Single-bar型滑架裝置在水泥窯協同處置污泥項目中的應用

吳永哲，陳學勇，胡　龍

Single-bar型滑架裝置在水泥窯協同處置污泥項目中的應用

吳永哲，陳學勇，胡龍

隨著我國社會經濟的快速發展和環保意識的不斷增強，污泥的最終處置日漸受到高度重視，各行業都在尋找高效、合理的污泥處置解決方案。其中建材企業根據自己的生產特點及優勢，采用水泥窯協同處置污泥方案，取得了良好的社會效益和經濟效益。本文以陜西某水泥廠的水泥窯協同處置污泥項目為例，介紹Single-bar型滑架裝置在污泥處置過程中的應用。該項目使用的是一種設在污泥料倉底部的矩形滑架，作為污泥處置的儲運工序，通常應用于直壁料倉倉底，與卸料螺旋配合使用，主要用于料倉中污泥破拱、輸送、卸料。

Single-bar型滑架；協同處置；料量控制；液壓驅動

1　項目概況

陜西某水泥廠2×2 500t/d熟料生產線，積極響應國家環保政策，結合企業自身轉型需求，建設水泥窯協同處置污泥項目。該廠所處置的污泥主要來自周邊電子廠、汽車廠的工業污泥（污泥的理化特性分析見表1、表2），污泥輸送工藝流程如圖1所示。專用污泥車將污泥料餅倒入污泥倉，滑架安裝在料倉底部，每列滑架由液壓缸驅動，通過滑架的往返運動將污泥輸送至端部的螺旋輸送機，螺旋輸送機將料餅進行初步破碎并送入皮帶秤，物料經皮帶秤到達輸送皮帶，進入水泥窯高溫煅燒成熟料。本套工藝既處置了污泥又節省了生料，達到了環保、經濟的目的。

表1　污泥物理特性

圖1　污泥輸送工藝流程

該廠污泥處置項目由天津中材工程研究中心有限公司承擔設計，滑架裝置及螺旋輸送機由中材裝備集團有限公司設計供貨。污泥輸送設備作為污泥處置項目的首道工序，需承擔污泥料餅的拱破、輸送、定量卸料等重要功能。為此，中材裝備集團有限公司研發團隊根據工藝要求、污泥的理化特性研發設計了Single-bar型滑架裝置。Single-bar型滑架裝置克服了污泥粘度大、難輸送的困難，并且滑架采用液壓驅動控制，通過調整推動次數來控制滑架給料量，取得了良好的使用效果。

表2　污泥化學成分分析，%

圖2　滑架置于料倉底部

圖3　料倉內倒入污泥

2　Single-bar型滑架裝置工作原理及特點

中材裝備集團有限公司的研發團隊結合本集團150余臺第四代篦冷機的研發和使用經驗，根據步進式輸送原理及污泥處置工程的污泥儲存和輸送的特點，成功研制出Single-bar型滑架。

2.1工作原理

在水泥窯附近建設污泥接收儲存倉，容積約120m3，料倉底部安裝Single-bar型滑架裝置（圖2、圖3）。每列滑架由一個液壓缸驅動，在倉底作水平低速往復交替運動。滑架刮板為楔形結構，該設備往復運動將污泥輸送至端應用部的螺旋輸送機。

應用于本項目的Single-bar型滑架裝置由1、2、3、4列組成，運動模式為二進二退，即1、3列前進，2、4列后退，各列分別到位后，1、3列后退，2、4列前進，如此交替往復，利用滑架刮板的推力、物料之間的摩擦將物料逐漸向前輸送。工作原理如圖4所示。

圖4　滑架運動模式示意圖

本項目中的4個滑架分為兩組，1、2列輸送的污泥對應1號水泥窯，3、4列輸送的污泥對應2號水泥窯。兩套系統互不干涉，既可以獨立運行（1、2列運行或3、4列運行），也可以四列同時運行，可根據生產需要進行切換。現場配有PLC電氣控制柜，通過觸摸屏設置滑架的推動次數來控制給料量，現場觸摸屏畫面如圖5所示。

2.2技術特點

Single-bar型滑架裝置是基于中材裝備集團有限公司第四代步進式篦冷機的輸送原理而研發的，既秉承了第四代篦冷機步進式輸送的傳統優點，又有自己的獨有特點。

圖5　滑架系統機旁控制柜操作畫面

（1）Single-bar型滑架裝置通過PLC電氣控制柜準確控制，物料輸送連續，料量可控。控制柜自帶液晶觸摸面板，操作簡單可靠，預留Profibus-DP通訊接口可實現本地、中控室兩種控制方式。

（2）刮板采用楔形結構，可有效破除粘性物料在儲存期間出現的架橋起拱現象，采用有限元分析設計的滑架系統，結構穩定可靠，受力均勻合理，壽命更長。

（3）料倉、滑架、螺旋輸送機等與污泥接觸部分密封性能好，長期運行無漏料現象發生，現場整潔，運行外觀好。

（4）Single-bar型滑架裝置與料倉的配合使用，實現了污泥的倉儲和卸料一體化功能。料倉頂部設有卸料車道，廠外來的污泥運輸車直接開到污泥車間，將污泥卸入料倉，實現了“來料即卸”。這種污泥的倉儲和卸料一體化功能，為企業節省了一定的運營成本。一方面，它省去了污泥儲存場地及污泥堆取環節，為企業節約了倉儲成本；另一方面，料倉底部的滑架裝置通過往復運動，在實現輸送卸料的同時，又起到了拱破、疏松污泥料餅的作用，防止料倉底部污泥粘結、壓死，使污泥料倉成為了一個真正意義上的“動態料倉”，免去了人工清理積料、死料的環節，為企業節約了人力成本。

3　生產應用

該廠的水泥窯協同處置污泥項目于2015年10月投產，截至投稿時已經連續運行6個月。自投產以來污泥處置量可達150～300t/d，為企業創造了可觀的經濟效益，為社會環保事業做出了突出貢獻。同時，也為企業自身贏得了良好的社會聲譽，使企業在建材行業的寒冬中，找到新的利潤增長點。Single-bar型滑架裝置在該項目中承擔污泥的儲存、輸送、定量給料任務，其設備具有投資成本低、運行穩定可靠、運營成本低等諸多優點，贏得了業主好評。

4　結語

目前，國家提出著力加強供給側結構性改革，對于水泥行業而言，將主要體現在遏制新增產能、去產能、淘汰落后產能等方面。在整體需求增長乏力的背景下，行業發展重點將立足于產能結構優化，新型干法水泥生產將朝著節能型、環保型和資源型的方向發展。而水泥窯協同處置廢棄物正好迎合這種發展方向，必將給企業帶來新的利潤增長點和新的市場競爭力。國內對水泥窯協同處置廢棄物的探索與研究已有20余年的歷程，在廢棄物的環保處置領域，天津中材工程研究中心有限公司和中材裝備集團有限公司做了大量技術研發工作，其環保工藝技術與裝備技術等已達到先進水平。該項目的成功投產及Single-bar型滑架裝置的成功應用，已經受到了國內知名水泥制造商的關注，對公司未來環保市場的開拓具有重要意義。■

Single-bar Type Carriage Device in the Application of Sludge Co-processing Project in Cement Kiln

TQ172.44

A

1001-6171（2016）06-0043-03

通訊地址：中材裝備集團有限公司，天津300400；2016-04-08；編輯：趙星環