水泥厂工艺设计基本原则的理解与应用

水泥厂工艺设计基本原则的理解与应用

赵世涛

富蕴天山水泥有限责任公司 , 新疆 836100

摘要：工程设计是工程建设项目的重要环节，是工程项目建设的依据和基础。水泥工艺设计为水泥厂工程设计的首要环节和重要组成部分，工艺设计的合理性、适用性将直接主导着工厂建成后生产过程的稳定性、生产产品的优良性及经济性。为实现水泥生产建设项目建成后的生产运营目标。水泥工艺设计为水泥厂工程设计的首要环节和重要组成部分，是工程项目建设的依据和基础。文章从水泥工程项目建设的目标和要求，项目的建设条件，各方面相关影响因素，设计可行的工艺方案等方面详细论述了水泥厂工艺设计时所需要遵循的基本原则。

关键词：水泥厂；工艺设计；基本原则

1工艺设计基本原则及理解应用

水泥工艺设计要充分认识了解工程项目建设的目标和要求，深入研究掌握工程项目建设条件，综合考虑各方面相关因素的影响，选择并组织提供切实可行的工艺技术配置，供工程项目建设及生产系统的生产使用。

1.1项目的目标和要求

对工程项目来说，建设的目标和要求由工程建设方——业主提出。由于工程项目建设的内容及建设阶段的不同，目标和要求会千差万别，业主提出的方式又多种多样，因此也没有统一的标准和格式可循。简单的仅一句话，如：XX公司的预热器技改；XX公司新建一条5000t/d熟料水泥生产线。复杂的如：XX公司新建一条8000t/d熟料水泥生产线招标文件，其中提出了明确的技术指标、要求采用的主要工艺技术方案、主机设备的来源等等目标和要求。

对工艺系统的设计来说，无论是简单的或明确的工程项目建设目标和要求，在设计工作中都会给予足够的重视，通过设计图纸得以充分的表达和体现。而在工程项目建设实施的具体过程中，设计图纸的服务对象是项目施工建设及建成后的生产管理者。由于水泥生产工艺系统的复杂性、多样性、时限性，设计工作中往往会忽略或忽视设计图纸供施工建设及生产使用这些隐含的实质性的用途，以致项目建设过程中或项目建设完成后会出现一些问题或缺陷。故此，在工艺设计时务必考虑这一实质具体的用途，这也是在工艺设计工作中需要遵循和考虑的基本原则和原理。

1.2项目的建设条件

项目的建设条件也就是设计工作的基本条件及基础。工艺系统的设计配置是建立在其基础条件之上的，不同的基础设计条件就会有不同的系统配置；并且设计中还会遇到即使基础条件一样，因其它情况及因素的影响也会有不同的系统配置。基于多元化的技术发展和进步，在相同的建设条件下也能以不同的技术路线及系统配置而实现同样的目的和目标。只有在对项目建设条件进行深入的研究、掌握及了解的基础之上，我们才能够为工程项目建设提出优秀、适宜、有效的技术方案及路线。由于工程建设项目的时间阶段性，在项目前期业主方往往提供不了较为准确的相关基础资料，尤其是原料、燃料情况；因此，在实际工作中时常需要对基础设计资料做一些假设或设定。对于假设或设定的建厂条件，随着工程项目的进展情况，设计者务必要逐项落实具体情况，特别是原料、燃料情况。如若不然，待工厂建成投运时，因原燃料情况与设计时设定预期的相去较远，实际生产中会出现一些问题，严重时还会影响到生产的正常运行和目标的实现。曾有水泥工厂在高速建设时期为满足建设进度要求，在硅铝质原料的来源没有落实的情况下，其处理（破碎）系统就已设计建设，在建成后因原料情况与设计不相符而导致不能正常使用。项目建设条件一般由业主提供，影响水泥生产线工艺系统配置方案的主要建设条件如下：

进厂原料、燃料化学性质和物理性质。需要关注化学成分的稳定性，有害成分含量及程度，物理性质如粒（块）度、水分、容重、易磨性、磨蚀性等。进厂原料、燃料来源和运输方式。需要关注车型、船型等。产品品种及比例，出厂运输方式及比例，也就是水泥品种及比例，袋装、散装比例，装车的车型、装船的船型等。项目建设厂址及自然条件。主要有海拔高度、环境温度、湿度、降雨量、主导风向及风速等。建设范围、设计范围。当建设范围与设计范围有不同或有分期（预留）建设内容时，应有明确的分界内容、预留程度等。

1.3相关因素

国家和地区的法律、法规、标准、规范，以及行业及企业的标准、规范、规定等是设计工作中必须遵循、贯彻和落实的基本原则。随着社会及工业生产的发展进步，水泥工艺设计者务必遵循环境保护及职业卫生等方面的设计原则，达到、满足，在条件允许时优于国家或地区的相关标准和要求；使项目建成后企业能够实现清洁、环保的生产。水泥生产企业一直是高能耗、高粉尘污染企业，通过水泥行业从业人员多年的努力，水泥企业不但已达到国家水泥生产低能耗、低粉尘排放的目标要求，而且有许多企业的能耗及粉尘排放都优于国家标准限值。水泥生产也是噪声污染较严重企业，尤其是在追求低投资设备露天化设置的工厂，一般仅对球磨机、空气压缩机、罗茨风机这些极高噪声设备设置厂房，以封闭阻挡其噪声的扩散，基本没有采取其它技术措施来控制噪声的排放污染；因此这些工厂的噪声排放检测均不能够满足GB12348—2008标准中的要求值。除磨机、空气压缩机、罗茨风机这些极高噪声设备，水泥生产线中的工艺风机、普通收尘排风机也是其主要噪声源之一，目前对工艺风机、普通收尘排风机的噪声控制措施主要为设置隔声棚房及加装消音器。另水泥厂的噪声源还有露天设置运行的胶带机、外置物料溜子等等。在设计工作中务必需要加强对噪声排放控制的设计，以使项目建成投产时达到或优于国家要求的工业企业厂界环境噪声排放限值。

1.4工艺设计

水泥生产系统工艺设计就是设计组织一套切实可行的工艺技术配置以实现和达到生产系统的目标和目的。工艺设计具体的工作内容可粗略分为工艺设备及设施的选型和工艺设备及设施的布置两部分；常用的表达方式前者主要为工艺流程图和工艺设备清单，后者主要为工艺布置图；此两部分内容具有相互关联、相互影响、互为补充、不可分割的特性。水泥工艺设计者必须学习、了解、掌握水泥生产工艺过程、设备及设施的基本原理和技术性能、使用条件以及安装、维护和检修的要求；必须学习、了解相关专业如总图、电气、土建等专业的基本原理和基础知识。

1.4.1主要工艺设备及设施选型

根据生产方法、生产规模、产品品种、原燃料性能、设备来源、环境情况等等建厂条件，选择确定生产系统的主机设备、设施的主要技术性能。为了保障整个系统连续、稳定、协调、有效地进行生产运行，在设计选择确定生产系统的主机设备、设施的主要技术性能工作时，需要重点关注的因素有主机设备的年利用率、车间工作制度、各种物料的储存期。并且在GB50295—2016《水泥工厂设计规范》中，主要工艺设备设计年利用率、主要生产系统工作制度、各种物料储存期的相关一般规范要求详见表5~8。

1.4.2全厂生产车间总平面布置

充分、合理、有效地利用总平面场地地形、地质条件，在满足生产车间的施工、安装、操作、维护、监测和通行要求的前提下，兼顾与其它专业的相互配合，尽可能做到各生产车间布置紧凑、流程简捷顺畅，尽可能减少物料的转运环节及物料的输送距离。这也是全厂生产车间总平面布置务必遵循的设计原则之一。

2结语

总之，从我们的工作经历中也可深刻地体会到没有完全一样的条件，也没有一模一样的工厂，水泥生产线工艺设计不是简单的缩小或放大，更不是机械的重复复印；设计方案没有最好，只有更适宜更实用，并且随着整体工业技术的提高发展进步而一直处于螺旋式优化提升的过程中。

参考文献

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[2]关于水泥厂工艺设计中除尘技术应用探究[J].范玉智,张少亮.四川水泥.2014(12)

[3]立窑水泥厂工艺设计与技改的若干问题[J].杨克锐,张彩文.水泥技术.1994(04)

[4]水泥厂工艺设计中物料平衡的计算方法[J].龚文虎.水泥技术.2000(01)