梯度燃烧技术通过多级调控分解炉进风、喂料、喷煤方式,将分解炉炉膛空间进行功能分区,建立"强贫氧还原区—弱贫氧还原区—燃烬区"的燃烧气氛环境,从而实现NOx源头减排.本文开发了在线型梯度燃烧分解炉及配套旋流分散燃烧器,可将强还原区停留时间增加至2.5～3.0s,提升了自脱硝效果.该技术在滕州东郭生产线应用后,自脱硝效率>70%,分解炉出口稳定控制NOX≤260mg/Nm3,窑尾NOx排放浓度30～50mg/Nm3,熟料氨水用量<2.5kg/t,实现了水泥窑烟气NOx的低成本超低排放.
采用燃烧煤粉后收集到的粉煤灰掺入混凝土,可取代部分水泥并改善混凝土的性能.本文在粉煤灰中添加生物质灰研究其对制备混凝土力学性能影响.对比研究了秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰、木材燃烧灰掺杂粉煤灰和单独木材灰部分替代水泥制备混凝土的力学性能差异.结果表明,用生物质灰替代25wt%的水泥,秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰与木材燃烧灰掺杂粉煤灰的混凝土抗压强度(1～56d)和抗弯强度(第56天固化)与空白对照组单纯使用粉煤灰制备的混凝土具有近似的力学性能,这为生物质的高效利用找到了合理出口,也为非常规原料用于混凝土制备提供了理论支撑.
SFC4×6推动棒式冷却机存在故障率高、极冷效果差、热回收效率低,功耗高等问题,采用天津水泥院第四代步进式带中置辊式破碎机篦式冷却机替代改造.步进式带中置辊式破碎机篦式冷却机采用具有科恩达效应的固定斜坡篦板,水平活动篦床基于步进式原理设计,篦床列间装有气封装置和尘封装置,篦床无漏料;中置辊式破碎机可将红料和大块料破碎粒径至<25mm,二次冷却效果好.改造后,出冷却机熟料温度稳定在100℃以下,冷却机热回收效率由54%提高至78%,二次风温稳定在1 150℃～1 200℃,发电量提高至29～30kW·h/t,设备运转率提高,达到了预期改造目标.
基于水泥行业粉磨系统智能化建设现状和存在的问题,结合智能粉磨攻关成果,提出了"专家诊断+智能控制+智能操作"的智能化建设新方案,并以"辊压机+球磨机"联合粉磨系统为例,详细介绍了水泥粉磨系统智能化建设方案实施的具体内容及注意事项,试点企业应用效果表明,智能化建设新方案可有效提升水泥粉磨系统智能化水平,改善水泥粉磨系统生产经济指标,提高产品质量稳定性.
T水泥厂100%燃烧无烟煤,自脱硝效果差,NOx初始排放浓度偏高,分解炉出口CO浓度较高,SNCR脱硝效率低.采取在分解炉炉膛的不同高度安装新型氨水喷射器,将氨水雾滴喷入烟气,加速氨水与NOx的混合;建立智能控制模型,动态调整烧成系统不同温度区间的喷氨量,降低喷氨总量;测试不同层喷枪脱硝效果,确定C6进出口为喷枪脱硝最佳喷射点等措施进行了改造,改造后,T水泥厂高效SNCR脱硝效率可达75%.对比了燃烧无烟煤和烟煤的脱硝效率,若将燃烧无烟煤调整为燃烧烟煤,则T水泥厂脱硝效率可进一步提升.
基于ϕ4.8m×74m回转窑运行数据,简述了通过计量热膨胀量和滑移量,测量轮带与垫板间隙的方法,以及间隙大小对回转窑运行的影响及间隙调整措施.轮带与垫板间隙过大,易造成耐火砖断裂、脱落,缩短耐火砖使用寿命;间隙过小,易造成回转窑受热膨胀不均,产生"缩颈"现象,严重影响窑的安全运行.通过加强轮带与垫板间的润滑维护、调整垫板厚度、更换垫板等,可使轮带和垫板间隙在合理范围内,降低维护成本,进一步提高窑运转率.
水泥工厂引入新能源发电技术后,如何合理设置电能计量点及新能源发电接入点,关系到水泥工厂电力系统的安全性、稳定性和经济性.阐述了某水泥生产线电能计量与分析系统的布置方案,基于该电能计量系统布置、并网电压等级、容量要求,提出了光伏发电、风力发电和余热发电三种新能源发电方式接入点方案的选择.通过合理规划水泥厂电能计量系统布置和新能源发电接入点,可实时、全面地收录水泥厂电力系统运行数据,优化电能管理,进一步实现节能降耗.
从服务体系、运维策略、平台架构三方面介绍了由天津水泥院自主研发的水泥装备智能运维平台的构建.水泥装备智能运维平台面向客户,对水泥生产和水泥装备进行全生命周期检测,为水泥生产企业提供包括智能预警、故障诊断、优化生产、数据分析、专家服务等装备运维数字化、智能化增值服务;通过采集实时生产数据和工艺设计数据,图形化多维度展示生产运行指标,建立多应用场景数据分析模型,进行生产运维和设备健康管理,建立数字专家库,提供功能模块知识依据等,实现水泥装备的智能运维,提高了水泥生产装备运转率,促进了水泥生产企业数字化转型.
分析了当前水泥工程模块化项目管理平台的弊端及产生原因,创新提出了一种以项目管理数据为基础,以项目实施策划为主导,以时间为管理轴线,以各子项工程为空间定位,以业务活动管理为核心,以进度、质量、成本管理为绩效考核重点的智慧型工程项目管理平台,通过构建"数据库、项目实施策划、业务管理、绩效管理、职能管理"五大功能模块,实现了对各项工作的智能化引导与项目管理过程数据的互联、互通,提高了项目管理的智能化水平.
采用LCA(生命周期评价)方法,对比研究了广州某水泥厂采用煤矸石和粉煤灰作混合材前后,分别生产的P∙O42.5R水泥和P∙Ⅱ42.5R水泥在整个生产过程的环境影响,并对评价结果进行了分析.选定气候变化(GWP)、环境酸化(AP)、非生物资源消耗(ADP)、富营养化(EP)、可吸入无机物(RI)以及光化学臭氧合成(POFP)6种环境影响类型指标作为评价指标.经过LCA计算得出,在水泥粉磨过程中加入3.34%的煤矸石和3.32%的粉煤灰,对水泥生产过程的六种环境影响类型指标均有降低作用,GWP、ADP、AP、EP、RI和POFP分别降低8.52%、9.18%、9.09%、8.68%、8.88%和8.29%.
ϕ4.2m×13m水泥滑履磨出料端筒体运行过程中出现喷料扬尘等异常情况,检查发现,水泥滑履磨出料端筒体磨损穿孔,大量粉尘从穿孔处进入滑履润滑系统,经分析原因并对比多种修复方案,最终选择了"修补、加强筒体保护板"的修复方案,方案实施3d(24h作业)即完成了施工,加强了磨机筒体强度,实现了筒体隔热、防变形,达到了预期修复效果.
水泥窑余热电站AQC锅炉进风管道及其保温设计对锅炉运行及其热量利用影响较大,为减少热损失,提高余热回收效率,需对进风管道采取保温措施.本文通过分析AQC锅炉进风管道换热机理,建立了AQC锅炉进风管道物理场模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟计算,获得了不同内保温层厚度的AQC锅炉进风管道温度场,以及热风温度随管道长度变化的线性关系曲线.数值模拟结果表明,AQC锅炉进风管道(ϕ3 620mm×8mm)内保温层厚度为70mm、耐磨浇注料及外保温层厚度为100mm时,为最经济、合理的保温层厚度设计方案.
骨料生产线传统散装机装车系统智能化程度较低,装车过程中存在司机需配合挪车、散装机易卡料溢料、定量装车困难等问题.基于移动胶带机的定量自动装车系统通过缓冲仓补料、称重仓计量控料、双向可逆胶带机下料均匀装车、利用汽车衡精确装载量等,实现了定量装车、自动补料、中控智能化操作的设计目标,减少了操作员人数,降低了劳动强度,降低了经营成本,提高了装车效率.
对CRC辊式破碎机空冷型高温轴进行了换热模拟及热态下的应力分析.模拟分析结果表明,带扰流叶片的冷却风道具有更强的冷却换热效果,不同边界温度和不同冷却风量会使高温轴产生较大且不同方向的温度差和热梯度,进而产生较大的额外热应力.通过将热态下的模型导入应力分析软件,进一步分析了热梯度对轴应力的影响,发现轴在热态下的等效应力远大于冷态下的等效应力,设计选材时应评估热梯度应力的影响,采取适当措施减轻或平衡应力.
某水泥生产线辊压机投用时间早、选型小,水泥半终粉磨系统存在电耗高、产量低等问题.通过将现有2台小型辊压机与1台球磨机组成"二拖一"双闭路半终粉磨系统,另新增一套大型辊压机系统,提高了辊压机能效利用率,改善了运行压力偏差,增强了破碎能力;同时,通过将球磨机磨内结构由二仓改为三仓,三仓采用陶瓷球研磨体,更换防堵型隔仓板、出磨篦板,优化活化环结构等,改善了水泥颗粒级配.改造后,水泥粉磨系统综合电耗稳定在22kW·h/t左右,产量由190t/h提升至325～335t/h,为水泥生产节能降碳提供了重要技术途径.
回转窑中心线理论上为一条直线,但在实际生产中,受复杂工况、高温形变、高负荷运转影响,窑中心线易发生垂直偏移.基于"小角度激光三点定心测窑法"研发的T型检测装置,虽可用于测量计算窑中心线的垂直偏差,但该装置T型卡尺高端与轮带低端间存在间隙,测量精度不高.基于T型检测装置设计了 一种新型测量装置,介绍了该装置的工艺特点及测量操作步骤,应用位移压力传感器收集测量数据并以数字信号方式输出,通过计算机记录数据,运用微分和最小二乘法拟合测量值并进行计算,可得到较为精确的回转窑中心线垂直偏差结果.
生料辊压机粉磨系统应用广泛,柱钉辊套式辊面使用寿命较长,粉磨效果良好.通过控制原料破碎机出料粒度,配置大块金属外排装置,提高V型选粉机入料分散效果,控制动态选粉机粗粉200μm和80μm筛筛余比值,可延长辊压机辊面使用寿命,提高V型选粉机和动态选粉机选粉效率,优化生料粉磨系统运行指标.
BH-6型六嘴水泥包装机设备老旧,存在料筒容量过小、料位报警器报警不准确、纯机械式的简易称重系统计量不精确、备品备件采购周期长、粉尘污染大、包装机工作效率低等问题,提出了更换为BHLW-6型六嘴叶轮旋转包装机的改造方案并介绍了其工艺特点.新六嘴包装机料筒容积较大、旋转稳定性更强、微机秤计量精度高,收尘筒与集灰盘收尘效果好,主旋转驱动机构传动效率优.改造后,水泥包装机产量提升约33.29t/h,包装效率提升约88％,包装车间粉尘浓度达标,作业环境大幅改善,提高了作业人员的劳动安全系数和职业健康水平.
通过开展水泥基材料浆体中水泥颗粒分散度、净浆流动度、泌水率、密实度、流变性能等多项测试实验,对比分析了超声技术以及掺加减水剂对水泥基材料性能的影响.研究表明,超声作用能有效分散水泥颗粒,对水泥早期水化有促进作用,而掺加减水剂则会增加泌水风险;Zeta电位测试表明,减水剂的作用时间比超声作用时间短;抗压强度测试表明,超声作用的水泥基材料强度更高;压汞法与超声脉冲波结果表明,超声作用对于水泥基材料的长期性能影响不显著.因此,在一些特殊工程项目建设中,可以结合超声技术作用于水泥浆体,提高水泥使用性能.
水泥窑系统中的硫主要来源于原煤燃料及石灰质、铁质等生料配料.通过总结生产经验数据,形成了脱硫设备前硫排放量理论经验公式,并根据理论计算结果,预先采取硫排放量控制措施,调整配料方案,控制入窑硫化物总量.同时,借助XRD检测仪器探究了原料中黄铁矿含量对硫排放量的影响,定性定量分析结果显示,原料中全硫含量相同时,黄铁矿含量越低,窑尾硫排放浓度越低,二者呈正相关.
