先进的石灰竖炉技术一、主要技术经济指标窑炉有效容积(m3)：250产量(t/d)：200~210热耗(KJ/Kg?灰)960×4.1868利用系数(t/d?m3)：0.85活性度(ml)：>300石灰CaO含量(%)：>93生过烧率(%)：5~7石灰石消耗(t/t?灰)：1.7二、概要(一)原料的提供(二)成品运输烧成的石灰经过破碎筛分后，把≤5mm的粉灰入1号仓，块灰入号#仓。粉灰可用于烧结厂的混合料，块灰用于转炉炼钢。(三)水活性石灰生产过程中基本上不需用水，也不允许使用水。其设备、生活、清扫用水，可利用现有水流稍加改造用之，消防用水在马路边可设消防栓。(四)压缩空气生产用压缩空气量5nm3/分，压力354Kpa,可由厂总空压站供给。三、工艺和热工部分(一)工艺简述活性石灰炉工艺流程图如下：把合格的原料和燃料按比例，用精度为3‰的电子秤准确称量后，通过中间斗和皮带机进行均匀混合，由1.5 m3的单斗卷扬机沿着斜桥把混合料运至炉顶受料斗，通过电磁振动给料机均匀定量给料，由炉顶旋转布料器完成炉内布料。物料靠自重克服煤气气流的浮力而缓慢向下运动，相继通过预热带、煅烧带、冷却带。炉料在下降过程中，与炽热的煤气进行着复杂的热交换，并伴随着石灰石的分解和生石灰的晶粒的发育成长过程，当全过程完成时，也被助燃空气冷却降温至40~60℃，然后由圆盘出灰机和三段密封阀在不泄漏气体的情况下，将石灰卸至炉外皮带机上，经、提升机、筛分，将≤5mm和5~50mm的石灰分别卸入不同的料仓。助燃空气由罗茨风机从炉体下部吹入炉内，克服料粒阻力从下部上升至炉顶，抽风机将全部烟气引进除尘器净化，而后从烟囱达标排放到大气中。该工艺的基本特点：○树立了以原料为基础的指导思想。○炉体可视为一个密闭容器，有利于煤气流合理分布。○定量送风。○设备先进。○自动控制的装备与技术水平高。(二)对原料、燃料的要求必须以合格的原、燃料(成分和粒度)为基础。没有合格且稳定的原、燃料，就无法生产出合格的产品。如果石灰石的块度大小不均，不合格和杂质过多，在炉内就会使炉料偏析，致使气流紊乱，焙烧带不稳定，生、过烧严重，以至造成炉瘤发生。对原、燃料的具体要求如下：○石灰石：粒度为40~80mm，上限≯90mm，下限≮30mm，上下限各不大于5%；化学成分：CaO>53%，Al2O3+Fe2O3+NaO+粘土<2%○焦炭或无烟煤：块度25~40mm，上限≯50mm，下限≮15mm，上下限各不大于10%；化学成分：固定碳85%；发热值6700×4.186KJ/Kg，灰分<14%。○工业盐：无特殊要求，必要时应用。用量：石灰石单耗1.7吨/吨.灰；日用量360吨；焦炭单耗约0.134吨/吨?灰；日用量26吨。(三)原、燃料称量与混匀混配系统的称量装置采用具有全自动控制能力的自动称量装置，精度为3‰，在称量时，由变频控制的振动给料机分二次给料，先以较快的速度供料至90%，再以较慢的速度供料至{bfb}，石灰石误差在1Kg以内，焦炭误差在0.21Kg内，并且，上次的称量误差，下次能够自动补偿。(四)炉顶给料及布料设备--九点旋转式布料器经过均匀的混合料，由单斗提升机提升到炉顶放入受料斗内。待探料尺提到上部，发出给料信号后，打开插板阀，由电磁振动给料机把料放入布料器；在往布料器中放料时，布料器是在连续旋转的。一面旋转，一面布料，直把一批料布完，停止转动。(每布一次料，一分钟约转5-7圈)。布料器的下料口位置，每布一次料停止在不同的位置上(角度控制)下一批料开始布料时，下料口将从新的位置开始旋转运动。(五)出灰设备--圆盘出灰机和二段密封阀出灰机选用圆盘式出灰机，这种设备出灰均匀，并且可逆转。由双圆盘出灰机排出的生石灰进入二段密封阀，这种设备密封性能好。二段阀的1、2段交替开闭的，这样就可以不停风出灰，且不往外泄漏粉尘。(六)热工测量温度的测定：炉子有21个测温点进行监控炉况，在炉体四个断面上安16支热电偶(每层4支)。其次为助燃风温度，炉顶、烟气，(除尘器入口前)，灰温的测定。压力的测定：压力测量共两点，分别为助燃风的入炉压力，炉顶压力。该两个压力参数要求能够自动显示，自动记录，自动打印。另外，在一次助燃空气的罗茨风机的出口处，有测压装置。流量的测定：流量测量点共1个，为助燃风的流量。计量管理：原料的进入用自动称量装置来计量(青石电子秤、焦碳电子秤)，做到瞬时累计，显示及记录打印。为生产管理拿出量的依据。四、电气部分电源由高压系统引入车间，装机容量为500Kw。(一)内容高压系统和低压配电系统。成品运输系统电气部分。烟气电除尘部分。岗位除尘电气部分。主控室，逆变器室，电除尘器控制室部分。(二)装备水平"三电"设备齐全，选型具有现代选型的水平，电气和自动化相互配合，实现了控制全自动和电气半自动以及机旁手动的三种方式。单斗提升机等设备采用了具有先进，节能，运转可靠的变频调速控制。炉体照明采用节约型混光灯。五、仪器仪表(一)量配料、混匀系统本系统采用二台称量误差3‰的电子料斗秤分别对石灰石，焦炭进行自动称量、配料。本系统的自动称量、配料、混匀采用两套控制系统来完成。一套是由可编程控制器(PLC)根据二台电子称输出的模拟量和开关量实现二种物料的从振动给料机给料称量一直到混匀，后进入提升机单斗的生产过程的全部自动化。另一套是利用二台电子称本身的控制功能加上部分电器设备实现对生产过程的半自动。二台电子称的称量瞬时量、累计量显示及半自动生产的操作都集中在控制室。(二)炉体部分的仪表检测及自动控制系统温度测量：每个竖炉系统共有21个测温点，即21个温度参数。炉顶温度，除尘器烟气入口温度，出灰温度，炉身温度16点。根据石灰石煅烧过程，在炉身设四层测量，每层四点，呈同一平面90°布置。温度测量的一次元件采用k型热电偶，二次仪表采用两台精度为0~5级的uR180记录仪数字显示自动记录。压力测量：压力测量共两点，即两个压力参数。分别为：助燃风压力一点，炉顶压力一点。压力测量的变换单元均采用精度0~5级的电容式压力变送器，再由数字显示仪显示出当时的压力值。其中炉顶压力变送器向炉顶压力自动控制系统提供一个于实际压力相对应的4~20mA信号。流量测量：流量测量共1点，为助燃风流量。流量测量一次元件均采用环室取压方式的标准平孔板，孔板前后差压的测量变换采用DDZ-Ⅲ型差压变送器经开方后由数字显示仪显示出实际量值。(三)料位的测量由一台ZTP-A型智能探测料位计根据炉顶布料器的工作状态自动进行探测。单斗料车是否上料，圆盘出灰机是否出灰都将由料位计探测到的料位自动进行。(四)石灰竖炉所有的仪表检测数据，全部集中在控制室的计算机上，以数字显示或自动记录的方式读出，并提供给管理微机作为生产的终端管理。六、专用非标设备及机械部分本石灰竖炉配套采用具有国际水平的先进技术设备共七套，以确保竖炉生产的先进水平。(一)BLQ-4型布料器炉内加料要保证料均匀平整，布料器可以将料均匀散落在顶层。应用变频调速器，PLC控制，使得布料准确、可靠。布料器中关键结构如料筒、挡板、布料导槽，撒石板等均用耐高温不锈钢制作，转动部分用高级耐温平面轴承连成一体，使得设备运行可靠寿命长，为石灰石的高质量煅烧提供了很好的设备条件。(二)YPJ-4型圆盘出灰机机动灵活，出灰准确，大大减少空间飘尘，清灰方便。出灰效率高、成品灰不破碎、炉内料位下降平整。(三)SMF-4型二段密封阀出灰机在石灰竖窑生产中，为保证质量和产量，必须做到不停助燃风连续生产，而二段密封阀，出灰机就是在高效自动化出灰生产中的关键设备之一。全套设备由上、下二段挡板串联组成，每个挡板同挡板箱，挡板，挡板轴，挡板垫片及检修门盖，气动系统组成。设备由二段密封挡板串联组成，二段挡板轮番交替开闭，把排灰筒中连续落下的石灰不断排放到产品的传送带上，排灰过程中由于挡板的密封作用，使助燃风能连续工作而不致泄漏。(四)ZNLK-10J智能主令控制器主卷扬系统，将电机运转改为变频调速。在整个小车行程中从上料开始0~6m行程采用无级加速6m后调为1m? s平稳运行，终端行程提前6m作无级减速运行，直至卸料。(五)ZTP-A型智能探测料位计装置在炉顶，对炉顶加料进行准确探测，以控制料车是否上料，圆盘出灰机和二段阀出灰机是否工作。(六)SLH-1.2型青石电子称量装置和焦碳电子称量装置(七)FF-250型仿真风帽活性石灰竖窑在煅烧过程中，供风的大小和均匀程度，对石灰的活性度和烧结的生熟均匀度至关重要，此风帽是用计算机仿真设计的风帽，使得供风均匀，避免偏烧，使过烧、生烧现象大大减少，大大提高了活性石灰的质量。(八)斜桥部分选用?22a，材质为16Mn，提高料车运行的可靠性和延长使用寿命，同时还能使斜桥质量减轻。(九)炉壳部分炉体外壳采用10~12mm钢板，设计要求：1.任何一圈炉壳的上口水平偏差不得大于4mm。2.任何一圈炉壳组装后的椭圆度不得大于0.002D(炉壳直径)。3.炉壳拼装时其板边错口值不得大于0.1δ(板厚)，{zd0}不得超过2.5mm。耐火材料：炉衬采用轻铝砖、高铝砖、岩面毡、高标号水泥预制块，厚度800~850mm，总重量约580吨。(十)炉体部分竖炉中心，以底中心、炉盖上的布料器中心与风帽中心三点连成的三角形中点作垂线为其中心线。并在炉底制作{yj}性的标志。当外壳通不过斜桥侧梁时，现场打掉，加钢梁处理之。炉底中心、卸灰机中心、风帽中心、布料器中心，偏差不得大于40mm。每个部位的偏差不大于总偏差的1/2。盖安装的水平偏差不得大于(1/1000)D{zd0}不得超过3mm。标高偏差(+10mm,-40mm)。炉盖布料器的中心与炉体中心偏差不得大于5mm。七、自动化控制与数据采集石灰竖炉控制中，我们拟采用了两极微机控制系统，吸取了仪表控制系统、电气控制系统和普通计算机控制系统的长处，实现了活性石灰生产从投入到产出全过程自动化作业，不但提高了产量和活性度，而且降低了工人的劳动强度，改善了工作环境。该控制系统是石灰炉中比较理想的控制系统。(一)系统原理石灰竖炉工艺流程人机操作界面如下所示：(二)控制系统硬件组成系统采用两级微机控制系统。上位机为研华工业控制机，下位机的控制核心部分采用西门子PLC(可编程序控制器)S7-300系统，其中含有数字量输入输出模块，模拟量输入输出模块，通讯模块，接口模块，集成的称重模块，系统操作界面采用德国WINCC人机接口软件，探尺用智能重锤型料位计，上料系统采用变频器控制，智能主令控制器，智能语音xxx。系统框图如下图所示1.PLC系统：西门子PLC S7系列，在我国冶金、化工等各领域得到了广泛应用。在系统中采用西门子S7-300 PLC。xxx高，并且便于维护、便于扩展，备件价格低，订货周期短是最理想的控制系统。2.集成的称重模块：目前控制系统中称量部分，我们采用了西门子称重模块，集成在S7-300 PLC系统中。电信号由现场3个传感器(每个电子称3个压式荷重传感器并联，安装在平面三角形的三个角)传给称重模块，再经称重模块运算后变为重量值，通过PLC总线直接传送CPU，这样就减少了数据传递的中间环节，同样增强了抗干扰能力。校秤使用西门子提供的称重组态软件，通过计算机串行接口进行校秤，过程简单、快捷。3.上位计算机：上位机采用研华IP 610工业控制机，通过串行接口与CPU上的MPI口相连。4.人机操作界面：上位机操作界面采用德国WINCC人机接口软件。所有操作皆由鼠标完成，可进行参数显示、修改、设定，可以方便制作出动态工艺画面，操作画面，历史曲线、实时曲线等功能完善的画面。操作员直接可在画面上操作现场的设备。(三)主要完成的功能主要完成混配、炉体、成品出灰三大部分的自动控制及称量自动补偿。1.公用部分○在上位机上可随时设定风机运行速度，显示风速、风压；○显示压缩机空气压力，并设定压力报警值；○设定炉顶温度报警值；○对所有热工参数、压力、流量等值在上位机上用实时曲线、历史曲线、直方图、参数表等方式显示，并进行报警、统计、打印报表等处理；○每台设备的运行状态，可在工艺流程图中动态显示，并可在状态表中显示其运行、停止、故障、手动、自动等状态。可以用鼠标在计算机上手动操作(根据工艺要求)每台设备，使其运行、停止。○工业电视，分别对混配、炉顶、卷扬远距离监控。○由三个转换开关控制混配、炉体、成品出灰三系统自动手动状态，转换开关在零位时，所有受PLC控制的设备不能启动。○重要场所设有安全开关，以便在紧急状态下或检修时紧急停车，保证设备、人身安全，如卷扬、炉顶、混配、风机、出灰皮带等场所。○所有报警通过语音xxx报警，报警解除后再用复位按钮复位。2.混配部分称重拟采用电子称量的基本模式，通过性能可靠的西门子专有称重模块和上位计算机相配合，采用称重补偿的计算方法。并采用两条皮带调速混料方式。可以完成以下功能。○上位机上可随时设定石灰石、焦碳的重量值，显示其每次的称量值、误差值、班累积、总累积，自动计算下次设定值，并作历史曲线，交班时可对班累积清零，随时打印报表。○可对电子称可进行手工校零，设定给料机快振、慢振速度，皮带输送机运行速度，调节范围分别为：100T/d，0-20T/d，0-1m/s，0-1.2m/s。○在称量过程中自动调节变频给料机速度。实现对石灰石、焦碳的自动xx称量，每批料间都进行误差自动补偿，超差报警并自动修正补偿量，零点自动跟踪。○经误差自动补偿后，长时间的生产，累积误差石灰石<5kg,焦碳<3kg，(人为因素及设备故障除外)。○称量时间不大于60秒，混配时间不大于50秒，且具有卡料不停机，报警自动解除，自动延时配料功能。3.炉体部分○单斗使用变频器控制并配备智能主令控制器，可改变单斗运行速度。随时调整上下限位及加减速限位，实时检测单车位置。○上位机可设定料位计探料间隔(单斗上料几次，料位计探料一次，料位计仪表传过来的4-20ma信号，表示当前料面位置)，动态显示运行状态，设定料面上、下限报警高度(提示并自动出灰)，显示料面高度，作历史记录、报警。○炉体四层16点温度测量及完善的计算机实时曲线图。○炉顶温度，出灰温度，助燃风流量，压力测量和曲线显示。4.布料部分布料对于石灰的均匀培烧十分关键。布料采用新型的九点布料器的布料方式。起始位与停止位依次步进80度。并由变频器可控速度。是炉内撒料均匀，并且在调节炉况时，可随意控制在任何角度布料。通过改变布料的制度和方式也可以起到调节纠正炉内温度偏烧问题。5.成品出灰○出灰部分与炉体料面连锁，当料面高于所设上限时自动启动出灰过程，低于所设下限时自动停止出灰过程，也可在需要时，人工用鼠标在上位机启动、停止出灰过程。○将出灰部分纳入整个控制系统。与其他有关设备联锁。6.一次助燃风的控制助燃风对于石灰的培烧以及控制生烧，过烧十分关键。我们采用变频器控制助燃风机的转速，以达到控制流量的目的。变频器由PLC直接控制，同时PLC通过与上位计算机通讯，风流量可由计算机设定和细致的调节。其助燃风的调节要综合考虑废气温度，预热层，煅烧层和冷却层的温度变化。这些变化由上位计算机的温度折线图和趋势图给出。由操作人员综合考虑。