安徽铜陵海螺水泥有限公司2-10000t/d熟料生产线工程概览

1 项目概况

海螺集团安徽铜陵海螺水泥有限公司（以下简称铜陵公司）原燃料资源储量大、成份好，长江水运十分便利，又有海螺集团强大的市场、技术、管理、资金等综合优势，具备建设超大型熟料基地的条件。作为国内最大的水泥企业集团，安徽海螺集团为促进中国水泥工业产业结构调整和提高国内水泥生产、机械加工等领域的技术水平，适应国际上水泥生产大型化的趋势，同时为更好地提高企业效益，改善产品结构，跻身世界最大水泥企业行列，决定发挥其各项优势，规划在铜陵公司已有2条生产线、10000t/d熟料产能的基础上，在原有厂址的东侧3km处，新辟厂址，分步建设3条10000t/d熟料生产线，把铜陵公司建设成1200万t/a熟料的超大型熟料生产基地。从2001年起，海螺集团开始考虑首期2条10000t/d熟料生产线的建设事宜，中材国际南京水泥工业设计研究院有幸成为这2条生产线的设计单位。

根据海螺集团的规划，3条10000t/d熟料生产线的建设场地同时平整；首期2条10000t/d熟料生产线的设计建设要考虑第三条线的接口；首期2条10000t/d熟料生产线同时开工建设，但分步建成投产。考虑到国内对大型生产主机设备的开发设计、生产制造尚缺少经验，故本项目对生料磨、烧成系统采用引进国外技术及设备关键件、国内分交的方案。本项目于2002年12月开工，第1条线于2004年5月26日点火，6月5日投料。预计第2条线将于今年9月分点火。2条线建设总投资约13亿元人民币。

海螺集团的这一决策，无疑将对中国乃至世界水泥工业的发展起到推动作用。铜陵公司拟建3条、首期建设2条10000t/d熟料生产线，其建设规模在国内没有先例，在世界上也尚属首次。由于规模大，使得所有主辅机设备都大，物料输送储存量也大，建设场地、供电供水也大，施工安装量也大。量变到质变，所有的大，就会产生技术上、管理上的新课题、新高度。在设计和工程建设过程中，业主和我院、安装施工单位紧密配合，优化方案，特别是业主单位，和我们一起确定技术方案，使得项目的建设达到了预期效果，

2 项目建设范围和主要设计技经指标

本项目的设计建设范围从矿山开采开始，到熟料储存及外运码头为止，主要含矿山开采工程、物料运输工程、主生产线工程和码头工程等几部分。

根据工厂各种条件，我们确定的设计主要技术经济指标如下：

（1）熟料生产能力：≥10000t/d。

（2）熟料烧成热耗：≤2970kj/kg-cl。

（3）熟料电耗（自石灰石堆料机到熟料库顶）：≤54kWh/t-cl。

（4）熟料28天抗压强度：≥60MPa。

（5）粉尘排放浓度：≤50mg/Nm³。

3 项目主要建设条件

对于大型工程的建设，必须遵循科学的方法，首先必须考察必要的建设条件，才能避免盲目建设带来的不良后果。海螺集团和我院在规划设计建设铜陵海螺水泥有限公司1200万t/a熟料的超大型熟料生产基地时，特别认真详细地研究了项目得天独厚的优良建设条件，并在此基础上，进行2条10000t/d熟料生产线的设计建设。本项目主要建设条件如下。

3．1 原燃材料

         铜陵公司已有敕山和伞形山石灰石矿山。该矿山总储量B+C级为6.45亿吨、D级为1.25亿吨。该矿区石灰石资源十分丰富，品质好，CaO平均含量为51.92%，且有害成份低。铜陵市南西5 km的棕叶山砂页岩矿是本项目的硅质原料矿，矿区面积约2.24km²，交通运输条件便利，地质普查得到粉砂岩的地质储量D＋C级为233000.0万吨，其中D级约12000.0万吨，成分合适。铜陵地区硫酸渣资源较丰富，质量也好，Fe₂O₃含量较高，K₂O、Na₂O含量低，所以本项目铁质原料采用硫酸渣。本项目燃煤采用淮南矿务局烟煤，煤质较好。除此外，铜陵公司周边地区还有大量的石灰石山和砂岩山，可做后备矿山。

所有这些生产主要原燃料，储量大，成分合适，均能满足本工程的需要。

3．2  建设场地

铜陵公司东北距铜陵市12km；西北距宁铜铁路终端站—横港南站约3.5km；东侧紧挨省级公路铜青线通过；南侧有规划中宽度为40m的古圣公路连接沿江公路和铜青公路 ，北侧有规划中宽度为30m的长圣公路连接沿江公路和铜青公路；长江位于其西侧约1.2km。

　  本项目（含预留的10000t/d熟料生产线）建设场地位于已有生产线的东向约3km处，距离石灰石矿山约1.5km，已有生产线的石灰石输送皮带廊紧靠其南侧。棕叶山砂岩矿为其南向约4.5km。建设场地东西长度约900m，南北长度约700m，场地整个地势为东西两侧高，中间低，地形标高在23m-50m之间，靠近北侧山坡坡脚处有少量住户需迁移，厂区中间有一条水沟贯穿场地，整个建设场地地质条件较好。

3．3  交通运输

铜陵公司原已有一座长江自备码头，位于铜陵长江大桥下游1.3km，码头为5000t级直立式出口码头，设有一台1200t/h能力的装船机，原有生产线生产的水泥和熟料通过长皮带廊输送至码头。码头距离本项目建设场地约5km。本项目的熟料外运和燃煤进厂主要考虑水运，与本项目配套，新增建熟料出口码头2座和煤进厂码头1座，码头和生产区之间通过胶带输送机输送熟料和燃煤。另外，燃煤进厂也可通过火车运入原有生产线储煤场，用胶带输送机到运进新建厂区。

石灰石和砂页岩则分别在矿山破碎后，由长胶带输送机输送进新建厂区。硫酸渣由汽车运输进新建厂区。

3．4  供电和供水

2条10000t/d熟料生产线的供电由离厂区几公里的古圣、朱村变电站分别设两路线进厂，新建一座110KV/6.3KV总降压站，主变为45000kVA、31500各一台，用于2-10000t/d熟料生产线供电。生产用水则可由长江水运码头上游为原有生产线配套建设的一级取水泵站取水，通过输水管线进入新厂区，在厂区新建320m³/h的水处理厂一座和给水管网，给生产线供水，水资源十分丰富。上述供电、供水均能很好满足本工程的需要。

综合上述建设条件，我们认为，铜陵公司建设超大型熟料基地的条件十分优越，特别是其原料储备量大，品质好；建设场地条件优良；交通运输由长江黄金水道，辅以铁路和公路。各种条件都是得天独厚，十分难得的。

4  主要工程技术概况

4．1 石灰石矿山工程概况

铜陵公司石灰石矿山整个矿区由相毗邻的伞形山和敕山组成，总长约3.5 km，宽为1～1.5 km，两山在160m标高相连，形成一个矿区。矿山储量计算最低开采标高25 m。本矿山原为已有的两条生产线配套，除生产体系外，还建有办公、生活、机、电、汽维修等设施及山上、山下两处矿山工业场地和火药库区，已形成一个完善的生产矿山及为两条生产线服务的石灰石破碎及碎石输送系统。

本次设计建设2条10000 t/d 水泥熟料生产线，矿石开采量很大，据计算如表1。这是目前国内开采量最大的水泥原料矿山。

表1   计算矿山需要生产规模及生产能力表

针对这样大的矿石需要量，矿山设计要扩大开采范围，增加开采面，相应增设矿区道路、配置大型开采运输装备。矿山工作采用每天二班的不连续周工作制，年工作300天，辅助生产及爆破作业在白班进行。矿山采用自上而下的水平分层开采，沿走向推进的横向采矿方法，伞形山和敕山两矿段同时设8——10个工作面生产，采场工作面长度达1700 m。台段高度15m，矿山穿孔及采掘、运输设备均采用大型化、无电化、机动灵活、性能好的高效率设备，矿山运输采用矿内公路及胶带输送机联合开拓系统。为满足万吨线生产的需求，矿山新增一台双转子（能力：1500 t/h）和两台单转子（单台能力：700 t/h）破碎机的破碎系统及及两条碎石输送胶带机，破碎后的碎石经胶带机直接输送到厂区石灰石予均化堆场。

4．2外部物料运输工程概况

由于本项目规模大，原、燃料进厂和熟料出厂的运输量很大，又要考虑分步建设问题，陆路运输的征地和建设工作量和投资都会很大，为了尽可能保证原燃材料运输的可靠性和降低运输成本，结合本项目具体条件，我们设计对大宗物料进出厂主要考虑用胶带运输及长江水运方式，少量辅料用汽车运输。为此，专门建设了5条大长胶带输送机来作生产线和外部的连接渠道。5条大长胶带输送机的输送物料情况和主要参数见表2:

表2        5条大长胶带输送机主要参数

上述5条胶带输送机按其送料走向，集中布置在生产线的南侧，与原生产线的胶带输送机紧靠平行，与主生产线完全不交叉打架，管理、维修极为方便。这5条胶带输送机既大又长，总长度达到21 km，物料输送量达到近1700万t/a。这5条胶带输送机基本上实现了2条10000t/d熟料生产线物料的进出厂运输，并还有为第3条线服务的潜力。

4．3  厂区总图布置方案概况

大型熟料基地的总图布置优劣极为重要，我们在设计中要根据物料走向和厂区地况综合考虑工艺流程顺畅合理、物料衔接短捷、运行管理方便、降低建设工作量和建设投资、环保美观漂亮等诸多因素。据此，我们在本工程总图布置时，将主生产线南北向布置，并根据地形采用台阶式标高，将不同功能的车间布置在不同台段上，台段之间基本以缓坡连接，各区功能清晰，联系紧密。详见图1。 

厂区东侧（靠近石灰石矿山方向）是原燃材料区，2座带盖石灰石预均化堆场位于最东侧，

并预留第三线石灰石堆场位置，且根据地形状况采取台阶式布置，以减少挖方量。靠近石灰石预

均化堆场布置4个Ф80m带盖圆形无轨预均化堆场，堆放燃煤及砂岩、硫酸渣。

    主生产区布置在厂区中心位置，2条生产线及预留的生产线平行布置。原料从厂区南侧进厂，经预均化堆场后从厂区北侧出堆场，进配料站。配料站至熟料库的主生产线从北往南，呈”一”字型方式布局，流程简洁。熟料库布置在主生产线最南端，出库熟料经厂区南部的长胶带输送机送往江边码头。

中控、化验室及厂前区布置在厂区西侧，靠近工厂西侧公路，保证了人货分流。原来厂区内的水沟可进行移位改造，建1座小拦水坝建成厂区景点布局，增加工厂的美观和景色。

工厂内部道路采用环行布置方式，主干道宽度7m，次要道路宽度4m，路面结构采用22cm厚混凝土路面。

4．4 主生产线工程概况

    本工程2-10000t/d熟料生产线石灰石在矿山破碎后，通过长胶带输送机直接送至厂区带盖长型石灰石预均化堆场，每条生产线对应1座堆场。建设第3条10000t/d生产线时，矿山需增添一台破碎机，厂区需增设一座同规模的石灰石预均化堆场，长胶带输送机通过提速可满足3条线的生产。全厂物料储存情况见表4。

生料粉磨采用辊式磨双风机系统，磨机参数见表5。煤粉制备采用国产立式磨，每条生产线设2台磨，用篦冷机热风做烘干热源。

    窑尾预分解系统和回转窑是FLS公司的技术，采用5级双列预热器及ILC型预分解炉，分解炉直接与方形窑尾上升烟道连接，分解炉通过倒“U”形风管与C5级旋风预热器连接，各级旋风筒之间由圆形管道连接，窑内通风和分解炉通风靠三次风管上的调节阀调节，系统通风靠调节预热器后面的风机转速来调节。回转窑由三支承支撑，齿轮轴双传动，双液压挡轮调节窑的上下窜动。窑头、窑尾密封都采用叠片式。

熟料冷却机采用BMH Claudius Peters公司生产的三段床带辊式破碎机的组合式冷却机，熟料处理能力为10000~12000t/d，冷却机有效面积为250m²，单位面积产量为40~48t/d.m2，正常运行冷却风量为1.891Nm3/kg，出冷却机熟料温度为环境温度+65℃，二次风温度可达1211℃，三次风温度为887℃，废气温度为196℃，冷却机热效率可达74%。

全厂生产线主机配置及设备来源情况见表5。

表4        各堆场、储库的物料储存量及储存期

4．5 码头工程概况

铜陵公司在长江边原建有5000t级直立式出口码头1座，码头工业场地建有一座水泥库（ф15m）、一座熟料库（ф15m）及有关配套设施。码头北侧为一小型化工厂，南侧为农田及长江小学，西侧紧邻沿江路和长江防洪堤及长江。本工程建设中，为本工程配套，设计在其上游新增5000t级码头2座和3000t级码头1座，用以熟料外运和燃煤进厂，码头到厂区联接有熟料和原煤输送长胶带机各一条。在码头还新增建2座ф18m熟料库，作为码头熟料倒运用，同时建设配套电气室和相应附属设施。

5  生产调试及运行

10000t/d孰料线经过一年半的建设，于2004年5月26日，点火烘窑，6月5日投料试生产经过约20天的机械、电气设备调适、局部整改，低产量适应性运行，生产渐趋正常。于7月9~11日达到了连续72小时满负荷运行，，生产水泥熟料约33000 t。此后，该生产线运行情况基本正常，至8月底已生产水泥熟料近60万吨。

 据初步统计，烧成系统生产操作主要参数见表6。

表6   烧成系统生产操作主要参数统计值

6  本工程主要技术特点

铜陵公司原料储备量大质优，交通运输由长江黄金水道，建设场地条件优良，具备建设超大型熟料基地的得天独厚的优良条件。我们在本工程的方案制定和设计建设中，将水泥生产先进的技术、高标准的环保要求和有利的建设条件充分结合，使本工程基本实现了先进、和谐、统一、美观的结合，在铜陵古圣树起了一座现代化的新型工厂。我们初步小结本工程具有下列特点：

6．1  3条10000 t/d熟料大型生产基地的占地面积很大，作为首期建设工程，其总图布置须按照一次规划，分期实施的思路进行设计施工，根据原燃料和熟料进出厂方向、建设场地地形、外部物料运输等条件和生产线布置的合理性，我们把整个厂区分成物料输送带、原燃料储存区、主生产线区、辅助生产设施区、厂前区等几个区域，各区功能清晰，互相连接简捷合理，流程顺畅，消除了物料的往复倒运。全厂划分成几个台段，降低了建设填挖方工程量，并使全厂的防洪排水安全可靠。厂内道路设计合理，厂区设有较多的绿化带，厂前区根据原有地形建设了一个人工湖，全厂气势雄伟、风光优美，真正是一个现代化的花园式工厂，体现了中国最大、世界一流水泥厂的风范。

6．2  根据工厂规模大、物料运输量特别大及码头、矿山均在几公里范围的特点，特别是考虑建设的合理投资和建设周期、生产的安全可靠，及分期建设的接口和技术协调问题，我们对全厂几乎所有的进出物料，采用了自行设计、国产的大规格长胶带输送的方案。全厂的物料进出有5条胶带输送机承担，输送量达到1700万t/a（平均约5.5万t/d），输送距离约21 km。这样，减少了筑路的占地面积，又降低了建设投资和运行费用，且运行可靠。这样的大运量胶带运输方式，在中国水泥厂建设史上，创下了新的业绩。

6．3  大规模水泥厂原、燃料的储存均化对稳定生产和操作、提高产质量的作用特别重要。本工程仅生产原料和燃煤的设计储量就要达约45万t。我们在设计建设中，特别研究了各种原料和燃煤的储存均化技术，全部采用自行开发设计的技术和国产设备。对石灰石用了长型预均化堆场，设计中适当缩小堆场跨度，增加长度，以降低大跨度设备可能出现的不稳定风险；对其他原料和燃煤，突破水泥行业的通用技术范围，在业主的支持配合下，通过借签其他行业技术，开发设计了圆形无轨顶堆侧取预均化堆场，该种堆场的特点是占地面积小，储量大，建设投资较低。所有预均化堆场都采用网架结构彩钢板盖顶，以减少扬尘和出堆场物料的输送配料不稳定性，还美化了工厂的环境；每个堆场还设置了应急出料通道，可保证生产的连续和稳定性。这些预均化技术的应用，使如此大规模工厂的原、燃料储存均化比较可靠，可保证生产中原、燃料的量和质都达到要求。而且，全厂约45万t的原、燃料储存区占地小，物料进出方便，设备较可靠，环境美观。改变了许多水泥厂原、燃料储存区脏、乱、差的面貌。

6．4 对于万吨级生产线的总体技术方案遵循先进、成熟、可靠、经济的原则，设备选配以国产为主，对于原料磨、预热预分解系统、回转窑、篦冷机等大型关键主机设备，由于国内尚无或少有成熟制造及应用的经验，则采取引进分交的方法。10000t/d熟料生产线的核心部分---烧成系统（余热预分解系统、回转窑、篦冷机）配置单套设备，是目前世界上最大级的水泥生产设备，这种配置，标志着海螺集团的综合实力达到了世界的先进水平，也必将推动和加快我国水泥工业和机械制造工业技术进步的步伐。生产线的生料制备、煤粉制备和生料库则分别配置2套系统，其主要设备和设施均已在5000t/d熟料生产线上得到了成熟应用。设计中，我们还仔细考虑了各自2套系统之间的互通和转换。这样的方案，与目前国际上、国内大型水泥设备的制造技术及国外已有万吨线的实际技术水平相符合，既可保证生产线总体技经指标的优越性，又可降低生料、煤粉处理部分故障影响烧成系统生产的可能性，可确保中国首条10000t/d熟料生产线达到较高的运转率，具备了流程简捷合理，技术经济指标先进，管理、操作、维护和备品备件简单，生产运行可靠等一系列优点。

6．5  熟料烧成系统引进了国际上当代处于领先地位的新技术和主机关键件。窑尾预分解系统和回转窑是FLS公司的5级双列预热器及ILC型预分解炉技术，分解炉和窑头燃煤比例为55—60%比45—40%，煤粉和生料可在分解炉内得到充分燃烧和分解，入窑生料的表观分解率可达到90%以上。分解炉通过分料技术和在炉下部设喂煤设喂煤点，达到降低窑尾废气中氮氧化物的目的。系统三次风管布置在回转窑上部，从窑头罩上窑两侧的两个点抽取热风，在窑中靠近窑头端合并成一根风管，送入分解炉。熟料冷却采用BMH Claudius Peters公司生产的三段床带辊式破碎机的组合式冷却机。这些技术基本上集中反映了国际上水泥生产的技术水平。这些新技术和设备的引进，保证了生产线的优良性能，也可带动我国水泥生产的技术发展。

6．6  本项目的设计建设过程中，业主和设计部门始终把环境保护放在很重要的位置，业主决不在环保投资上吝啬。我们在设计建设中，严格按照国家新的环保标准进行设计，所有原料堆场全部加彩钢瓦顶盖，窑头、窑尾设电除尘器，其余各扬尘点和物料转运点、下料点等设袋除尘器，保证粉尘排放达标。烧成系统用低NOx技术装备，保证NOx排放量低于      。所有风机等高嘈音的设备、车间均加消音器和隔音处理，保证工厂嘈音排放量优于国家标准。此外，厂区建了人工湖景点和较多的草坪，厂里购置了洒水车对道路进行洒水降尘。所有这些，使得工厂的环境和厂容很好，更衬托出现代化工厂的文明景象。

7  结语

本项目10000 t/d熟料生产线是中国第一、世界第四条万吨级熟料生产线，但是，作为一个基地规划建设3条、首期同步建设2条10000 t/d熟料生产线，这是世界水泥工业建设史上最大规模的工程，是世界第一的工程。建设这么大的工程，从原料开采、运输处理、储存均化，到生产工艺、机械装备、电气自动化、土建等各专业技术，再到全厂总体规划布置、给排水和环境保护技术，还有生产线的建设、生产、管理等等，都面临着创新和提高的问题。本项目含石灰石、砂岩两个矿山，21km的大运量胶带输送，主生产线，3座长江码头及配套工程等等几大工程，建设范围广，建设工程量大。在建设中，业主、设计单位、安装施工单位、设备生产厂商等通力合作，坚持科

技含量高，经济效益好，建设投资省，环境保护优的原则，仅用了18个月时间，就完成了首条生产线的建设，点火投产顺利，投产当月达标，创下了骄人的业绩。该生产线的建设成功，标志着我国水泥生产技术又迈上了一个新的台阶，具备了和国外大水泥集团竞争的能力，其各方面的意义是非凡的。该生产线的建成，是与海螺集团领导高瞻远瞩的目光、以振兴中华为己任的使命感及对国内外水泥工业总体发展的准确把握分不开的，该生产线的建成，会给国内水泥工业走高科技、高效益、重环保道路以深深的启迪，促使我国水泥工业更好的良性发展。我们中材国际南京水泥工业设计研究院也会对本工程进行认真总结，不断优化，向世界先进技术水平努力。