ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯在納米碳酸鈣行業的應用

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最主要的煅燒設備，而隨著國內工業的快速發展，高質量的納米碳酸鈣在諸多行業的推廣應用、國家環保節能減排的嚴要求及企業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越高，本文就我公司開發的ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯在納米碳酸鈣行業的應用實踐進行說明探討。

關鍵詞：ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯、納米碳酸鈣、應用、說明、探討

1        概述

石灰石在立窯里面的混燒煅燒其實也很簡單，就是將石灰石和的塊狀燃料

（無煙塊煤或焦炭）均勻地混合好，均勻地從爐頂布入窯內，再經過均勻的預熱、煅燒、冷卻，最后均勻地從窯內卸出，簡單說就是做到四個均勻：均勻混料、均勻布料、均勻煅燒、均勻卸料。在做好這四個均勻的前提下再做到煅燒工藝參數調節簡單靈活、設備可靠耐用、自動化程度高、環保達標、設備安裝安全可靠、綜合性價比高這幾項，這才是一套合格的納米碳酸鈣行業需要的混燒立窯，而我公司結合自1997年涉入石灰窯爐制造行業來的近二十年的實踐經驗及廣泛吸納國際國內的石灰石煅燒的先進技術和理念，并且經過幾百座實踐應用中的不斷改進和創新，設計開發的針對納米碳酸鈣行業的ZXKILN-ZDHSLY混燒立窯在國內國際受到了眾多用戶的青睞。

2        ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯在納米碳酸鈣行業的應用實踐

2.1 設計

我公司有專業的技術人員會根據業主方提供的石灰石、燃料的具體資料及石灰產質量要求設計出合適的混燒立窯及配套設備，如不同品質、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，又如不同品質的石灰石和燃料會造成立窯利用系數的顯著變化，這些都是煅燒出達產達標的CaO原料的核心前提，我們也將按照混燒立窯對原料、燃料的適應性向業主提出相關要求，從而避免了因為配套設備不合適造成減產減質的麻煩。同時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、自動配混料、自動上料布料、爐體、自動出灰、成品灰輸送、倉儲、環保配套等設備的全流程設計。

2.2    現場安裝

我公司系一家具有設計、制造、安裝調試、培訓及售后服務的綜合型專業窯

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、石灰石煅燒等多領域。我公司配備有專業的現場安裝隊伍，他們會根據現場安裝的氣候地質條件、周邊環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焊接、砌筑、涂裝及安裝的質量、操作安全及整體安裝進度等。

ZXKILN-ZDHSLY安裝現場見下圖：

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亦均在地面完成，全部的拼裝作業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、拼裝質量、涂裝質量及作業人員人身安全等。

    立窯砌體我們分多層環砌，內襯采用高鋁磚、粘土磚、輕質隔熱磚、輕質保溫層，優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。高要求的砌筑質量亦是石灰產質量的保證。

配套設備主要有石灰石的篩分清洗、原料倉及自動配混料系統、自動上料

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

    我們會根據業主實際石灰石及燃料的不同特性，選用不同的自動封閉式布料設備及自動封閉式出灰設備，既從根本上保證了設備的耐受度又保證了石灰產品的產量質量。

2.4    自動化控制及監控系統

    針對目前石灰窯傳統方式運行控制中存在的出灰質量低、環保性能差、工人勞動強度高等缺點，提出設計基于MVC架構的工業石灰窯PLC控制系統。根據石灰窯生產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，分析了每一個具體的PC和PLC的MVC運行機理。討論了在Siemens S7-300 PLC使用SCL語言實現PLC程序以及在Delphi 7平臺下實現PC程序。實驗表明：基于MVC架構石灰窯控制系統跟傳統手動控制系統為主的石灰窯相比，產品活性度提高約21mL、GaO含量提高約3%、生過燒率降低約2%以及環保排放指標降低約15 mg/Nm3。

ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯的自動化控制系統分控制和管理兩部分，并且緊密關聯。

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

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、打印及下載管理系統。

監控系統由多點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進行相關的維護保養就可以了，大大降低了操作人管勞動強度。

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硬件組態配置結構

2.5    環保節能

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

ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯的環保措施主要圍繞節能、降噪、減排三個主題，完全符合或低于嚴苛的相關環保標準。

節能主要從爐體內襯的隔熱保溫設計、爐頂爐底密封、不停風封閉出灰、精

確的并帶有補償功能的自動配混料、對所有運轉設備進行全自動變頻控制、優化的窯況控制調整手段等方面來實施。

降噪主要是對羅茨風機的消音設計、物料運送過程中的撞擊噪音控制等幾個

方面。

    減排主要是不同產量下的自動變頻供風系統、出灰崗位除塵、窯氣處理、石灰石清洗用水的循環使用等幾個環節。

2.6    售后服務

我公司可為業主提供全方位的售前售后服務，售后服務包括烘窯、調試、培訓及一年內免費服務，一年后成本費服務，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。

2.7    ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯在納米碳酸鈣行業的應用實例

我公司設計的ZXKILN-ZDHSLY自動混燒立窯在國內納米碳酸鈣行業的應

用已有多年，根據用戶使用后的反饋來看，相較過去的機械立窯主要有幾個大的突破：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，如長期穩定生產還有降低的空間；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量的關鍵；煅燒合格率高，生過燒可控制在3～8%以下；環保達標，由于是全密封的過程控制及爐體的密封性好及環保措施得當，杜絕了煙塵的無組織排放，所有風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；配套設備質量可靠、安裝精度高、砌筑質量好，殼體涂裝質量好；售后服務響應及時且服務周到；執行合同誠實可信。

下圖是ZXKILN-ZDHSLY在國內納米碳酸鈣行業的典型應用。

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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