配窑预热器技术说明资料.docx

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配窑预热器技术说明资料

技术部分

4.1技术保证指标

主机设备（预热器、窑、冷却机）煅白产量：

≥9-11t/h200～250t/d

煅白灼减：

≤0.5%

煅白单位产品热耗：

1250Kcal/kg

吨煅白耗煤气（热值4000Kcal/m3）：

312.5m3/t

出预热器废气温度：

250～280℃

窑尾废气粉尘排放浓度：

≤50mg/m3

4.2方案对比

煅白的生产由窑尾上料、预热器、回转窑、冷却机、煅烧系统窑尾废气处理等系统组成（见下图），以下就不同工艺设备配套方案做对比。

4.2.1窑尾上料系统（见附图）

窑尾上料（入预热器料仓）方式可采用普通（TDⅡ型）皮带机、大倾角皮带、箕斗提升机、NE型提升机、HL和TH型提升机等设备，普通皮带机或NE型提升机上料具有运行故障少、维护量小等优点。

若原料堆场面积大或有高差可利用应优选普通皮带机上料，本项目采用NE100型提升机上料可节省占地且生产运行平稳可靠。

4.2.2预热器系统

煅白生产窑尾竖式预热器有圆形、四边形、

多边形、分仓式、不分仓式等结构。

多边形分仓式结构与其它结构型式相比

采取了单室进料、出风、卸料的方式

虽然造价较高，但其具有对白云石

的预热均匀、余热利用充分、排气废气

温度低等优点。

因此，本项目采用了竖式预热器结构

正八边形φ9m（多边形外接圆直径）

分仓竖式预热器（见上图）。

推料液压油站通常配置一台（其中油泵及电机两台一备一用），若配置两台液压油站一备一用亦可。

4.2.3回转窑（见设备总图）

回转窑对冶炼窑炉行业虽然是一个通用设备，但近年来我们针对金属镁煅白生产工艺特点的不同进行了多方面的改进，如：

窑头、窑尾密封装置采用迷宫结合鱼鳞片方式（或炭纤维柔性密封）减少漏风量和热损失；合理确定窑口缩口尺寸加强通风提高产量；窑头采用扩大的固定式窑头罩和斜烟室利于二次风的利用；窑尾设回料装置减少倒料和密封磨损，并且利于产量的提高；窑主传动采用变频调速节电且调节方便。

本项目采用了结合以上结构特点的φ3.2×48m回转窑。

4.2.4冷却系统

煅白的冷却目前有两种方案。

方案1是单筒冷却机的冷却方式，是传统的煅白冷却设备。

虽然热效率较低，但出窑煅白为中速冷却，不影响煅白活性且操作简单。

方案2是竖式冷却器+冷却风机的方式，其优点是占地小，投资较小，热回收较高。

其缺点是出窑料慢速风冷，可能影响煅白活性度，从而降低还原系统的产镁率（见右图）。

综合对比本项目煅白的冷却采用竖式冷却机。

4.2.5燃烧系统

本项目煅白的煅烧以焦炉煤气为燃料，对燃烧系统的燃烧器（烧咀）有两种形式。

一种为单风道内混式燃烧器，只对空气加压，煤气和空气在燃烧器内混合；第二种为多风道（三风道或四风道）外混式燃烧器，分别对煤气和空气加压，净空气的轴流风、旋流风、煤气分别通过各自的风道在烧咀出口进行混合。

多风道外混式燃烧器具有一次风用量小、节能、火焰调节灵活等优点。

但其造价较高，操作较复杂。

本项目暂按单风道内混式燃烧器配套，工厂在今后的生产中根据实际也可选择多风道外混式燃烧器。

本项目采用4通道喷煤管。

4.2.6窑尾废气处理系统

窑尾废气处理系统有两种方案。

即方案1（见附图）单风机系统，方案2（见附图）双风机系统。

方案1是由袋式收尘器、旁路系统、引风机组成。

优点是系统设备少，操作简单方便，缺点是袋式收尘器后面的引风机负压较高（9300Pa），对袋式收尘器加工要求高。

方案2多管冷却器、旋风收尘器、1#引风机、袋式收尘器、2#引风机组成，优点是1#引风机（风压约6000Pa）只承受窑及预热器、多管冷却器、旋风收尘器的阻力，方便投产初期的烘窑及生产中窑尾风量的调节，2#引风机（风压约3000Pa）主要克服袋式收尘器的阻力，对整个窑尾系统的风量、压力影响较少，其缺点是设备较多，系统较复杂。

综合对比，上述两种方案均可满足生产要求。

本项目暂选方案1单风机系统。

方案中引风机的风量及调速方式有液力耦合器、电动阀门调节和变频调速等不同方式，由于高压变频器造价较高，暂选择液力耦合器调速方式。

4.2.7电气及自动化

本项目在窑头设中央控制室，采用DCS集散控制，并设窑头电气室和窑尾电气室，系统包括供配电控制柜、DCS控制系统、自动化控制仪表（主要检测压力、温度、流量），对于特殊仪表的配套可按业主要求提供，如窑筒体红外线扫描装置、窑头看火电视、CO、O2烟气自动分析仪、主要生产装置电视监控系统等。

综上所述，本项目煅白生产工艺和配套设备各系统我们主选的方案是：

窑尾NE型提升机上料+多边形分仓式预热器+窑尾单风机废气处理系统+新型结构回转窑+竖式冷却机+四通道内混式燃烧器。

对于煅白冷却采用竖式冷却器，燃烧系统采用多风道外混式燃烧器，废气处理系统采用双风机系统等方案，本技术给出了报价和配套方案，可根据业主的选择进行调整。

4.3采用的工艺流程及系统说明（参见工艺布置图）

4.3.1窑尾上料

经筛分后粒度15～50mm的白云石从堆场经装载机卸至提升机前料斗，由料斗下的振动给料机喂入提升机送至窑尾预热器供料框架顶部的皮带输送机经计量送入窑尾预热器料仓。

主要设备性能参数：

斗式提升机

规格：

NE100×38.15m斗速：

31m/min输送量：

110t/h

减速机：

ZSY224-40电动机：

Y200L-4功率：

30KW

4.3.2煅烧系统

物料由预热器顶部料仓经下料溜管导入预热器本体内，同时由回转窑传入的高温烟气将物料预热至900℃以上，使白云石发生部分分解，再由八个液压推杆依次推入回转窑尾部，经回转窑高温煅烧后再卸入单筒冷却机内，将物料冷却至环境温度+100～150℃以下，排出单筒冷却机，单筒冷却机吸入的空气作为二次空气进入回转窑参与燃烧。

竖式预热器的主要作用是把上部送来的白云石物料送到预热器本体内，同时利用回转窑内煅烧后排放出来的废气（850～1000℃），在预热器内将物料均匀地预热到～900℃，然后再由液压推杆推入回转窑内进行煅烧，这样的煅烧工艺不仅使白云石在窑内煅烧时间大大缩短，同时也能获得较高活性度的煅白。

竖式预热器的结构除电控外，主要由四大部分组成，一是上部供料系统，主要包括上部料仓、下料管，下料方式及结构可以保证在向预热器本体内给料时实现完全密闭，这样外界的冷空气不能进入到预热器内，并且供料可以借助棒阀实现连续或间断给料。

二是预热器主体，它是保证物料预热到900℃左右的最重要部分，由预热器壳体、分室装置、悬挂装置、排风管、排灰管及耐火砖衬等部分构成。

该部分的结构大部分是金属构件，部分材料根据需要选用了耐热钢，耐热钢能在1000～1100℃高温下工作。

另外，耐火砖及浇注料结构设计新颖，能保证物料在预热器内均匀预热并达到预热温度。

三是液压推料装置，主要包括液压站、油缸、推头、框架和连杆等部分，推头为耐热钢铸件，能承受高温，借助电控和液压系统，8个液压推头能实现自动控制程序顺序推料。

四是框架，它主要包括由立柱、圈梁、平台等，主要作用是承载预热器的上部结构和方便检修。

白云石在预热器中经850～1000℃的窑尾废气均匀地预热到～900℃左右。

废气则通过预热器上部的八个排气管汇集在—起进入窑尾废气处理系统。

已经部分分解的白云石经预热器上的液压推杆推动进入加料室（转运溜槽），加料室主要包括漏斗、加料室主体、加料舌头等，它的主要作用是将预热后的物料导入回转窑内参与煅烧。

经回转窑煅烧后的煅白经过窑头烟室进入单筒冷却机进行冷却，使煅白温度从约1150℃冷却到环境温度+100～150℃以下。

主要设备性能参数：

竖式预热器：

八边形分室结构φ9×4.5m

液压推头：

8个

液压站工作压力：

16MPa

液压站电机功率：

2×18.5kW

回转窑：

规格：

φ3.3/2.5×48m

能力：

200～250t/d

斜度：

3.5%

转速：

0.22～2.23r/min

主电机：

型号YSNP355M2—6IMB3功率：

75kW

额定转速980r/min额定电压380V

单筒冷却机：

规格：

φ3.0×6m

能力：

12t/h

斜度：

90

出料温度:

环境温度+100℃

电动机YCT355-4B功率：

75KW

4.3.3废气处理

回转窑燃烧产生的高温烟气，在预热器内与白云石进行热交换后，温度降至250℃以下，再经多管冷却器，烟气温度进一步降至150～180℃以下，然后进行入袋式除尘器，除尘后经引风机排入大气，排放气体的含尘浓度小于50mg/Nm3，符合国家排放标准（GB4915-2004）。

排风机：

规格型号：

Y6-39№20.5D

风量：

180000m3/h

风压：

9300Pa

电机：

YKK450-4功率：

630KW

4.3.4燃烧系统

单风道内混式燃烧系统主要包括煤气、一次空气供气管路及阀门、烧咀、一次空气风机等。

燃烧系统煤气消耗量5000～6500m3/h，所需一次空气8000～11000m3/h。

主要设备性能参数：

空气风机：

规格型号：

G9-19№8.5D

风量：

13000m3/h

风压：

16000Pa

电机：

Y280-2功率：

90KW

4.4电气及自动化

4.4.1设备配电系统

4.4.1.1简介

设备配电按车间布局分为两部分，窑尾系统和窑头系统。

所有配电柜控制原理按照DCS系统要求设计，并有中控和现场控制选择开关，为了保证系统的可靠性，电气元件采用天水二一三产品，电机过流保护采用电机保护器，保护灵敏可靠，超过40KW的电动机采用雷诺尔或西普软启动，变频器采用西门子或日本三菱。

4.4.1.2控制范围及控制柜

设备名称

数量

功率

备注

振动给料机

2

1.5KW

原料提升机

2

30KW

原料皮带机

1

5.5KW

计量皮带秤

1

预热器油泵

2

22KW

预热器控制器

1

回转窑

1

160KW

变频柜

空气风机

1

90KW

变频柜

单冷机

1

75KW

窑尾风机

1

630KW

袋收尘器控制器

1

袋收尘器卸灰

1

电动阀门

3

多管冷却器风机

4

7.5KW

多管冷却器卸灰

2

1.5kw

进线柜

2

控制柜

8

4.4.2DCS控制系统

4.4.2.1简介

DCS控制系统设有一个现场站，两个操作员站，一个工程师站。

现场站负责采集系统的所有信号并控制设备的运行；操作员站用来对现场站发出指令，控制设备启停，监控、记录各种工艺过程参数及设备状态。

所有设备的电气控制回路均有现场和中控制两种方式，即可选择现场单机启停，也可选择由操作员站控制，以保证系统的安全性和灵活性。

现场站和上位机之间采用以太网连接。

现场站采用西门子公司的S7-400系统。

上位机采用DELL商用机，每个操作员站和工程师站均可用于全生产线的操作，可互为备用。

4.4.2.2控制范围

从原料上料、窑尾竖式预热器、废气处理系统、回转窑燃烧系统、回转窑及冷却机传动到煅白入库的生产设备及工艺参数进行监控。

4.4.3自动化仪表系统

4.4.3.1工艺特点

回转窑煅烧系统的主要工艺参数为压力、温度、料位及流量信号，设备参数以电机电流、变频器转速给定和反馈、电动执行器的给定和位置反馈为主，信号采用标准4—20mA。

为了适应DCS控制系统，并提高系统的抗干扰能力和互换性，温度信号均在现场采用光隔离模块转换为标准4—20mA。

压力变送器采用智能电容式压力变送器（支持哈特协议）；温度检测（热电阻、热电阻）采用固定螺纹安装方式，适合风管温度测量；料位检测采用雷达料位计。

4.4.3.2检测仪表

序号

名称

位置

数量

备注

1

红外测温仪

窑内温度

1

防尘水冷罩

2

热电偶

窑头罩温度

1

高温耐磨

3

热电偶

窑尾烟室温度

1

高温耐磨

4

热电偶

窑尾预热器中心温度

1

高温耐磨

5

热电偶

预热器室废气出口风温

10

1Cr18Ni9Ti

6

热电偶

多管冷却器入口风温

1

1Cr18Ni9Ti

7

热电阻

窑尾引风机入口风温

1

1Cr18Ni9Ti

8

热电阻

袋收尘器入口风温

1

1Cr18Ni9Ti

9

热电阻

袋收尘器出口风温

1

1Cr18Ni9Ti

10

热电偶变送器

12

两线制（隔离）

11

热电阻变送器

3

两线制（隔离）

12

多选1热电阻变送器

回转窑轴瓦温度

3

带现场显示

13

多选1热电阻变送器

高温风机轴承温度

2

带现场显示

14

电容式压力变送器

空气风机出口压力

1

西门子

15

电容式压力变送器

窑头罩压力

1

西门子

16

电容式压力变送器

窑尾烟室压力

1

西门子

17

电容式压力变送器

多管冷却器入口压力

1

西门子

18

电容式压力变送器

窑尾引风机入口负压

1

西门子

19

电容式压力变送器

袋收尘器入口负压

1

西门子

20

电容式压力变送器

燃烧器入口煤气压力

1

西门子

21

煤气流量计

燃烧器入口

1

22

雷达料位计

预热器料仓料位

1

国产