竖窑窑顶、卷扬电机、配料下料口等地方，监视器安装在主控室内，以监视主要设备的运转情况。3仪表检测和控制3.1设计范围本设计范围包括竖窑本体以及上料系统的过程参数检测与控制。3.2控制方式与装备水平所有温度、压力、流量等工艺参数采集均进入控制系统。由控制系统完成过程信号的采集和集中显示。控制系统采用西门子的S7-300系列可编程控制器，与电气共用。3.3主要检测项目(一座竖窑)1、竖窑1）窑体四段温度检测，共16点。2）窑顶温度压力检测，共2点。(温度检测1点，压力检

19、测1点)。3）上升管温度检测，1点。4）出灰温度检测，1点。5）助燃风压力流量检测，共2点(压力检测1点，流量检测1点)。6）窑顶料线检测，1点。2、上料系统石灰石重量检测 1套(由工艺设备带)焦碳重量检测 1套(由工艺设备带)3.4主要仪表设备选型一次仪表在满足工艺要求的前提下，尽量选用准确、可靠、实用的设备。具体选型如下：温度检测选用热电偶或热电阻测温；压力检测选用压力或差压变送器；流量检测采用标准孔板；4投资概算工程内容主要包括：土建工程、主体工艺设备部分、供风及除尘系统、电气控制系统、仪表部分、给排水及消防设施、总图部分等各项专业，工器具及生产家具购置费，其它费用。工程项目名称概算价值（万元）土建工程250主体工艺设备部分424耐火材料及砌筑76供风系统20除尘系统124电气控制系统57仪表部分27给排水及消防设施4总图部分24工器具及生产家具购置费设计费用60总投资1066