石灰窯的設(shè)計制造及施工運行特點

摘要：石灰窯是輕鈣生產(chǎn)的首要設(shè)備，抓好石灰窯的設(shè)計和施工工作，是保障輕鈣生產(chǎn)順利進(jìn)行的基本條件。本文對石灰窯在結(jié)構(gòu)、控制工程等方面的設(shè)計及石灰窯的施工操作進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵字：石灰窯；結(jié)構(gòu)設(shè)計；操作要點

1.引言

石灰窯是生產(chǎn)各類輕質(zhì)碳酸鈣的主要設(shè)備，其設(shè)計安裝及施工運行專業(yè)性較強(qiáng)，涉及的方面眾多，是一項綜合性的項目。一方面必須加強(qiáng)基礎(chǔ)項目建設(shè)，另一方面要抓好關(guān)鍵要素管理，強(qiáng)化重要工程建設(shè)，保證整個生產(chǎn)過程可以順利進(jìn)行。為此，本文探討了以石灰石、焦炭或石灰石、無煙煤混燒為主的石灰窯的工程設(shè)計、施工、操作等方面的要點。

2.石灰窯在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的要點

2.1.在建設(shè)石灰窯之前必須對基礎(chǔ)地面進(jìn)行實地勘探，掌握土質(zhì)巖貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況。根據(jù)石灰窯的重量、體積和高度，核定石灰窯的動態(tài)載荷重、靜態(tài)載荷重及風(fēng)載荷重。同時，專業(yè)人員按照預(yù)先設(shè)計好的圖紙進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，基礎(chǔ)澆筑，墊層夯實，預(yù)埋件的安置等。

2.2.選好石灰窯的結(jié)構(gòu)，耐火磚的尺寸和質(zhì)量必須合格。多層窯襯之間要通過異性耐高溫磚連接，保溫隔熱層之間設(shè)置防沉降隔斷墻，并選擇適宜的間距。窯襯砌筑前要檢驗磚塊尺寸的大小，并組織預(yù)砌筑。在合適的場地上對準(zhǔn)備砌筑的磚塊進(jìn)行干組裝，檢查是否與設(shè)計的一致。如果與設(shè)計的尺寸有所偏差，則應(yīng)當(dāng)對偏差進(jìn)行修正。磚縫應(yīng)當(dāng)相互錯開，內(nèi)層外層相互交錯。設(shè)計人員必須特別關(guān)注變徑段，保證其按照圖紙的要求保持園的同軸度，形成石灰窯的錐角。一般來說，窯襯結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層為高鋁質(zhì)耐火磚，其次是粘土質(zhì)耐火磚，接著是保溫磚，然后是粘土磚、巖棉板，最外層是鋼殼。窯的預(yù)埋件和預(yù)留孔必須由專人進(jìn)行管理，在砌筑時同時施工。此外，磚襯施工應(yīng)當(dāng)盡量避免在寒冬進(jìn)行，應(yīng)保證施工時的溫度在5攝氏度以上。

2.3.嚴(yán)格控制好石灰窯的高徑比。高徑比對于石灰窯來說是一個十分重要的參數(shù)。由于受到布風(fēng)裝置的限制，大部分進(jìn)入到窯內(nèi)的空氣總是沿著窯壁上升至頂部，即有十分明顯的窯壁效應(yīng)。因此窯的直徑應(yīng)當(dāng)與高度保持一定的比例而不應(yīng)當(dāng)過大或過小。一般采用的比例為1.6—8。

3.石灰窯在控制工程設(shè)計方面的要點

石灰窯的控制工程系統(tǒng)包括給料控制、配料控制、計量控制、出料和料位控制、引風(fēng)控制、煅燒溫度控制、鼓風(fēng)控制以及糾偏控制。各個子系統(tǒng)可以采用國內(nèi)較為先進(jìn)的PLC控制。各子系統(tǒng)既可以單獨操作也可以通過相關(guān)的通訊協(xié)議來組成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)。一般敘述為現(xiàn)場采集模擬量后送模數(shù)轉(zhuǎn)化，接著送工控機(jī)模塊與給定的比較后輸出調(diào)節(jié)數(shù)字量，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)以完成調(diào)整。或由PLC硬連線完成采集、控制和處理。此外對電源冗余、主機(jī)冗余也應(yīng)當(dāng)做充分的考慮。如果有條件的話應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步考慮擴(kuò)容、備品、外圍設(shè)備配置及操作站的數(shù)量。

國內(nèi)許多廠家使用旋轉(zhuǎn)編碼器作為測量加減速、料車位置、停車限位信號發(fā)生裝置，然后由PLC編程來控制料車的運行，目前已取得十分良好的效果。石灰窯的主要工藝指標(biāo)包括料位、鍛燒溫度、出料溫度、窯頂溫度等等。石灰窯運行屬于長周期、大滯后、多因素干擾的工況，因而在對石灰窯自動控制系統(tǒng)工程設(shè)計時，要特別注意各影響因素間的相互聯(lián)系。在設(shè)定各系統(tǒng)PID參數(shù)時，要參照工藝操作人員提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。石灰生產(chǎn)主要由鼓引風(fēng)量和煅燒溫度決定。在原料成分保持穩(wěn)定的情況下，煅燒溫度與送風(fēng)量、配料比例有著直接的聯(lián)系。當(dāng)溫度升高時送風(fēng)量、煤石比應(yīng)當(dāng)減少，反正則增加。出料量可依據(jù)產(chǎn)量的要求采用定時定量出料，并根據(jù)料位的高低控制加料。加料的周期要小于溫度的調(diào)整周期，加料和配比均以批為單位進(jìn)行控制。為方便在燒偏時進(jìn)行糾正，應(yīng)當(dāng)在冷卻段和煅燒段之間設(shè)立腰風(fēng)口。當(dāng)煅燒平面的對稱點溫度差超過了一定數(shù)值時，可以開啟對應(yīng)的腰風(fēng)口閥門抑制或強(qiáng)化高溫點或低溫點的燃燒工況。但必須保證其可操作性，使窯的溫度調(diào)整靈敏有效，感應(yīng)元件配置準(zhǔn)確。

4.石灰窯的操作要點

石灰窯的操作過程相對復(fù)雜。工程項目建成后，施工單位要組織施工、監(jiān)理、設(shè)計，供應(yīng)商進(jìn)行綜合性試生產(chǎn)驗收。工程建設(shè)的各項資料要保存完整，各項手續(xù)須齊全，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作就緒。現(xiàn)場整理完畢，符合規(guī)范。操作人員要徹底檢查石灰窯的隱蔽工程，清理施工時遺留的物品，合理處理施工時的一些臨時機(jī)構(gòu)，排除任何有可能阻礙石灰窯正常運行的物體，如施工時留下的廢鋼鐵、螺絲等。

烘窯時必須按照規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，以防出現(xiàn)不該有的差錯。烘窯結(jié)束后仔細(xì)清理烘窯時產(chǎn)生的廢渣，防止其在點火時阻礙物料的下降。點火時特別注意要上火均勻，加布料均勻，并根據(jù)原料粒度掌握好出料時間及出料量。出料后及時將料位補(bǔ)充至正常值，時刻注意底火的焦結(jié)程度，防止造成廢渣，阻礙物料的正常下降。在點火成功后要靈活掌握好原料的配比，點火初期的每批配料比要有所變動，防止高配比結(jié)瘤的產(chǎn)生。送引風(fēng)的使用要得當(dāng)，初期嚴(yán)格控制風(fēng)量，然后每間隔一段時間適當(dāng)提高風(fēng)量。石灰窯溫度的提升要緩慢進(jìn)行，一般20到30天之間將溫度調(diào)整到位即可。之后根據(jù)產(chǎn)量的多少來控制進(jìn)風(fēng)量，每提高一產(chǎn)量單位

要在該產(chǎn)量下運行一段時間，以穩(wěn)定石灰窯的工況。新建設(shè)的工廠應(yīng)當(dāng)聘請有經(jīng)驗的專家對烘窯、點火和試生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)。所有的工作人員應(yīng)當(dāng)保持密切的合作，做到勤看火勤加料，連續(xù)加料要準(zhǔn)確，混料要均勻，配比要合適。

5.結(jié)語

石灰窯工程項目系統(tǒng)性很強(qiáng)，需要施工單位、建設(shè)方、設(shè)計和監(jiān)理單位的共同合作，從基礎(chǔ)建設(shè)做起，科學(xué)設(shè)計、科學(xué)施工和科學(xué)管理，抓好重點問題。只有這樣才能夠使工程的質(zhì)量和安全得到保障。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，石灰窯設(shè)計、施工和生產(chǎn)技術(shù)都得到了很大的提高。同時由于在生態(tài)環(huán)保方面的大力投入，企業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)、污染零排放和三廢治理等方面都取得了重大進(jìn)展。我國的石灰生產(chǎn)將邁向一個全新的時代，并在輕鈣生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

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