3000t/d灰水泥線改2000t/d白水泥線設計

袁俊，曾計生，張慶民，姚秀麗，馬占領（中材建設有限公司，北京 100176）

0 前言

阿爾吉尼亞屬阿拉伯伊斯蘭國家，國家對白水泥需求較大，當地某業主最近新上了2條6000t/d灰水泥，因此決定將原來老的3000t/d灰水泥線改造成2000t/d白水泥線，本文將此灰改白項目從工藝設計方面做詳細介紹。

1 白水泥配料

白水泥和普通水泥最大的區別在于白水泥熟料中鐵相礦物C4AF極少，這是因為Fe2O3對白度的影響很大，只有嚴格限制原、燃料中的Fe2O3含量，一般要求生料中的w(Fe2O3)≤0.3%，才能滿足白水泥的生產要求。本項目采用石灰石，高嶺土，石英砂配料，各物料化學成分及配比見表1。

表1 生料化學成分及配比 %

本項目原料采用三高設計：LSF=95.7;SM=6;IM=10.5；w(Fe2O3)≤ 0.3%。

2 改造方案

老線是2014年設計的3000t/d普通硅酸鹽水泥線，主機配置見表2。

表2 3000t/d普通硅酸鹽水泥線主機配置

2.1 破碎系統改造

本項目石灰石來自老線石灰石破碎系統，高嶺土和石英砂都是外購成品不需要破碎，因此只是對石灰石破碎系統進行改造。為了降低石灰石里混合的黏土等雜質，我們在石灰石破碎后增加了一道篩子，篩上料進白水泥線，篩下料去其它灰水泥線。改造流程見圖1虛線內部分。

圖1 石灰石破碎改造流程

2.2 原料粉磨改造

經過核算，原2臺Ф4.2m×9.5m球磨每臺產量能達到110 t/h，滿足2 000 t/d白水泥生產線要求，不需要替換，只是為了減少鐵的進入，磨機襯板材質需要改為中合金鋼，其硬度要求≥HRC46～50,沖擊韌性≥35 J/cm2；研磨體的材質需要采用納米復合稀土鉻合金鑄造磨球（高鉻球），其表面硬度要求≥60，鉻含量≥12%。同時利用現有生料庫系統。

考慮到石英砂硬度高，不好粉磨，我們將石英砂用兩臺Ф2.9m×16m濕法球磨單獨粉磨，每臺產量8 t/h，然后再送入生料磨一同粉磨，濕法磨研磨體采用鵝卵石或者剛玉，見圖2。同時配料系統進行相應改造。

圖2 濕法磨流程

2.3 燒成系統改造

經過核算，老的燒成系統，窯系統，預熱器系統，ID風機和收塵器系統，預熱器燃燒器等都滿足2 000t/d白水泥生產線要求，不需要更換。考慮到節能要求，我們在下行管道上增加一臺空-空換熱系統，將回收的290℃熱風作為二次風送入窯頭和三次風送入分解爐，并利用老的三次風管作為新的二次風和三次風輸送風管，具體流程見圖3。

圖3 下行管道改造

由于二次風并不來自漂白機廢氣，因此不需要二次風進窯頭罩而是直接進入帶二次套筒的燃燒器里，這樣可以將窯頭罩做小，節省設備和耐火材料費用。帶二次套筒燃燒器設外形圖見圖4。

圖4 帶二次套筒燃燒器

白水泥線和灰水泥線在燒成最大的區別就是白水泥線有一套漂白系統，傳統方案都會在回轉漂白機后串聯一臺篦冷機，流程圖見圖5。但是，本項目引進ITECA公司最先進回轉漂白機，出口物料溫度能控制在最低200℃，保證小于250℃，因此后面不需要再串聯篦冷機。拆除現有篦冷機和冷卻風機，利用現有篦冷機空間和高度安裝新回轉漂白機，出料盤運機和廊道都不用調整，大大節約設備和土建費用，流程圖見圖6。

圖5 漂白機串聯篦冷機方案圖

圖6 單獨漂白機方案

按照漂白機出口250℃計算，收塵風量只有150 000 m3/h而且是飽和水蒸氣，并且風量遠遠小于原來的430 000 m3/h，為了利用老的電收塵器，最重要是要防止結露，在多次討論后，決定采用以下措施：

（1）電收塵入口增加一個Ф1.2 m的冷風閥，當收塵器內部風量不夠是可以打開冷風閥，但必須保證電收塵器如口溫度高于露點至少30℃。

（2）做好收塵器保溫和密封工作，將人孔門等有漏風的地方密封好。

（3）灰斗增加加熱器。

（4）收塵器內部電場有腐蝕的部分重新涂上高溫防腐漆。

由于白水泥采用三高設計，比較難燒，液相量少，燒成溫度高，一般在1500～1600℃左右，同時要求耐火材料含鐵量低，因此燒成系統的耐火材料需要更換。

2.4 粉磨系統改造

經過核算，老的2臺Ф3.8m×13m的球磨在產品比表面積要求4 000 cm2/g時，每臺產量能達到60 t/h。滿足2 000 t/d白水泥生產線要求，不需要更換，只是為了減少鐵的進入，磨機襯板材質需要改為中合金鋼，其硬度要求≥HRC46～50，沖擊韌性≥35 J/cm2；研磨體的材質需要采用納米復合稀土鉻合金鑄造磨球（高鉻球），其表面硬度要求≥60，鉻含量≥12%。同時利用現有水泥料庫和包裝發運系統。

3 結語

改造方案得到業主高度認可，在盡量利用老設備同時進行局部改造，新增了2臺石英砂濕法磨系統和一臺漂白機系統，費用控制在了業主預算之內。目前項目正在建設施工階段，預計2022年下半年點火，我們將繼續關注項目運行情況。