ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在納米碳酸鈣行業(yè)的應用

楊洪波

黃岡市華窯中興窯爐有限責任公司  湖北 黃岡  438000

摘要：混燒立窯是目前碳酸鈣行業(yè)最主要的煅燒設備，而隨著(zhù)國內工業(yè)的快速發(fā)展，高質(zhì)量的納米碳酸鈣在諸多行業(yè)的推廣應用、國家環(huán)保節能減排的嚴要求及企業(yè)管理等多方面的要求，對煅燒工序所使用混燒立窯的要求也越來(lái)越高，本文就我公司開(kāi)發(fā)的ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在納米碳酸鈣行業(yè)的應用實(shí)踐進(jìn)行說(shuō)明探討。

關(guān)鍵詞：ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯、納米碳酸鈣、應用、說(shuō)明、探討

1        概述

石灰石在立窯里面的混燒煅燒其實(shí)也很簡(jiǎn)單，就是將石灰石和的塊狀燃料

（無(wú)煙塊煤或焦炭）均勻地混合好，均勻地從爐頂布入窯內，再經(jīng)過(guò)均勻的預熱、煅燒、冷卻，最后均勻地從窯內卸出，簡(jiǎn)單說(shuō)就是做到四個(gè)均勻：均勻混料、均勻布料、均勻煅燒、均勻卸料。在做好這四個(gè)均勻的前提下再做到煅燒工藝參數調節簡(jiǎn)單靈活、設備可靠耐用、自動(dòng)化程度高、環(huán)保達標、設備安裝安全可靠、綜合性?xún)r(jià)比高這幾項，這才是一套合格的納米碳酸鈣行業(yè)需要的混燒立窯，而我公司結合自1997年涉入石灰窯爐制造行業(yè)來(lái)的近二十年的實(shí)踐經(jīng)驗及廣泛吸納國際國內的石灰石煅燒的先進(jìn)技術(shù)和理念，并且經(jīng)過(guò)幾百座實(shí)踐應用中的不斷改進(jìn)和創(chuàng )新，設計開(kāi)發(fā)的針對納米碳酸鈣行業(yè)的ZXKILN-ZDHSLY混燒立窯在國內國際受到了眾多用戶(hù)的青睞。

2        ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在納米碳酸鈣行業(yè)的應用實(shí)踐

2.1 設計

我公司有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員會(huì )根據業(yè)主方提供的石灰石、燃料的具體資料及石灰產(chǎn)質(zhì)量要求設計出合適的混燒立窯及配套設備，如不同品質(zhì)、特性的入窯石灰石和燃料對布料和出灰設備皆有不同的適應性，又如不同品質(zhì)的石灰石和燃料會(huì )造成立窯利用系數的顯著(zhù)變化，這些都是煅燒出達產(chǎn)達標的CaO原料的核心前提，我們也將按照混燒立窯對原料、燃料的適應性向業(yè)主提出相關(guān)要求，從而避免了因為配套設備不合適造成減產(chǎn)減質(zhì)的麻煩。同時(shí)我們可提供煅燒工序全流程的設計，從工藝布置到礦石篩分、清洗、石灰石及塊煤儲料倉、自動(dòng)配混料、自動(dòng)上料布料、爐體、自動(dòng)出灰、成品灰輸送、倉儲、環(huán)保配套等設備的全流程設計。

2.2    現場(chǎng)安裝

我公司系一家具有設計、制造、安裝調試、培訓及售后服務(wù)的綜合型專(zhuān)業(yè)窯

爐公司，制造的各種窯爐廣泛應用于陶瓷、玻璃、冶金、化工、墻材、石灰石煅燒等多領(lǐng)域。我公司配備有專(zhuān)業(yè)的現場(chǎng)安裝隊伍，他們會(huì )根據現場(chǎng)安裝的氣候地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等諸多因素制訂合適的安裝組織，從而保證了立窯及配套設備在現場(chǎng)焊接、砌筑、涂裝及安裝的質(zhì)量、操作安全及整體安裝進(jìn)度等。

ZXKILN-ZDHSLY安裝現場(chǎng)見(jiàn)下圖：

2.3    立窯主體及配套設備

立窯主體分鋼結構爐殼及砌體。

立窯外殼均采用A3鋼板焊接整體組裝，外殼焊接均采用了CO₂氣氛保護

焊，焊接及殼體涂裝作業(yè)亦均在地面完成，全部的拼裝作業(yè)均在已完成護欄安裝的平臺上操作，這些措施均保證了爐殼的焊接強度、氣密性、拼裝質(zhì)量、涂裝質(zhì)量及作業(yè)人員人身安全等。

    立窯砌體我們分多層環(huán)砌，內襯采用高鋁磚、粘土磚、輕質(zhì)隔熱磚、輕質(zhì)保溫層，優(yōu)化的內襯設計充分保證了爐體的氣密性、耐磨隔熱、維修方便等，熱損失小爐殼溫升小于40度，內襯使用壽命長(cháng)。高要求的砌筑質(zhì)量亦是石灰產(chǎn)質(zhì)量的保證。

配套設備主要有石灰石的篩分清洗、原料倉及自動(dòng)配混料系統、自動(dòng)上料

系統、自動(dòng)封閉式布料系統、自動(dòng)封閉式出灰系統、成品灰倉儲系統、變頻控制助燃冷卻及糾偏系統、自動(dòng)控制及監控系統、環(huán)保配套設備等。

    我們會(huì )根據業(yè)主實(shí)際石灰石及燃料的不同特性，選用不同的自動(dòng)封閉式布料設備及自動(dòng)封閉式出灰設備，既從根本上保證了設備的耐受度又保證了石灰產(chǎn)品的產(chǎn)量質(zhì)量。

2.4    自動(dòng)化控制及監控系統

    針對目前石灰窯傳統方式運行控制中存在的出灰質(zhì)量低、環(huán)保性能差、工人勞動(dòng)強度高等缺點(diǎn)，提出設計基于MVC架構的工業(yè)石灰窯PLC控制系統。根據石灰窯生產(chǎn)工藝運行流程給出了系統應用層、決策層、設備層的設計結構，基于MVC架構的控制系統的軟件設計層次框架與結構，分析了每一個(gè)具體的PC和PLC的MVC運行機理。討論了在Siemens S7-300 PLC使用SCL語(yǔ)言實(shí)現PLC程序以及在Delphi 7平臺下實(shí)現PC程序。實(shí)驗表明：基于MVC架構石灰窯控制系統跟傳統手動(dòng)控制系統為主的石灰窯相比，產(chǎn)品活性度提高約21mL、GaO含量提高約3%、生過(guò)燒率降低約2%以及環(huán)保排放指標降低約15 mg/Nm3。

ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯的自動(dòng)化控制系統分控制和管理兩部分，并且緊密關(guān)聯(lián)。

控制部分主要包含以下幾個(gè)子系統：配置有高精度電子稱(chēng)量系統的自動(dòng)配混料系統（帶自動(dòng)補償功能）、變頻控制自動(dòng)上料系統、變頻控制自動(dòng)多點(diǎn)或單點(diǎn)布料系統、自動(dòng)料位探測報警系統、自動(dòng)測溫測壓系統、自動(dòng)出灰系統、帶壓力及流量控制的變頻控制送風(fēng)系統等。

控制系統的管理部分包含控制遠傳接入系統、所有系統參數儲存、查詢(xún)、打印及下載管理系統。

監控系統由多點(diǎn)數字化視屏系統完成，主要運轉設備均在數字視頻系統的監控下，從而保證了設備的可控可視運轉，維保人員只需要定時(shí)進(jìn)行相關(guān)的維護保養就可以了，大大降低了操作人管勞動(dòng)強度。

下圖為基于MVC模式的石灰窯上位機主窗口

基于MVC架構的石灰窯軟件系統功能結構設計：

 石灰窯S7-300 PLC硬件組態(tài)配置結構

2.5    環(huán)保節能

在當前國內環(huán)保節能減排的政策下，ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯的環(huán)保達標更顯得尤其重要。

ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯的環(huán)保措施主要圍繞節能、降噪、減排三個(gè)主題，完全符合或低于嚴苛的相關(guān)環(huán)保標準。

節能主要從爐體內襯的隔熱保溫設計、爐頂爐底密封、不停風(fēng)封閉出灰、精

確的并帶有補償功能的自動(dòng)配混料、對所有運轉設備進(jìn)行全自動(dòng)變頻控制、優(yōu)化的窯況控制調整手段等方面來(lái)實(shí)施。

降噪主要是對羅茨風(fēng)機的消音設計、物料運送過(guò)程中的撞擊噪音控制等幾個(gè)

方面。

    減排主要是不同產(chǎn)量下的自動(dòng)變頻供風(fēng)系統、出灰崗位除塵、窯氣處理、石灰石清洗用水的循環(huán)使用等幾個(gè)環(huán)節。

2.6    售后服務(wù)

我公司可為業(yè)主提供全方位的售前售后服務(wù)，售后服務(wù)包括烘窯、調試、培訓及一年內免費服務(wù)，一年后成本費服務(wù)，如果在一年后確因設計原因造成的系統缺陷仍將享受免費檢修或服務(wù)。

2.7    ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在納米碳酸鈣行業(yè)的應用實(shí)例

我公司設計的ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在國內納米碳酸鈣行業(yè)的應

用已有多年，根據用戶(hù)使用后的反饋來(lái)看，相較過(guò)去的機械立窯主要有幾個(gè)大的突破：如用人少，煅燒工序每班只需一人在控制室就可完成一窯或多窯的煅燒過(guò)程的監控；能耗低，根據不同石灰石和燃料特征能耗低于120～130kg標煤/噸CaO，如長(cháng)期穩定生產(chǎn)還有降低的空間；CO₂濃度高，控制在40%以上，是保證后段碳化工序的穩定和提高碳化質(zhì)量的關(guān)鍵；煅燒合格率高，生過(guò)燒可控制在3～8%以下；環(huán)保達標，由于是全密封的過(guò)程控制及爐體的密封性好及環(huán)保措施得當，杜絕了煙塵的無(wú)組織排放，所有風(fēng)機設備均采用變頻控制，爐頂下料系統采取多項降噪措施，設備運轉音噪低；配套設備質(zhì)量可靠、安裝精度高、砌筑質(zhì)量好，殼體涂裝質(zhì)量好；售后服務(wù)響應及時(shí)且服務(wù)周到；執行合同誠實(shí)可信。

下圖是ZXKILN-ZDHSLY在國內納米碳酸鈣行業(yè)的典型應用。

作者單位：黃岡市華窯中興窯爐有限責任公司   黃岡市中欣一諾熱工設備科技有限公司

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