摘要:

1 前言

江西萬年青水泥股份有限公司一號窯技改工程的建設規模為一條日產2000t/d熟料生產線、年產水泥40萬噸的粉磨及儲存系統和原有生產線熟料儲存系統。工程建成后，逐步淘汰工藝落后的一號窯濕法生產線。1998年3月國務院批準該工程可行性研究報告后，南京水泥工業設計研究院利用一個月時間完成了工程的初步設計，并順利通過國家建材局組織的審查。該工程在全部機電設備招標采購的同時開展施工圖設計，采用分階段供圖方式滿足工程施工進度的要求。1998年12月底該工程正式動工興建，2000年4月點火試生產，投產一個月內實現72小時連續運行考核，日均熟料產量達2200~2300 t/d，實現了國家建材局提出的“投產之日即是達產之時”的總體要求。項目總投資2.8億元，其中新建熟料生產線投資僅為2.05億元，是我國低投資國產化2000t/d工程又一成功之作。

2 目標的制定

新型干法水泥技術在我國擁有約20年的歷史，但直至20世紀90年代中后期，由于在技術、設計、管理等方面有待進一步完善，特別是在技術進步的同時，工程建設的投資普遍較高，形成技術與經濟相互脫節，一定程度上制約了新型干法水泥技術的發展，以至于流行一種“新型干法水泥建成之日就是企業虧損之時”的觀念。而水泥工業要實現“由大變強、靠新出強”的跨世紀發展戰略，實現水泥結構調整的戰略目標，大力發展新型干法水泥技術是其必由之路。解決這一矛盾的根本出路在于實施技術創新戰略。在國家建材局的正確領導下，南京水泥設計研究院及時研究制定了工程設計實施技術創新戰略的具體目標。院領導明確提出：“江西萬年青水泥股份有限公司一號窯技改工程的設計，在技術上必須加強科技成果在設計中的應用，敢于占領制高點，勇超國外先進水平；在降低工程建設投資方面，進行全方位優化設計，確保工程投資低于同期建成的2000 t/d生產線水平，爭創跨世紀一流‘精品工程’，為新型干法水泥技術的發展作出新的貢獻”。

3 不斷追求技術創新，勇超水泥燒成工藝世界先進水平

水泥燒成工藝是新型干法水泥技術的核心。在本工程設計前期階段，我院提出了“水泥燒成工藝進一步優化創新”的研究課題。通過對當今世界各種新型干法水泥燒成工藝（包括我院過去工程采用的燒成工藝）進行系統的理論研究，得出“窯外分解能力主要取決于分解爐煤粉燃燒溫度、助燃氣體氧含量、分解爐容積”的結論，糾正了過去該課題研究的模糊觀念。在具體方案選擇上，針對我國煤礦資源分布廣、煤質偏差的特點，首推離線型窯外分解技術。基于理論和實驗研究、基于院科研設計人員對十多條國內外離線型窯外分解窯的調試經驗和工廠長期生產的調研，設計開發出新一代提高型NC-SC單系列離線型分解爐，并在本工程設計首次采用。該分解爐除采用三次風純凈空氣助燃外，還作如下的技術創新：將過去僅起窯氣通道作用的窯尾上升煙道擴徑，出離線型分解爐的爐氣由過去直接進五級旋風筒改進為進入上升煙道底部，使之成為“二次燃燒室”。這一技術創新取得了如下效果：1.利用窯尾煙氣的高溫，加速爐氣中少量偏大的焦炭顆粒在“二次燃燒室”內燃燒，進一步強化了分解爐的煤質適應性和預分解能力；2.根據煤質情況，靈活調節入分解爐與“二次燃燒室”生料量，以利于降低分解爐物料比例，提高爐內煤粉燃燒溫度；3.徹底解決了過去離線分解系統（如丹麥史密斯SLC、德國洪堡 Pyroclon-RP分解爐）上升煙道由于氣體溫度高、管道小、易結皮堵塞，影響系統運轉率的頑癥。系統運轉實踐表明：窯尾用煤比例達65~70%，入窯分解率達90~95%，為燒成系統超產創造了有利條件；系統運行半年多來，“二次燃燒室”無任何結皮現象。

在過去2000 t/d基礎上，本工程窯尾預熱器系統還作了創新大膽的改進：1.為適應系統進一步增產的需要，對原單系列五級旋風預熱器規格作一定的放大；2.根據實驗研究和計算機模擬試驗結果，對旋風筒各主要結構比例作優化調整。加大蝸殼直徑、縮短柱體高度，在降低系統阻力的同時，塔架高度也得以降低；3.重新調整窯尾塔架的工藝布置，在保證窯尾操作方便的前提下，使其成為國內外2000 t/d窯尾框架中最小規格的設計；4.根據生產調試經驗，果斷取消預熱器頂部笨重的煙氣氣帽；同時設備設計上，優化選擇預熱器各部分的鋼板厚度，采用較大間距的托磚板，雖然設備規格變大，但設備重量由過去的295噸降低到258噸。5.采用風洞實驗結果，對窯尾塔架結構設計進行創新優化，大幅度地降低了塔架鋼結構重量。NC-SC、 SLC、 Pyroclon三種窯尾系統的各項參數對比情況詳見表1。（作者：宋海武）

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