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JN2000系列石灰回转窑烘干机的开发和应用
发布时间：2013-03-23 11:28 来源：未知
1、前言
鞍山焦化耐火材料设计研究总院是我国冶金石灰专业设计研究院，主持参加了国内各种石灰窑炉、石灰生产设备的设计研究工作，向石灰行业推荐了国外先进石灰生产技术和设备，主持引进工程的总体设计和引进技术设备的消化工作。国内引进的三种石灰回转窑烘干机（武钢引进的德国克劳斯·玛菲公司回转窑烘干机、宝钢一期引进的日本三菱公司回转窑烘干机、宝钢三期引进的美国KVS公司回转窑烘干机）均由该院主持设计。在引进的同时，该院结合多年的回转窑烘干机设计和石灰生产实际经验，开发的JN2000系列石灰回转窑烘干机技术和装备，在水钢、沙钢、新兴铸管、武汉固久等石灰工程中采用，达到了良好效果。本文重点介绍.fN2000系列石灰回转窑烘干机技术的开发过程，以及主要应用实例。
2、JN2000系列石灰回转窑烘干机技术的开发过程
回转窑烘干机是鞍山焦化耐火材料设计研究总院的主要设计项目，先后共设计了50多条回转窑烘干机用于煅烧耐火原料和石灰，这些回转窑烘干机中最高煅烧温度可稳定在1900℃以上。近年来中国钢铁工业经过品种的调整，逐步走向了规�；母咚俜⒄蛊冢罂焖偬岣咭苯鹗业牟亢椭柿�，需要能大规模生产优质石灰的生产装置。凭借丰富的回转窑烘干机设计经验和对国内外石灰回转窑烘干机技术状态的熟悉，首先确定开发带预热器和冷却器的回转窑烘干机。在对预热器、回转窑烘干机、冷却器、燃烧系统、烟气净化系统、控制系统进行综合比较后，确定了JN2000系列石灰回转窑烘干机的设计方案。
2.1预热器
预热器是利用回转窑烘干机废气预热入窑物料的装置，我国目前石灰回转窑烘干机采用的预热器主要有炉算式预热器和竖式预热器。炉算式预热器以宝钢一、二期为代表，由回转箅子和固定炉壳构成，用隔墙分成多室，构造复杂，耗钢量大（耐热钢多），维护工作量大，一般不再推广。竖式预热器有两种形式，一是武钢为代表的老式竖式预热器。这种预热器为圆形结构，我国在上世纪七十年代末引进。预热室由耐火材料砌筑成一个个相对独立的单元，砖型比较复杂。预热器内经�；嵋蛟と任锪虾械腿鄣阍又识鱿纸崃龆氯窒�，尤其是烧煤粉时，堵塞现象更严重，整体技术已稍显落后；二是宝钢三期为代表的新型竖式预热器。这种预热器是宝钢上世纪九十年代末从美国引进。配日产500吨以上回转窑烘干机的预热器为多边形结构，配日产500吨以下回转窑烘干机的预热器为方形结构。这种预热器特点是：①预热器内设有低阻力梁，可以有效降低烟气在预热器内的阻力损失，减少排烟机的功率消耗；②是预热器顶部料仓通过溜料管将物料送入预热器内，无单独给料锁气装置，靠溜料管料封，预热器内物料由液压推料装置控制下料量：③是预热器内内衬耐火材料基本上采用浇注料，砌筑方便：④是窑尾烟气由中心分散进入预热室，在预热室顶部汇集后排出，不会出现烟道堵塞现象；⑤预热效果好，石灰石经预热器后约有30%得到分解，排出预热器烟气温度一般在250℃以下。
在引进不同形式规格的预热器的基础上不断总结各种预热器的优缺点，特别是宝钢三期引进低阻力竖式预热器的技术特点及生产经验，开发研制出了适用于我国制造工艺、制造材质和原料特点的预热装置。JN2000系列石灰回转窑烘干机中预热装置主要开发了适应不同生产规模的代表当今先进生产技术的低阻力竖式预热器，并根据不同规模预热器选用最合理的形状结构，日产400吨以下规模采用方形预热器，日产500吨以上规模采用多边形预热器。这些设备已陆续在国内部分生产厂家得到应用。
2.2回转窑烘干机
宝钢和武钢活性石灰生产线引进的三种不同型号的回转窑烘干机中，宝钢一二期为∮3.6m／∮3. 8m×70m三档支撑回转窑烘干机，宝钢三期为∮3.96m×59. 44m两档支撑回转窑烘干机，武钢回转窑烘干机的规格为∮4.2m×44m两档支撑回转窑烘干机。
根据三种不同规格的回转窑烘干机在国内多年来的使用效果和生产经验，对回转窑烘干机的规格、配置进行了一系列优化。JN2000系列石灰回转窑烘干机中传动全部采用变频电机调速，挡轮采用液压挡轮，窑头窑尾密封采用简单可靠的弹簧片式密封等。日产500吨石灰以上规格的回转窑烘干机采用两档支撑大跨距回转窑烘干机，减少了回转窑烘干机重量，降低了回转窑烘干机造价。设计实践证明：两档支撑大跨距回转窑烘干机由于省去一组托轮以及与之匹配的轮带，相应设备重量减轻11.5%，基础受力减少14%，传动动力减少10%，而且，安装调整相当方便。
2.3冷却器
宝钢和武钢石灰生产线引进的三种不同型号的冷却器从冷却效果看都不错。但武钢引进的竖式冷却器采用中心塔形风帽送风，排料采用圆盘出灰机，锁气采用星型卸灰机，结构复杂，运动部件多，造价较高：宝钢一二期引进的推动算式冷却器结构复杂，高温部分箅板用耐热钢，造价很高；而宝钢三期引进的KVS型竖式冷却器结构采用截面为方形的竖直结构，冷却风通过分风装置从四个区域和中心风帽对物料进行冷却，冷却效果好，且每个区域对应一个料封管和一台电振出料机，根据每个区域出料温度情况可以单独进行控制。同宝钢一期引进的推动箅式冷却机和武钢引进的竖式冷却器比，KVS型竖式冷却器具备冷却效果好、结构简单、无运动部件、设备重量轻，且使用的高温合金材质少、造价低等优点。
JN2000系列石灰回转窑烘干机中冷却器在宝钢三期引进的KVS型竖式冷却器的基础上对关键部位结构及材质的选型进行了改进，并针对不同产量规模形成了系列化产品。
2.4燃烧系统
国内引进的三种不同规格的回转窑烘干机燃烧装置也不尽相同，但都使用气体燃料。JN2000系列石灰回转窑烘干机系列中燃烧装置除设计了以煤气或天然气为燃料的燃烧装置外，还针对我国煤燃料价格低廉的特点设计了煤粉燃烧装置系列。这些燃烧装置采用目前先进的多通道结构，使燃烧效果更佳，火焰的形状、长短便子调控。燃烧系统还配备完善的火焰监测、点火、安全等装置。
2.5烟气净化系统
JN2000系列石灰回转窑烘干机采用的预热器效果好，烟气出口温度在230～250℃，烟气净化系统主要采用布袋式除尘器或静电除尘器，并配有掺冷风�；ぷ爸谩２即匠酒鞑捎美胂呤�，即布袋除尘器的某一部分可以离线进行布袋的更换或进行其它检修，其余部分正常工作而不至于影响生产。
2.6控制系统
JN2000系列石灰回转窑烘干机系统采用PLC控制自动操作的方式，也可以采用机旁手动操作的方式；按生产工艺流程进行集中监视和控制，主要设备采用双路电源供电，对主要生产工艺实行三电一体化的控制。控制的基本功能主要有：
a)对主要用电设备工艺过程的状态进行模拟描述。
b)用PLC完成热工参数的控制和调节，并在CRT上显示过程变量、设定值及控制输出值等模拟量。
c)用标准梯形图完成逻辑控制功能，实现对用电设备的联锁和顺序控制。
d)远距离监视用电设备的轻、重故障，并进行故障报警。
e)对生产过程中所用的操作参数如温度、压力、流量、液位或料位、加料量或加料周期时间等各种报表、报警和操作命令等数据进行记录，并自动打印。
3、应用实例
3.1沙钢石灰工程
江苏沙钢集团活性石灰工程采用JN2000系列石灰回转窑烘干机中日产600吨生产线。整个工程设计4条回转窑烘干机，全部投产后可年产活性石灰近80万吨。目前已有两条回转窑烘干机投入生产，34回转窑烘干机也将投产�；刈ず娓苫娓裎�+4. Om×60m，竖式预热器采用新型节能12推头多边形预热器，冷却器采用竖式冷却器，燃料采用焦炉煤气，除尘装置采用离线式布袋除尘器。已经投入生产的两条回转窑烘干机产品产量和质量都达到了设计要求，日产量稳定在600～650t，可达700t以上，热耗在5000kj/kg以下，活性度380～420ml。
3.2新兴铸管石灰工程
河北新兴铸管石灰工程采用JN2000系列石灰回转窑烘干机系列中日产600吨生产线。回转窑烘干机规格为+4. Om×56m，采用新型节能12推头多边形预热器、冷却器采用竖式冷却器。燃料采用热值较低的煤气（焦炉煤气与高炉煤气混合），热值约2500kj／m3，能耗和窑尾温度因采用低热值煤气有所提高，考虑到预热器后烟气温度稍高，烟气净化装置采用电除尘器。实际运行中，采用二级石灰石，产量达600t/d以上，产品活性度350ml以上，取得满意效果。这为同类型生产线采用低热值煤气为燃料作出了有益尝试。
3.3武汉固久石灰工程
武汉固久科技有限公司石灰工程采用JN2000系列石灰回转窑烘干机系列中日产300吨生产线中的预热、冷却设备。预热器采用新型节能6推头方形竖式预热器�；刈ず娓苫虿捎靡惶踉从糜谏嗟木苫刈ず娓苫�，规格为∮2. 8m×55m，燃料采用价格相对便宜的煤粉，除尘装置采用布袋除尘器，工程2003年投入生产表明设备运转可靠，日产活性石灰最高达350吨，石灰活性度达到380～420ml，产品产量和质量都超过了设计要求。
4结语
鞍山焦化耐火材料设计研究总院通过对我国近二十年来引进的石灰回转窑烘干机技术和设备的研究与探索，已经完全掌握石灰煅烧工艺技术和设备开发制造技术，并应用于国内生产厂家，取得了良好的效果。下一步针对石灰生产线超大型化的需求，结合目前正在为宝钢日产1000吨5#回转窑烘干机设计工作的契机，尽快使这一规模生产线定型化。其次，我国现有的小型水泥回转窑烘干机闲置很多，可以通过武汉固久科技有限公司对其加以改造利用的模式，对现有的闲置的小型回转窑烘干机充分加以利用。再者，钢厂的低热值煤气有富余．增加这部分煤气用量有利于钢厂的煤气平衡，新兴铸管的方式是可取的办法。
