5 000 t／d水泥廠煤粉製備車間的工藝設計
作者：蔣青言孫仁廣王鏢成都建築材料工業設計研究院****
我國水泥工業的燃料以燃煤為主。採用新型乾法生產1 t水泥熟料，因原材料生料成分及工藝裝置的不同，消耗標準煤的量也不同，一般在100～130kg之間，燃料費用約佔水泥生產成本的15％。隨著煤炭**緊張，煤炭**越來越高，其所佔生產成本的比例也有所增加。
煅燒高質量的熟料需要效能穩定的煤粉**，煤粉製備系統是水泥生產的重要環節。在煤粉製備、儲存、輸送和使用過程中，如處理不當，容易汙染環境，甚至發生安全事故，造**員**和裝置損壞。如何根據原煤的品質，選擇合適的粉磨工藝並進行合理的設計，做到既滿足燒成系統煅燒要求，又滿足可靠性、經濟性、安全性、保護環境以及自動化方面的要求，是煤粉帶製備系統設計的主要任務。
方案的選擇應結合工程的生產規模、場地、原煤性質、操作條件及經濟性等多方面綜合考慮。5 000t/d熟料水泥廠是國家推薦的成熟和經濟合理的生產規模，目前新建專案大多為5 000 t／d。本文以5 000t/d熟料水泥廠配套的煤粉製備系統為物件，對其工藝設計進行**。
1粉磨裝置的選擇1．1粉磨裝置簡介
用於粉磨原煤的裝置可選擇風掃式鋼球磨和立式輥磨(簡稱立磨)兩種。1．1．1鋼球磨
傳統的煤粉製備一直使用鋼球磨機，由於進廠原煤水分一般為4％～1 5％，新型乾法工藝燃燒用煤粉一般要求原煤由進料口餵入後，先在烘乾倉內進行烘乾，烘乾後的原煤進入粉磨倉粉磨和繼續烘乾，粉磨後的煤粉由熱風帶出磨機。
風掃式鋼球磨具有耐用、可靠、對煤質的適應性強、操作維護簡便、投資費用低等優點，同時對煤粉細度容易控制；與立磨相比電耗較高，噪音大。1．1．2立磨
立磨廣泛用於煤粉製備。其工作方式為：物料從磨機上方中心喂人磨盤，通過磨盤轉動帶動磨輥執行並將磨盤上的物料碾壓粉碎後，細料由至下而上的高速熱風帶走，粗料在磨內繼續粉磨，由熱風帶走的細料由設在磨機頂部的選粉機分選，細度合格的煤粉隨氣體排出磨外，不合格則返回磨內繼續粉磨。
立磨具有系統操作簡單、粉磨效率高、、噪音小、工藝流程簡單、占地面積較小、土建費用低、電耗低(與球磨機相比可節能1 o％～1 5％)、烘乾能力強等優點。
1．2粉磨裝置的選擇
磨機的選擇要結合生產規模、原煤性質、操作條件及經濟性等多方面進行考慮。一般隋況下，對於水分大且磨蝕性較小的原煤如煙煤應優先選用立磨系統；對於易磨性較差或磨蝕性較大的原煤，如無煙煤，就應優先選用鋼球磨。
立磨的人磨粒徑可達50 mm，可烘乾含1 o％～15％水分的原煤，有較強的烘乾能力，一般隋況下應優先選用節能且烘乾能力較強的立磨系統。
表1是5 000 t／d水泥廠採用立磨和風掃式鋼球磨的方案比較。表1立磨和風掃式鋼球磨的比較
2工藝方案
現就兩個工程不同形式的煤粉製備車間進行介紹。2．1風掃式鋼球磨
2．1．1設計條件燃料採用當地無煙煤，煤磨布置在窯頭附近，利用篦冷機廢氣作為烘乾熱源，並設有固定爐篦式人工加煤熱風爐。煤粉製備採用一颱風掃式鋼球磨，當原煤粒度≤25 iilln，原煤水分≤8％，煤粉細度為80 u m篩篩餘5％～6％，出磨水分≤1．o％時，磨機產量為38t/h.2．1．2工藝流程
原煤由原煤倉下的定量給料機餵入φ3．8 m×7 m+2．5 m風掃式鋼球磨內進行烘乾與粉磨，粉磨後的物料由熱風帶出磨機，進入動態選粉機分選。經動態選粉機分離後的粗粉返回磨內繼續粉磨，成品煤粉隨氣流出選粉機後，進入高濃度防爆型煤粉專用袋收塵器收集處理，收下的煤粉經螺旋輸送機分別送入窯和分解爐用煤的煤粉倉中。廢氣由風機排人大氣。
每套煤粉製備系統設兩個煤粉倉，兩個煤粉倉下分別設有一套pfister公司的煤粉計量輸送裝置，計量後的煤粉由羅茨風機分別送人窯頭和窯尾燃燒器中燃燒。工藝流程見圖1，主機裝置見表2。
圖1球磨機工藝流程圖2．2互磨
2．2．1設計條件
煤磨布置在窯尾附近，利用窯尾廢氣作為烘乾熱源，並設有備用熱風爐。煤粉製備採用一台輥式磨。當原煤粒度≤50 inlil，原煤水分≤10％，煤粉細度為80 u m篩篩餘1 o％～1 5％，出磨水分≤o．8％時，磨機產量為40t/h.
2．2．2工藝流程
原煤倉中的原煤由定量給料機、三道鎖風閥喂人立式磨煤機，通過定量給料機可以定量地控制人磨煤量。粉磨後的煤粉隨氣流帶入選粉機，分選後，粗粉落回磨盤重新進行粉磨，合格的煤粉隨氣流一起進入防爆型高濃度氣箱脈衝袋式收塵器，被收集下來的煤粉由螺旋輸送機分別送入窯和分解爐用煤的煤粉倉中。廢氣由風機排人大氣。
兩個煤粉倉下分別設有一套pfister公司的煤粉計量輸送裝置，計量後的煤粉由羅茨風機分別送人窯頭和窯尾燃燒器中燃燒。
表2風掃式鋼球磨煤粉製備系統主機裝置表3注意事項
(1)裝置的選型和技術方案在遵循成熟可靠原則的同時，還要貫徹「最簡單的流程就是最好的」設計思想。(2)煤粉製備系統的選粉機、除塵器及全部風管均應保溫。所有風管應減少拐彎，必須拐彎時，應避免形成死角，防止煤粉堆積。
(3)當採用立磨時，為避免因鐵件進入磨內，損壞裝置，原煤人磨前應設有除鐵器及金屬探測儀。(4)設在磨頭的原煤倉，其容量須滿足煤磨生產2～3 h的需要量。倉底部錐體斜度應不小於60。。
為防止煤粉堆積而產生自燃，煤粉倉錐體角度應大於70。；為確保原煤及煤粉卸料順暢，倉錐鬥部分採用鋼結構，內貼高分子聚乙烯板。
(5)在高濃度防爆型氣箱脈衝袋收塵器進口設有快速截斷閥，防止發生意外時用於切斷火源。
(6)煤粉計量秤是本車間的關鍵裝置，設計時可考慮在羅茨風機出口設一旁路風管，將部分風量直接送進煤粉輸送管。為避免增加煤粉輸送管道的阻力，旁路風管與煤粉輸送管道的夾角應小於1 5。。在旁路風管上設計閥門和壓力表，以便管理。
(7)煤粉製備系統設定有嚴格的安全防爆裝置。在煤磨進、出口管道上均設有防爆閥，防爆閥的截面積不小於管道截面積的70％；煤粉倉上也沒有防爆閥，防爆閥截面積應相當於每立方公尺煤粉倉容積0．0 1m，但不宜大於0．5m。防爆閥的個數和截面積應按照《水泥工業勞動安全衛生設計規定》的要求確定。
(8)在煤磨進出口，煤粉倉、高濃度防爆型氣箱脈衝袋收塵器上必須設溫度監測及報警裝置。(9)高濃度防爆型氣箱脈衝袋收塵器出口及煤粉倉設co監測及報警裝置。
(10)利用燒成系統餘熱作為烘乾熱源時，宜在熱風入煤磨前設定旋風除塵器。
(11)煤粉製備系統是消防設計的重點車間，為保證整個煤粉製備系統安全、可靠生產，應在車間設定c02滅火系統或n2滅火系統，確保收塵器、煤粉倉、磨機等裝置的消防安全。
**：新世紀水泥導報2007.4
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