生料均化库设计与使用中应注意的问题
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高均化效果 # 参考文献 !
&# ’ 颖 !赵 梁颖涵 ! 俞为民 $D?E’ 型 生 料 均 化 库 的 开 发 及 应 用 &$ ’$ 见 $ 沈 莲 !吕 先 $ 新 型 干 法 水 泥 生 产 线 的 建 设 与 生 产 &% ’$ 天 津 水 泥 颖 !赵 莲!
技术杂志社 !!"""$!"6$ && ’ 吕 孙金 亮 $ 双 阳 型 连 续 生 料 均 化 库 的 改 进 &$ ’$ 见 $ 沈 先 $ 新型干法水泥生产线的建设与生产 &% ’$ 天津水泥技术杂志社 ! 朱昆泉 ! 许林发 $ 建材机械工程手册 &- ’$ 武汉 $ 武汉工业大学出版
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乔
彬)
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结束语
’) 在生料均化库的选型阶段 ! 应综合考虑系统投
资 % 运行成本及均化效果的对应关系 ! 在此基础上简 化系统工艺流程 !促进新型干法水泥生料生产线的良 性发展 #
!) 在均化库的本体设计中 ! 应尽量避免边部效
应 ! 减少边部死区及就近取样问题 #
5) 现有的 -. 多股流均化库应通过技术改造 ! 提
通风道只保留均化程序上的放风及中心室余风的汇 集功能 # 对现有的生料均化库 ! 应打开通风道侧墙进 料孔 !恢复最初的设计意图 #
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工艺流程复杂
-. 多股流生料均化库的出库生料不能直接送入
窑尾预热器 ! 需经过生料计量 % 二次均化及输送系统 ! 使均化工艺变得较为复杂 # 与直接入窑工艺相比 ! 增 加了二次均化仓 %仓底卸料装置 %充气槽系统 % 罗茨风 机 % 布袋除尘器 % 提升输送设备及相应的土建 % 安装工 程 ! 以 ’ !6"849 规模生产线为例 ! 上述设施需增加投资 约 6" 万元 # 耗电 %折旧 %维修等年费用达 !6 万元 # 笔者认为 $ 对于新建的生料均化库应注重库本体 的均化效果 ! 在方案选型阶段 ! 可综合考虑工艺简练 ! 总体投资及运行成本等因素 !促进先进库型的普及与 发展 # 虽然 -. 多股流生料均化库本体投资相对其它 库型较低 ! 但增加的二次均化系统投资及系统耗电等 运行成本也不 容忽视 # 相比 较而言 !:;<=%>.%?&@A"
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存在的问题与解决措施
边部死区 ! 滞料区及就近取料
Hale Waihona Puke Baidu
!’() *+ 多股流生料均化库环形充气槽系统 , 通
风道以外 - 设计了 ’" 个卸 料沟 ! 每个 卸料沟径向 布置 了. 个卸料口 !使库本体实现." 个名义上的多股流 " 在 实际生产中 ! 当对称的一对充气槽系统充气时 ! 靠近 中心室的一组卸料口处因所受阻力最小 ! 最先产生松 动进入中心室 ! 同时诱导该组卸料口上方生料在重力 作用下产生凹陷漏斗 " 第 !组及靠近库壁的第. 组卸料 口处由于受到库内数十米料压的影响 ! 充气槽内高压 空气根本不能克服物料阻力向上逸出 ! 只会折向水平 方向至物料阻力相对较小的第’组卸料口处 ! 促使第 ’ 组卸料口处的物料大量涌入中心室 " 严重时出现上入 下出现象 " 这样 !在第 ’组卸料口上方漏斗流边界以内 ! 形成
高压空气的作用下产生气力混合均化 ! 同时出料口布 置于中心室底部 " 这样 ! 罗茨风机产生的高压气流就
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严
义 ! 生料均化库设计与使用中应注意的问题
E !F E
近在卸料口处 (即阻力最小处) 随物料进入下道设备 中 ! 一方面容易造成下道工艺设备出现正压逸尘 ! 浪 费能源并增大除尘器的负荷 " 另一方面 ! 亦不可避免 地降低了中心室的气力混合均化效果 # 由于一部分高 压气流的短路损失 !减少了用于气力混合均化的空气 量 ! 降低了流化床的流体速度 # 这样 ! 中心室内的料层 基本上处于初始或临界流化状态 ! 减弱了床层的对流 混合 " 在低速状态下 ! 水分偏大的生料更容易结团 ! 给 均化库的使用带来了负面影响 # 由流化床的工作原理可知 $在床层的最高处混合 质 量 较 好 !中 层 次 之 !底 层 最 差 !甚 至 不 产 生 混 合 作 用 " 同时 ! 气流速度越高 ! 被流化的床层高度占总床层 高度的比例越大 ! 流化程度越好 # 基于以上原因 ! 对于新建及现有的中心室均化 库 ! 可考虑改造成一个高位出料口 ! 出口位置为膨胀 床层高度的 *"+!,"+ ! 在正常生产中使用 " 另一个为 低位出料口 ! 保持现有位置不变 ! 在清库及高位出料 系统发生故障时使用 #
生料易流区 ! 约占库有效容积的 /"0 # 在第 ! 组卸料口 外侧至库壁处存在着锥环形死料区 !约占有效容积的
(0#在易流区与死料区之间存在着生料滞料区 " 上述
库内分区随库内料位的变化而变化 ! 当库内料位增长 时 ! 死料区及滞料区向库中心移动 # 当库内料位降低 时 !死料区及滞料区向库外壁方向移动 " 由于上述问题的存在 ! 一方面 ! 降低了均化库的 正常使用储量 #另一方面 ! 也使约! " # 的充气槽不能按 最初设计意图发挥作用 ! 名义上的 ." 个流股只存在 ’" 个 " 同时 !用于环形区充气的罗茨风机 !设计共配 . 台 ! 其中 !用’ 备 ! 但在实际生产中 ! 由于压向第 ’ 组卸料口 处的风量过大 ! 导致涌入中心室的瞬时料量较大 ! 致 使罗茨风机产生的高压空气长时间打入通风道 " 由 此 ! 多数厂家已使用 ’台供气 !另!台备用 " 为此 ! 在新建项目中考虑解决 $
!
工作原理
出磨生料经斗式提升机至均化库顶生料分配器 !
生料大致均布于库的横断面上 " 罗茨风机产生的高压气体经回转式空气分配器 或气动球阀 ! 按程序向环形区充气槽对称充气 ! 使生 料产生松动活化并向中心室流动 ! 同时诱导该充气区 上部生料产生对称的漏斗凹陷 !由此使不同时段入库 的生料产生多层重力切割 " 中心室内的物料在罗茨风机高压气体的作用下 ! 产生气力混合均化 ! 进一步提高库本体的均化效果 " 中心室底部设置!个出料系统 ! 按程序轮换出料 " 上述均化过程产生的含尘气体经库内通风道汇 集后引至库顶除尘器净化后排放 "
-. 多股流生料均化库设计了库内通风道 ! 作用
是汇集生产过程中产生的废气 !占据着较为庞大的库 内空间 # 通风道内设计了 !个卸料充气槽系统 ! 与通风 道外环形区的’"个卸料沟组成 *对卸料对称区 ! 按设 定时间 / 一般为 0" !’!"123) 与程序循环充气卸料入中 心室 # 通风道设计了 !个进料孔 ! 个别项目中使用时 ! 将这!个孔洞进行了封闭 !这样 !庞大的库内通风道仅 发挥了通风管的功能 # 从充气原理上看 ! 因通风道侧墙进料孔的封闭 ! 内部布置的充气槽上方无料层作用 ! 只有少量积尘存 在 ! 使该处通风阻力远远小于对称充气的环形区充气 槽的阻力 ! 这样 ! 罗茨风机产生的高压气流绝大部分 在通风道内短路逸出 ! 进入了除尘器 # 工况条件下 ! 通 风道内充气 槽系统充气 运行时间占 循环 周 期 的 ’45 ! 长达 5" !#"123 ! 严重影响着均化库的正常生产 ! 工况 上只存在单个凹陷漏斗 ! 加大了中心室内的料位波 动 ! 在一定程度上降低了均化库的均化效果 # 同时 ! 因通风道侧墙进料孔的封闭 ! 通风道上面 生料存在着滞料区 !约占整个库有效储量的67 # 亦给 生料均化库的正常使用带来了不利影响 # 针对上述问题 ! 在均化库设计阶段 ! 应考虑适当 缩减通风道尺寸 ! 将通风道内充气槽移出至环形区 !
9&:;<=>< 切线库的经验 ! 通过技改来完善均化功能 ! 提
高均化效果 " 诸如增加库内斜坡 % 降低卸料沟长度与 库半径的比值!"# # 设置卸料口减压锥 ! 缓解库内料 压 # 卸料口布点位置的调整及充气的强弱匹配等 ! 宜 根据具体库型 !采取单个或综合改造方案 "
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中心室气体短路 多股流生料均化库中心室内的生料在罗茨风机
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库内通风道及进料孔
B2CB等库型在综合技术经济指标上要好于 -. 库 # 对于现有的 -. 库的二次均化 / 计量 ) 仓 ! 因其工况
条件与中心室类似 ! 故也存在出料口处高压气流短路 问题 !致使二次均化功能减弱 ! 在生产中 ! 亦应借鉴中 心室高位料管的经验加以改造 ! 增强气体混合均化效 果 ! 发挥出投资的正常效益 #
!-! (""123及以上规模生产线 ! 采用多股流均化库 时 ! 原则上应以!’()为限或采取两库并联方案 # 或采
用国内转化的 567% %8+ 和 89 库型 ! 均较好地解决了 边部死区与就近取料问题 !属于较好的库型 " 对于现有的 多 股 流 生 料 均 化 库 ! 应 借 鉴 567%%
’-’ !("123及以下规模的生产线 ! 以减小库径 % 降 低生料储存期为主 " 个别项目中已选型!’!) 均化库 ! 生料储量 . """1! 储存期 ’$($!$"3! 能满足 连续生产的 要求 " 这样 !卸料沟长度可降低 ’$()!!"#4"$#’(!在一
定程度上降低了边部效应 !同时减少了充气槽面积及 罗茨风机配置 !直接降低均化库的建设投资 "
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生料均化库设计与使用中应注意的问题
严 义
"??#"’, 武山水泥有限公司 ! 河北 秦皇岛
中图分类号 "&’()!*+,# 文献标识码 "-
文章编号 "(..!/0,)) &!..1 ’(./""!?@"!
目前 ! 在水泥生产工艺中 ! 生料均化库仍占有重 要位置 ! 其均化效果的好坏 ! 直接影响新型干法水泥 熟料生产线均衡与稳定的生产 !特别是在石灰石预均 化堆场建设不到位的生产线上 !则更显重要 " 国内的 几种生料均化库型 ! 经过多年的生产实践 ! 技术基本 成熟 !但个别库型仍存在一些不足 " 本文仅以 !’()多 股流生料均化库为例 ! 与业内同仁探讨 "
&# ’ 颖 !赵 梁颖涵 ! 俞为民 $D?E’ 型 生 料 均 化 库 的 开 发 及 应 用 &$ ’$ 见 $ 沈 莲 !吕 先 $ 新 型 干 法 水 泥 生 产 线 的 建 设 与 生 产 &% ’$ 天 津 水 泥 颖 !赵 莲!
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!) 在均化库的本体设计中 ! 应尽量避免边部效
应 ! 减少边部死区及就近取样问题 #
5) 现有的 -. 多股流均化库应通过技术改造 ! 提
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窑尾预热器 ! 需经过生料计量 % 二次均化及输送系统 ! 使均化工艺变得较为复杂 # 与直接入窑工艺相比 ! 增 加了二次均化仓 %仓底卸料装置 %充气槽系统 % 罗茨风 机 % 布袋除尘器 % 提升输送设备及相应的土建 % 安装工 程 ! 以 ’ !6"849 规模生产线为例 ! 上述设施需增加投资 约 6" 万元 # 耗电 %折旧 %维修等年费用达 !6 万元 # 笔者认为 $ 对于新建的生料均化库应注重库本体 的均化效果 ! 在方案选型阶段 ! 可综合考虑工艺简练 ! 总体投资及运行成本等因素 !促进先进库型的普及与 发展 # 虽然 -. 多股流生料均化库本体投资相对其它 库型较低 ! 但增加的二次均化系统投资及系统耗电等 运行成本也不 容忽视 # 相比 较而言 !:;<=%>.%?&@A"
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边部死区 ! 滞料区及就近取料
Hale Waihona Puke Baidu
!’() *+ 多股流生料均化库环形充气槽系统 , 通
风道以外 - 设计了 ’" 个卸 料沟 ! 每个 卸料沟径向 布置 了. 个卸料口 !使库本体实现." 个名义上的多股流 " 在 实际生产中 ! 当对称的一对充气槽系统充气时 ! 靠近 中心室的一组卸料口处因所受阻力最小 ! 最先产生松 动进入中心室 ! 同时诱导该组卸料口上方生料在重力 作用下产生凹陷漏斗 " 第 !组及靠近库壁的第. 组卸料 口处由于受到库内数十米料压的影响 ! 充气槽内高压 空气根本不能克服物料阻力向上逸出 ! 只会折向水平 方向至物料阻力相对较小的第’组卸料口处 ! 促使第 ’ 组卸料口处的物料大量涌入中心室 " 严重时出现上入 下出现象 " 这样 !在第 ’组卸料口上方漏斗流边界以内 ! 形成
高压空气的作用下产生气力混合均化 ! 同时出料口布 置于中心室底部 " 这样 ! 罗茨风机产生的高压气流就
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严
义 ! 生料均化库设计与使用中应注意的问题
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近在卸料口处 (即阻力最小处) 随物料进入下道设备 中 ! 一方面容易造成下道工艺设备出现正压逸尘 ! 浪 费能源并增大除尘器的负荷 " 另一方面 ! 亦不可避免 地降低了中心室的气力混合均化效果 # 由于一部分高 压气流的短路损失 !减少了用于气力混合均化的空气 量 ! 降低了流化床的流体速度 # 这样 ! 中心室内的料层 基本上处于初始或临界流化状态 ! 减弱了床层的对流 混合 " 在低速状态下 ! 水分偏大的生料更容易结团 ! 给 均化库的使用带来了负面影响 # 由流化床的工作原理可知 $在床层的最高处混合 质 量 较 好 !中 层 次 之 !底 层 最 差 !甚 至 不 产 生 混 合 作 用 " 同时 ! 气流速度越高 ! 被流化的床层高度占总床层 高度的比例越大 ! 流化程度越好 # 基于以上原因 ! 对于新建及现有的中心室均化 库 ! 可考虑改造成一个高位出料口 ! 出口位置为膨胀 床层高度的 *"+!,"+ ! 在正常生产中使用 " 另一个为 低位出料口 ! 保持现有位置不变 ! 在清库及高位出料 系统发生故障时使用 #
生料易流区 ! 约占库有效容积的 /"0 # 在第 ! 组卸料口 外侧至库壁处存在着锥环形死料区 !约占有效容积的
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库内分区随库内料位的变化而变化 ! 当库内料位增长 时 ! 死料区及滞料区向库中心移动 # 当库内料位降低 时 !死料区及滞料区向库外壁方向移动 " 由于上述问题的存在 ! 一方面 ! 降低了均化库的 正常使用储量 #另一方面 ! 也使约! " # 的充气槽不能按 最初设计意图发挥作用 ! 名义上的 ." 个流股只存在 ’" 个 " 同时 !用于环形区充气的罗茨风机 !设计共配 . 台 ! 其中 !用’ 备 ! 但在实际生产中 ! 由于压向第 ’ 组卸料口 处的风量过大 ! 导致涌入中心室的瞬时料量较大 ! 致 使罗茨风机产生的高压空气长时间打入通风道 " 由 此 ! 多数厂家已使用 ’台供气 !另!台备用 " 为此 ! 在新建项目中考虑解决 $
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工作原理
出磨生料经斗式提升机至均化库顶生料分配器 !
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-. 多股流生料均化库设计了库内通风道 ! 作用
是汇集生产过程中产生的废气 !占据着较为庞大的库 内空间 # 通风道内设计了 !个卸料充气槽系统 ! 与通风 道外环形区的’"个卸料沟组成 *对卸料对称区 ! 按设 定时间 / 一般为 0" !’!"123) 与程序循环充气卸料入中 心室 # 通风道设计了 !个进料孔 ! 个别项目中使用时 ! 将这!个孔洞进行了封闭 !这样 !庞大的库内通风道仅 发挥了通风管的功能 # 从充气原理上看 ! 因通风道侧墙进料孔的封闭 ! 内部布置的充气槽上方无料层作用 ! 只有少量积尘存 在 ! 使该处通风阻力远远小于对称充气的环形区充气 槽的阻力 ! 这样 ! 罗茨风机产生的高压气流绝大部分 在通风道内短路逸出 ! 进入了除尘器 # 工况条件下 ! 通 风道内充气 槽系统充气 运行时间占 循环 周 期 的 ’45 ! 长达 5" !#"123 ! 严重影响着均化库的正常生产 ! 工况 上只存在单个凹陷漏斗 ! 加大了中心室内的料位波 动 ! 在一定程度上降低了均化库的均化效果 # 同时 ! 因通风道侧墙进料孔的封闭 ! 通风道上面 生料存在着滞料区 !约占整个库有效储量的67 # 亦给 生料均化库的正常使用带来了不利影响 # 针对上述问题 ! 在均化库设计阶段 ! 应考虑适当 缩减通风道尺寸 ! 将通风道内充气槽移出至环形区 !
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高均化效果 " 诸如增加库内斜坡 % 降低卸料沟长度与 库半径的比值!"# # 设置卸料口减压锥 ! 缓解库内料 压 # 卸料口布点位置的调整及充气的强弱匹配等 ! 宜 根据具体库型 !采取单个或综合改造方案 "
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