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自动化机械石灰立窑的设计制造及施工运行要点

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自动化机械石灰立窑的设计制造及施工运行要点

齐建军 王 庆 孙东升

(石家庄鸿宇化学工程技术有限公司)

摘要:石灰窑是生产各类型轻质碳酸钙的首要设备,其设计施工安装及运行有特殊的规律性,涉及的专业多,系统较为庞大,是一综合性的工程项目。在做好基础性建设的同时也必需注重关键要素的管理,抓好重要工程的建设,环环相扣,以确保石灰窑顺利建成投产。本文对以无烟煤、石灰石或焦炭、石灰石混烧为主的石灰窑工程设计、制造、施工、操作等方面应当注意的几点进行探讨。

关键词:石灰窑型 工程设计 施工运行 规范与标准

一、概述

石灰生产已有上百年的历史,初期是由土窑来完成的。近代后,随着工业产业化的进展出现了机械立窑生产石灰。上世纪六十年代以后国外企业实现了规模化工业化生产石灰,增进了生产工艺的进步和控制手腕的提高。以意大利西姆公司为代表的制造企业在轻钙生产规模化自动化控制方面取得了实质上的进展,其主要技术在欧洲等地取得了有效发挥。

国内轻钙行业在国家政策引领下,正由小规模经营向集约化规模化方向转变。从2008年开始华北地域土窑改机立窑取得了重大进展,江淮地域各企业也在踊跃改良石灰窑的结构,专门是国内龙头企业普遍采用了先进的机械立窑。以石灰石与煤混烧为主要形式,也有少量企业采用了煤气、天然气烧窑,使石灰煅烧技术向前迈出了一大步。石灰窑是轻钙生产的首要设备,抓好石灰窑的生产设计制造,可为轻钙生产创造大体的生产条件。

二、石灰窑的结构设计需要注意的几个问题

一、建设石灰窑第一要对基础地面进行地质勘探,探明地质结构情形,对土质岩貌进行掌握。按照立窑的高度、体积、重量,核定窑的静态载荷重、动态载荷重、地震力及风载荷重,并考虑窑的附着机械荷载重。基础开挖,垫层夯实,支筋制作,基础浇筑,预埋件的安置等必需依照设计院提供的图纸进行并由专人管理。

二、一般机械立窑的窑壳为钢板制作,钢板材质常选为普通碳钢板,在知足窑壳的机械强度前提下可按照窑的不同高度设计板厚,以降低钢材消耗量。钢制窑壳的安装由专业公司承担,除依照图纸严格施工外,要充分运用网络计划进行施工管理。窑体就位后的垂直度及焊接缝必需在部颁标准要求范围内。

窑顶的观察孔要留在易于操作人员观察测量的地方。排潮汽装置要别离设置在窑的三段,窑顶的排潮孔径不宜超过φ50mm,散布要均匀,烘窑结束后要及时封堵三段排潮孔。

3、窑衬的结构要选好,耐火砖的质量、尺寸必需达到合格标准。轻浇砼保温隔热层推荐不超过100mm厚。多层窑衬之间要以异型耐高温砖相连。保温隔热层设置防沉降隔间墙,间距也应当适宜。

窑衬砌筑前第一验收砖块尺寸要合格,然后组织预砌筑。在适合的场地将预备砌筑的砖层进行干组装,检查成圆情形,是不是与设计的尺寸一致。若是成圆度差则应当进行现场修理。依照部颁机械窑炉施工规范,对灰浆、砖缝要严格依照设计要求操作执行。所有砖缝都应错开,内层外层相交织砌成。对变径段要特别关注,依照图纸要求每层必需维持圆的同轴度,并逐渐形成窑体的锥角。

一般窑衬结构为最内层为高铝质耐火砖,次之为粘土质耐火砖,再次之为保温砖或轻浇保温层,再次之为粘土砖,粘土砖之外为岩棉板,最外层为钢壳。窑衬连同窑壳总厚度可达到1000mm左右。对于窑的预留孔及预埋件要有专人管理,砌筑时同时施工。窑衬施工尽可能避开隆冬,至少环境温度达到5℃以上时施工较好。

窑衬砌筑时要有专业的监理人员管理,严格按设计规范和图纸施工,依照部颁标准进行分段和整体验收。

4、石灰窑的高径比是超级关键的参数。受布风装置的限制,送入窑内的空气老是沿窑壁上升至顶部的为多数,即窑壁效应明显。因此窑的直径不宜过大而是与其高度成必然比例。一般推荐为1∶6—8。

五、窑衬结构对于窑的正常运行起着相当重要的作用。由于“边风效应”的存在窑衬的结构应当适应“拢火压边风”的要求,以达到均匀上火的效果。

石家庄鸿宇化学工程技术有限公司通过连年的探索,结合了石灰窑生产工艺技术实际要求,博采众家之长,研发出了新型节能石灰窑。主要特征是其吸收了花瓶型窑的长处,克服了直立窑的不足,它既能知足生产优质石灰的要求,又能够将能耗降到最低,形成了大型机立窑特有的结构特征,生产实践证明其窑型科学合理。

三、石灰窑的配套机械工程设计要点

石灰窑的配套机械工程可大致分为:配料、加料系统;出灰系统;配风系统;引风系统;电气控制系统五部份。

1、 配料加料系统主要工艺技术注意事项

原料的筛分要符合石灰窑的要求。配料前要将矿石中的粘土、碎石筛分并回收再用。石灰石的粒度,煤或焦炭的粒度要符合工艺设计要求。配料设备的选型要合理,精准度要在%级以上,混料要均匀。配混料设备的布置要符合混料均匀的要求。

加料系统包括混料输送、提升、布料。斗式计量无需混料输送,皮带计量则需要混料输送并要按照加料量和频次考虑是不是需要设置中间料仓,以知足生产量的需要。提升机选型要与提升重力相匹配,提升架要有足够的强度和刚度。料车与轨道要相匹配,各部尺寸相一致,轴长、轴距与轨道宽、弯弧相一致。专门是弧形轨道的安装与加固要按设计图纸和说明严格进行。弧形轨道安装完工后要及时进行料车空运行实验,空试合格后要进行重车试运行,及时消除存在的卡刮机械故障。

布料器形式多样,总的要求是布料均匀。一方面粒度散布要均匀,另一方面布料量要均匀。这就要求料车装填容量要适当,布料器形式要合理。经验证明回转弯管式布料器设计制

造合理,安装方便,可实现多点布料,运行效果良好。回转蜗壳式布料器也取得了用户的认可。

2、 出灰设备

常常利用的有螺锥出灰机、圆盘式出灰机、托扳出料机、振动出灰机。上述机械各有长处,也有不足的地方。最近几年来专业厂家推出了插板式出灰设备。该设备由锥形料斗、上插门、中间仓、下插门和出灰输送机械组成。结构简单易行,操作便利,适合原料粒度在50---150mm范围内的大型石灰窑生产。上插板制作成相向运行的二个插门,出现偏烧情形时能够单独运作一个插门以纠正偏烧。选择适合的出灰设备对石灰窑的运行有必然辅助作用。

3、 配风系统

机械立窑应按照窑的有效容积、高径比、装填高度及生产能力肯定配风量和风压值。布风应当尽可能沿窑水平截面均匀供风,但由于存在“边风效应”,往往达不到均匀布风效果。为此可设置底部进风与腰部进风相结合起来的办法。也可采用风烟结合的方式控制燃烧、纠正偏烧。

布风与出料装置相连二者有必然占位关系,当采用双插板中间料仓组合式出灰机械时,布风装置能够固定在窑底部并尽可能多占据窑低中心面积,同时设计多层风帽,风帽间设置多孔布风,顶部风帽通流量可适当加大,形成中心布风略大于边风的效果,在下料不受影响前提下保证了中心布风面积足够大。

4、 引风系统在设计时主要考虑出风均匀,避免由于引风偏向而引发窑内偏烧的问题。

一般考虑设置对称的引风出口,如双出烟口180°布置,对称汇流。引风应当可控制,采用调风器或变频调节以维持窑顶必然的压力。

5、 电气控制系统应由专业的设计公司按照所配置的机电设备进行优化设计。

按照业主要求和实际工程需要,设计技术先进、符合规范、性价比优良的配套电气工程。

对于起重设备要采用国内外质量有保证、服务及时的(厂家)产品,电气设备必需经得住高强度、大负荷、抗干拢运行的考验。

四、石灰窑的控制工程设计要点

石灰窑控制工程系统主要包括给料控制、计量控制、配料控制、提升控制、布料控制、出料与料位控制、煅烧温度控制与鼓风控制、引风控制及纠偏控制。上述控制单元能够实施分散控制集中监视管理,即DCS控制。其中给料、计量、配料、提升、布料可归并为一个子系统;出料与料位控制为一子系统;煅烧鼓风与纠偏为一子系统;引风控制为一子系统。

各子系统都可采用目前较为先进的PLC控制。各子系统可单独操作也可通过必然的通信协议组成工业以太网络,并由上位机进行监督控制。一般叙述为现场收集模拟量后送模数转换,然后送工控机模块式程控与给定比较后输出调节数字量,经数模转换后送送执行机构以完成一次调整。或由PLC硬连线直接完成收集、处置和控制。相应地考虑I\\O本地和远

自动化机械石灰立窑的设计制造及施工运行要点

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