ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑在纳米碳酸钙行业的应用

杨洪波

黄冈市华窑中兴窑炉有限责任公司  湖北 黄冈  438000

摘要：混烧立窑是目前碳酸钙行业最主要的煅烧设备，而随着国内工业的快速发展，高质量的纳米碳酸钙在诸多行业的推广应用、国家环保节能减排的严要求及企业管理等多方面的要求，对煅烧工序所使用混烧立窑的要求也越来越高，本文就我公司开发的ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑在纳米碳酸钙行业的应用实践进行说明探讨。

关键词：ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑、纳米碳酸钙、应用、说明、探讨

1        概述

石灰石在立窑里面的混烧煅烧其实也很简单，就是将石灰石和的块状燃料

（无烟块煤或焦炭）均匀地混合好，均匀地从炉顶布入窑内，再经过均匀的预热、煅烧、冷却，最后均匀地从窑内卸出，简单说就是做到四个均匀：均匀混料、均匀布料、均匀煅烧、均匀卸料。在做好这四个均匀的前提下再做到煅烧工艺参数调节简单灵活、设备可靠耐用、自动化程度高、环保达标、设备安装安全可靠、综合性价比高这几项，这才是一套合格的纳米碳酸钙行业需要的混烧立窑，而我公司结合自1997年涉入石灰窑炉制造行业来的近二十年的实践经验及广泛吸纳国际国内的石灰石煅烧的先进技术和理念，并且经过几百座实践应用中的不断改进和创新，设计开发的针对纳米碳酸钙行业的ZXKILN-ZDHSLY混烧立窑在国内国际受到了众多用户的青睐。

2        ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑在纳米碳酸钙行业的应用实践

2.1 设计

我公司有专业的技术人员会根据业主方提供的石灰石、燃料的具体资料及石灰产质量要求设计出合适的混烧立窑及配套设备，如不同品质、特性的入窑石灰石和燃料对布料和出灰设备皆有不同的适应性，又如不同品质的石灰石和燃料会造成立窑利用系数的显著变化，这些都是煅烧出达产达标的CaO原料的核心前提，我们也将按照混烧立窑对原料、燃料的适应性向业主提出相关要求，从而避免了因为配套设备不合适造成减产减质的麻烦。同时我们可提供煅烧工序全流程的设计，从工艺布置到矿石筛分、清洗、石灰石及块煤储料仓、自动配混料、自动上料布料、炉体、自动出灰、成品灰输送、仓储、环保配套等设备的全流程设计。

2.2    现场安装

我公司系一家具有设计、制造、安装调试、培训及售后服务的综合型专业窑

炉公司，制造的各种窑炉广泛应用于陶瓷、玻璃、冶金、化工、墙材、石灰石煅烧等多领域。我公司配备有专业的现场安装队伍，他们会根据现场安装的气候地质条件、周边环境等诸多因素制订合适的安装组织，从而保证了立窑及配套设备在现场焊接、砌筑、涂装及安装的质量、操作安全及整体安装进度等。

ZXKILN-ZDHSLY安装现场见下图：

2.3    立窑主体及配套设备

立窑主体分钢结构炉壳及砌体。

立窑外壳均采用A3钢板焊接整体组装，外壳焊接均采用了CO₂气氛保护

焊，焊接及壳体涂装作业亦均在地面完成，全部的拼装作业均在已完成护栏安装的平台上操作，这些措施均保证了炉壳的焊接强度、气密性、拼装质量、涂装质量及作业人员人身安全等。

    立窑砌体我们分多层环砌，内衬采用高铝砖、粘土砖、轻质隔热砖、轻质保温层，优化的内衬设计充分保证了炉体的气密性、耐磨隔热、维修方便等，热损失小炉壳温升小于40度，内衬使用寿命长。高要求的砌筑质量亦是石灰产质量的保证。

配套设备主要有石灰石的筛分清洗、原料仓及自动配混料系统、自动上料

系统、自动封闭式布料系统、自动封闭式出灰系统、成品灰仓储系统、变频控制助燃冷却及纠偏系统、自动控制及监控系统、环保配套设备等。

    我们会根据业主实际石灰石及燃料的不同特性，选用不同的自动封闭式布料设备及自动封闭式出灰设备，既从根本上保证了设备的耐受度又保证了石灰产品的产量质量。

2.4    自动化控制及监控系统

    针对目前石灰窑传统方式运行控制中存在的出灰质量低、环保性能差、工人劳动强度高等缺点，提出设计基于MVC架构的工业石灰窑PLC控制系统。根据石灰窑生产工艺运行流程给出了系统应用层、决策层、设备层的设计结构，基于MVC架构的控制系统的软件设计层次框架与结构，分析了每一个具体的PC和PLC的MVC运行机理。讨论了在Siemens S7-300 PLC使用SCL语言实现PLC程序以及在Delphi 7平台下实现PC程序。实验表明：基于MVC架构石灰窑控制系统跟传统手动控制系统为主的石灰窑相比，产品活性度提高约21mL、GaO含量提高约3%、生过烧率降低约2%以及环保排放指标降低约15 mg/Nm3。

ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑的自动化控制系统分控制和管理两部分，并且紧密关联。

控制部分主要包含以下几个子系统：配置有高精度电子称量系统的自动配混料系统（带自动补偿功能）、变频控制自动上料系统、变频控制自动多点或单点布料系统、自动料位探测报警系统、自动测温测压系统、自动出灰系统、带压力及流量控制的变频控制送风系统等。

控制系统的管理部分包含控制远传接入系统、所有系统参数储存、查询、打印及下载管理系统。

监控系统由多点数字化视屏系统完成，主要运转设备均在数字视频系统的监控下，从而保证了设备的可控可视运转，维保人员只需要定时进行相关的维护保养就可以了，大大降低了操作人管劳动强度。

下图为基于MVC模式的石灰窑上位机主窗口

基于MVC架构的石灰窑软件系统功能结构设计：

 石灰窑S7-300 PLC硬件组态配置结构

2.5    环保节能

在当前国内环保节能减排的政策下，ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑的环保达标更显得尤其重要。

ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑的环保措施主要围绕节能、降噪、减排三个主题，完全符合或低于严苛的相关环保标准。

节能主要从炉体内衬的隔热保温设计、炉顶炉底密封、不停风封闭出灰、精

确的并带有补偿功能的自动配混料、对所有运转设备进行全自动变频控制、优化的窑况控制调整手段等方面来实施。

降噪主要是对罗茨风机的消音设计、物料运送过程中的撞击噪音控制等几个

方面。

    减排主要是不同产量下的自动变频供风系统、出灰岗位除尘、窑气处理、石灰石清洗用水的循环使用等几个环节。

2.6    售后服务

我公司可为业主提供全方位的售前售后服务，售后服务包括烘窑、调试、培训及一年内免费服务，一年后成本费服务，如果在一年后确因设计原因造成的系统缺陷仍将享受免费检修或服务。

2.7    ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑在纳米碳酸钙行业的应用实例

我公司设计的ZXKILN-ZDHSLY自动混烧立窑在国内纳米碳酸钙行业的应

用已有多年，根据用户使用后的反馈来看，相较过去的机械立窑主要有几个大的突破：如用人少，煅烧工序每班只需一人在控制室就可完成一窑或多窑的煅烧过程的监控；能耗低，根据不同石灰石和燃料特征能耗低于120～130kg标煤/吨CaO，如长期稳定生产还有降低的空间；CO₂浓度高，控制在40%以上，是保证后段碳化工序的稳定和提高碳化质量的关键；煅烧合格率高，生过烧可控制在3～8%以下；环保达标，由于是全密封的过程控制及炉体的密封性好及环保措施得当，杜绝了烟尘的无组织排放，所有风机设备均采用变频控制，炉顶下料系统采取多项降噪措施，设备运转音噪低；配套设备质量可靠、安装精度高、砌筑质量好，壳体涂装质量好；售后服务响应及时且服务周到；执行合同诚实可信。

下图是ZXKILN-ZDHSLY在国内纳米碳酸钙行业的典型应用。

作者单位：黄冈市华窑中兴窑炉有限责任公司   黄冈市中欣一诺热工设备科技有限公司

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