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

楊洪波

黃岡市華窯中興窯爐有限責(zé)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(shè)備，而隨著國(guó)內(nèi)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(yīng)用、國(guó)家環(huán)保節(jié)能減排的嚴(yán)要求及企業(yè)管理等多方面的要求，對(duì)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(yīng)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(yīng)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(nèi)，再經(jīng)過(guò)均勻的預(yù)熱、煅燒、冷卻，最后均勻地從窯內(nèi)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(shù)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單靈活、設(shè)備可靠耐用、自動(dòng)化程度高、環(huán)保達(dá)標(biāo)、設(shè)備安裝安全可靠、綜合性價(jià)比高這幾項(xiàng)，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(jié)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(yàn)及廣泛吸納國(guó)際國(guó)內(nèi)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(yīng)用中的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的針對(duì)納米碳酸鈣行業(yè)的ZXKILN-ZDHSLY混燒立窯在國(guó)內(nèi)國(guó)際受到了眾多用戶的青睞。

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

2.1 設(shè)計(jì)

我公司有專業(yè)的技術(shù)人員會(huì)根據(jù)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(shè)計(jì)出合適的混燒立窯及配套設(shè)備，如不同品質(zhì)、特性的入窯石灰石和燃料對(duì)布料和出灰設(shè)備皆有不同的適應(yīng)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(shù)的顯著變化，這些都是煅燒出達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)的CaO原料的核心前提，我們也將按照混燒立窯對(duì)原料、燃料的適應(yīng)性向業(yè)主提出相關(guān)要求，從而避免了因?yàn)榕涮自O(shè)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(shè)計(jì)，從工藝布置到礦石篩分、清洗、石灰石及塊煤儲(chǔ)料倉(cāng)、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(cāng)儲(chǔ)、環(huán)保配套等設(shè)備的全流程設(shè)計(jì)。

2.2    現(xiàn)場(chǎng)安裝

我公司系一家具有設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試、培訓(xùn)及售后服務(wù)的綜合型專業(yè)窯

爐公司，制造的各種窯爐廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻璃、冶金、化工、墻材、石灰石煅燒等多領(lǐng)域。我公司配備有專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)安裝隊(duì)伍，他們會(huì)根據(jù)現(xiàn)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(shè)備在現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)下圖：

2.3    立窯主體及配套設(shè)備

立窯主體分鋼結(jié)構(gòu)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(hù)

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(hù)欄安裝的平臺(tái)上操作，這些措施均保證了爐殼的焊接強(qiáng)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(nèi)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(nèi)襯設(shè)計(jì)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(nèi)襯使用壽命長(zhǎng)。高要求的砌筑質(zhì)量亦是石灰產(chǎn)質(zhì)量的保證。

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

系統(tǒng)、自動(dòng)封閉式布料系統(tǒng)、自動(dòng)封閉式出灰系統(tǒng)、成品灰倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、變頻控制助燃冷卻及糾偏系統(tǒng)、自動(dòng)控制及監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)保配套設(shè)備等。

    我們會(huì)根據(jù)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(shè)備及自動(dòng)封閉式出灰設(shè)備，既從根本上保證了設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)

    針對(duì)目前石灰窯傳統(tǒng)方式運(yùn)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(qiáng)度高等缺點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)基于MVC架構(gòu)的工業(yè)石灰窯PLC控制系統(tǒng)。根據(jù)石灰窯生產(chǎn)工藝運(yùn)行流程給出了系統(tǒng)應(yīng)用層、決策層、設(shè)備層的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，基于MVC架構(gòu)的控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)層次框架與結(jié)構(gòu)，分析了每一個(gè)具體的PC和PLC的MVC運(yùn)行機(jī)理。討論了在Siemens S7-300 PLC使用SCL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)PLC程序以及在Delphi 7平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)PC程序。實(shí)驗(yàn)表明：基于MVC架構(gòu)石灰窯控制系統(tǒng)跟傳統(tǒng)手動(dòng)控制系統(tǒng)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(biāo)降低約15 mg/Nm3。

ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯的自動(dòng)化控制系統(tǒng)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(tǒng)：配置有高精度電子稱量系統(tǒng)的自動(dòng)配混料系統(tǒng)（帶自動(dòng)補(bǔ)償功能）、變頻控制自動(dòng)上料系統(tǒng)、變頻控制自動(dòng)多點(diǎn)或單點(diǎn)布料系統(tǒng)、自動(dòng)料位探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)溫測(cè)壓系統(tǒng)、自動(dòng)出灰系統(tǒng)、帶壓力及流量控制的變頻控制送風(fēng)系統(tǒng)等。

控制系統(tǒng)的管理部分包含控制遠(yuǎn)傳接入系統(tǒng)、所有系統(tǒng)參數(shù)儲(chǔ)存、查詢、打印及下載管理系統(tǒng)。

監(jiān)控系統(tǒng)由多點(diǎn)數(shù)字化視屏系統(tǒng)完成，主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均在數(shù)字視頻系統(tǒng)的監(jiān)控下，從而保證了設(shè)備的可控可視運(yùn)轉(zhuǎn)，維保人員只需要定時(shí)進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)就可以了，大大降低了操作人管勞動(dòng)強(qiáng)度。

下圖為基于MVC模式的石灰窯上位機(jī)主窗口

基于MVC架構(gòu)的石灰窯軟件系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

 石灰窯S7-300 PLC硬件組態(tài)配置結(jié)構(gòu)

2.5    環(huán)保節(jié)能

在當(dāng)前國(guó)內(nèi)環(huán)保節(jié)能減排的政策下，ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯的環(huán)保達(dá)標(biāo)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(jié)能、降噪、減排三個(gè)主題，完全符合或低于嚴(yán)苛的相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

節(jié)能主要從爐體內(nèi)襯的隔熱保溫設(shè)計(jì)、爐頂爐底密封、不停風(fēng)封閉出灰、精

確的并帶有補(bǔ)償功能的自動(dòng)配混料、對(duì)所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行全自動(dòng)變頻控制、優(yōu)化的窯況控制調(diào)整手段等方面來(lái)實(shí)施。

降噪主要是對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)的消音設(shè)計(jì)、物料運(yùn)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(tǒng)、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(jié)。

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(diào)試、培訓(xùn)及一年內(nèi)免費(fèi)服務(wù)，一年后成本費(fèi)服務(wù)，如果在一年后確因設(shè)計(jì)原因造成的系統(tǒng)缺陷仍將享受免費(fèi)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(yīng)用實(shí)例

我公司設(shè)計(jì)的ZXKILN-ZDHSLY自動(dòng)混燒立窯在國(guó)內(nèi)納米碳酸鈣行業(yè)的應(yīng)

用已有多年，根據(jù)用戶使用后的反饋來(lái)看，相較過(guò)去的機(jī)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(jiān)控；能耗低，根據(jù)不同石灰石和燃料特征能耗低于120～130kg標(biāo)煤/噸CaO，如長(zhǎng)期穩(wěn)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(wěn)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(dá)標(biāo)，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(dāng)，杜絕了煙塵的無(wú)組織排放，所有風(fēng)機(jī)設(shè)備均采用變頻控制，爐頂下料系統(tǒng)采取多項(xiàng)降噪措施，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)音噪低；配套設(shè)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(yīng)及時(shí)且服務(wù)周到；執(zhí)行合同誠(chéng)實(shí)可信。

下圖是ZXKILN-ZDHSLY在國(guó)內(nèi)納米碳酸鈣行業(yè)的典型應(yīng)用。

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

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