淮礦相山水泥5000td熟料生產(chǎn)線項目建設(shè)優(yōu)化分析

淮礦相山水泥5000t/d熟料生產(chǎn)線項目建設(shè)優(yōu)化分析作者：張武舉1…出處：水泥商情網(wǎng)更新時間：2014-3-2810:04:50★★★1工程概述

1.1項目名稱

淮北礦業(yè)相山水泥有限責(zé)任公司5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線。

1.2建設(shè)規(guī)模、范圍

采用新型干法預(yù)分解生產(chǎn)工藝，建設(shè)一條帶9000kW純低溫余熱發(fā)電5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，年產(chǎn)熟料160萬t；年發(fā)電量為5856×104kWh，年供電量為5388×104kWh。

建設(shè)范圍：自石灰石礦山開采、輔助原料及燃料進廠至水泥熟料出廠(包括煤粉制備及輸送)以及與之相配套的生產(chǎn)、生活輔助設(shè)施；9000kW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。

項目總投資由固定資產(chǎn)投資和鋪底流動資金兩部分構(gòu)成，總投資為51664.53萬元；項目總資金由固定資產(chǎn)投資和流動資金兩部分構(gòu)成，總資金為54264.53萬元。

1.3項目建設(shè)基本狀況、生產(chǎn)調(diào)試及正常運行

生產(chǎn)線在2011年1月23日開始樁基施工，用時4個月完成樁基10099m，土建主體和安裝工程共歷時10個月竣工。建設(shè)期橫跨兩個春節(jié)，于2012年3月29日點火試生產(chǎn)，4月6日投料，僅用一周時間，實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯的達產(chǎn)達標。隨后針對調(diào)試中出現(xiàn)的設(shè)備電氣問題進行停機消缺，實現(xiàn)正常生產(chǎn)。運行以來，回轉(zhuǎn)窯的綜合運轉(zhuǎn)率90%以上并逐步提高，回轉(zhuǎn)窯從初期5200t/d穩(wěn)步提升，目前可以達到6040t/d。

2各專業(yè)的技術(shù)優(yōu)化分析

本文提及的技術(shù)優(yōu)化，主要是指在設(shè)計初期和工程建設(shè)中兩個時段中不同專業(yè)的方案優(yōu)化。起始是從總平面布置的優(yōu)化和主機選型的優(yōu)化，中期又從各專業(yè)優(yōu)化促進總平面的優(yōu)化，最終形成總體設(shè)計優(yōu)化。

2.1主機設(shè)備選型的優(yōu)化

對熟料生產(chǎn)線而言，主要設(shè)備選型可靠性、合理性至關(guān)重要，特別是“兩磨一燒”及篦冷機、主收塵器等。為確保生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量的可靠及整體投資的合理控制，對全國主機設(shè)備制造廠家和部分水泥企業(yè)進行了現(xiàn)場考察，5000t/d熟料線配套主機選型有以下幾個方面的特點:

（1）回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)均是國產(chǎn)設(shè)備，成熟的企業(yè)有L公司、C公司、PF集團等。在窯型選擇上區(qū)別不大，有φ4.8×72m或φ4.8×74m兩種規(guī)格。

（2）生料磨機選型幾乎都是立式磨，且多數(shù)企業(yè)選用進口立磨，如ATOX50、MPS5000B、LM56.4、UM50.4等。原國產(chǎn)立磨占有率不到15%，尚有部分廠家選用兩臺小型立磨組合，主要原因是國產(chǎn)設(shè)備的可靠性不是太高，考慮設(shè)備備件互換性及不同時停機而運行窯系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。近年來，國產(chǎn)大型立磨發(fā)展較快，可一窯一磨配置6000-7000t/d熟料線。

（3）煤磨的選型是眾說紛紜，主要有風(fēng)掃管磨和立磨兩種。工藝技術(shù)上，改進后的立磨在煤粉水分及細度控制可實現(xiàn)自由調(diào)節(jié)，兩種磨機投資大體相當，但風(fēng)掃管磨機系統(tǒng)電耗高于立磨。

（4）收塵系統(tǒng)特別是主收塵器，國內(nèi)95%的企業(yè)使用電收塵，部分企業(yè)做了優(yōu)化，也只是增加電收塵的處理能力，極個別企業(yè)將電收塵改造成袋收塵，窯頭、窯尾全部使用袋收塵的企業(yè)屈指可數(shù)。

（5）篦冷機的選型80%選擇國產(chǎn)第三代或三代半控制流篦冷機；15%選用進口四代推桿式設(shè)備，如斯密斯、洪堡等第四代篦冷機；而國產(chǎn)第四代篦冷機占有率不到5%。大多數(shù)使用國產(chǎn)第四代篦冷機的企業(yè)存在共同的問題就是當回轉(zhuǎn)窯超產(chǎn)時冷卻能力不足以及液壓系統(tǒng)易出現(xiàn)問題。而進口篦冷機投資成本較高。

（6）同類型的生產(chǎn)線其他主機選型大同小異，如五臺主要風(fēng)機、石灰石破碎機、堆取料機等，國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)趨于成熟，差異性不大。

針對考察情況，綜合考慮設(shè)備的可靠性、性價比后，確定了主機選型。

水泥行業(yè)使用的立磨中多以國外進口，國內(nèi)立磨起以萊歇平盤錐輥磨型為多，海螺與日本川崎技術(shù)合作制造CK立磨。與國外立磨相比，由于受加工設(shè)備精度及技術(shù)條件的制約，除立磨共性外，有慣性動載大（振動大）、耐磨襯板壽命短、液壓系統(tǒng)漏油、噪音大等缺點，但比國外立磨價格低約1200萬（以ATOX50為例），同時應(yīng)該看到國產(chǎn)立磨也在不斷完善和進步。

經(jīng)過以上條件對比，綜合對設(shè)備性能、價格、服務(wù)、工藝條件等多方面分析，以及對生料主機設(shè)備的駕馭能力，最終選擇國產(chǎn)立磨。立磨減速機是關(guān)鍵的組成部分，國產(chǎn)減速機以重齒和南高齒為主，但由于在錐-形星齒加工、材料工藝、設(shè)備裝配等與國外立式減速機仍存在技術(shù)性能差距，國產(chǎn)減速機的返修率較高?？紤]立磨設(shè)備的使用性能和穩(wěn)定性，選用國外進口、國內(nèi)組裝的弗蘭德減速機較好，能降低故障率，保障立磨穩(wěn)定運行。

近幾年來，隨著粉磨機械研發(fā)技術(shù)的大幅提升，立磨的技術(shù)優(yōu)勢也日益凸顯。如煤立磨具有：生產(chǎn)投資費用低、生產(chǎn)效率高，節(jié)能環(huán)保、物料烘干能力強、操作簡便、維修方便等優(yōu)點。我們考察了國內(nèi)較好的煤立磨制造廠家及部分應(yīng)用的水泥企業(yè)，并根據(jù)實際煤質(zhì)情況，原煤供應(yīng)地點相對固定，最后決定選擇立磨制備煤粉。

篦冷機是燒成系統(tǒng)重要的主機設(shè)備,擔(dān)負著對高溫熟料進行冷卻、輸送、破碎等多重作用。運行可靠是保證整個熟料生產(chǎn)系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)的一個非常重要因素。目前國內(nèi)在5000t/d生產(chǎn)線上第三代和第四代篦冷機都有應(yīng)用，但第三代篦冷機存在著篦板使用周期短、維修費用高，篦板長期運動導(dǎo)致間隙增大漏料，活動框架易變型、供風(fēng)系統(tǒng)易短路、傳動易跑偏等弊端，影響設(shè)備的正常運行。國內(nèi)第四代篦冷機以推桿式第四代篦冷機使用相對可靠，它具有推料棒推動物料輸送、耐磨件磨損少、維修費用較低，維修簡單、熱效率高、風(fēng)室空氣動力平衡、模塊化設(shè)計等優(yōu)點。通過比較，第四代篦冷機在技術(shù)先進性及使用成本上都比第三代要好，故選擇國產(chǎn)第四代篦冷機在我公司5000t/d熟料生產(chǎn)線使用。設(shè)備中標后，我們將篦冷機的用風(fēng)總量從廠家設(shè)計的453000m3/h提高到547000m3/h，裝機負荷從1800kw提高到2000kw，冷卻面積從118.6m2提高到128.97m2，以確保冷卻過程中的換熱效果。

國家產(chǎn)業(yè)政策對環(huán)保要求越來越高，水泥行業(yè)最主要的污染源是粉塵。本著環(huán)保達到國家要求、排放濃度越低越好的負責(zé)任態(tài)度，在建設(shè)設(shè)計階段就生產(chǎn)線環(huán)保問題多次考察、論證，詳細比照袋收塵器與電收塵器的優(yōu)缺點及兄弟企業(yè)的使用情況。袋收塵器效率能長期穩(wěn)定在99%以上，排放濃度小于30mg/Nm3，袋收塵器依靠過濾方式捕集粉塵，煙氣濕度、粉塵濃度、粉塵顆粒性質(zhì)、粉塵比電阻等因素對其收塵效率及性能影響很小。也不會因煤燃燒不完全等因素需要像電收塵那樣對空排放，具有安全性好、無事故排放等特點。

回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)相對成熟，國內(nèi)只要是大型生產(chǎn)磨機和回轉(zhuǎn)窯的廠家都具備這個能力，比較容易確定。在選擇了“兩磨一燒”和主收塵器之后，其他設(shè)備選型相對容易很多，定位在國內(nèi)知名企業(yè)即可。

2.2總平面布置的優(yōu)化分析

該項目總共占地面積只有150畝，據(jù)我們了解，也是全國單線5000t/d占地較小的生產(chǎn)線。為此，總平面布置的緊湊性與合理性必須統(tǒng)籌考慮。

（1）工藝流程簡潔，布置緊湊合理。盡可能簡化工藝環(huán)節(jié)和減少物料的折返運輸，整條生產(chǎn)線主機設(shè)備成倒“L”型排開，節(jié)省了投資和運行費用。

（2）合理規(guī)劃運輸路徑，保證人流安全、物流順暢。為保證物流的暢通，修建兩條平行主道路，并形成循環(huán)；為暢通員工巡檢，橫向有三個輔助道路穿插，做到了各行其道。

（3）合理確定廠區(qū)各個臺段的標高，并利用高差減少復(fù)方和土建基礎(chǔ)工程量。依據(jù)山勢，把全廠的基本標高確定為35.3、38.0、43.0、46.0四個主平面，節(jié)省了大量土方和部分設(shè)備基礎(chǔ)深度，做到順勢而為，節(jié)省大量投資。

（4）合理設(shè)計皮帶輸送廊角度和輸送路徑，滿足要求，以最優(yōu)路徑和較大角度進行設(shè)計。根據(jù)物料休止角不同，各皮帶角度設(shè)計也不盡相同，在設(shè)計時以較大角度設(shè)計，該項目爬坡皮帶角度在13-16°，保證物料正常運輸?shù)那闆r下，壓縮了皮帶機長度。

（5）合理進行電纜、水管、氣管的綜合規(guī)劃。針對總降設(shè)備位置，增加部分穿越路徑，橋架或地溝，縮短電纜鋪設(shè)距離。

2.3建筑與結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化分析

建筑方案中的平面布置、進深與開間的確定、立面形式的尋則、基礎(chǔ)類型的選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟合理的設(shè)計，可以降低工程造價的10%左右。為此可以從以下幾個方面進行優(yōu)化：

（1）確定合理的地下基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)和圍護形式。水泥企業(yè)中既有載荷大、結(jié)構(gòu)高聳的窯尾預(yù)熱器及各類料庫，也存在體積大、載荷大、結(jié)構(gòu)矮小的窯墩等。設(shè)計時通過實際地質(zhì)條件和軟件擇優(yōu)處理，在確保工程安全質(zhì)量的前提下，可以節(jié)省大量土建投資。本項目就近山體而建，樁基深度明顯降低，部分原設(shè)計樁基改為基礎(chǔ)擴大，最終全部樁身總長不足11000m，與一般的項目相比縮短20000m以上，節(jié)省投資2000多萬元。

（2）確定合理的風(fēng)管、廊道等制成結(jié)構(gòu)形式。特別是熱風(fēng)管道的支撐形式，除考慮常規(guī)載荷外，還要考慮膨脹因素。

（3）確定合理的皮帶廊的結(jié)構(gòu)形式。皮帶廊道是水泥企業(yè)中最常見的建筑物，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可設(shè)計成桁架、網(wǎng)架和輕鋼。以B1200皮帶廊為例，優(yōu)化后的單位重量可以從原來的700Kg/m減少到450Kg/m，以皮帶1.5Km計，可節(jié)約資金300萬元。

（4）確定合理的特殊建筑物、煙囪、鋼倉和轉(zhuǎn)運樓等結(jié)構(gòu)形式。一般設(shè)計院現(xiàn)在都會將煙囪和預(yù)熱器框架捆綁一體，但轉(zhuǎn)運樓可以通過工藝布置的優(yōu)化實現(xiàn)數(shù)量的降低，同時，入庫與入窯提升機也可以捆綁在一個大框架之內(nèi)。這些措施都是在確保安全生產(chǎn)的前提下實現(xiàn)現(xiàn)投資優(yōu)化。

2.4工藝方案的優(yōu)化分析

（1）取消增濕塔，用管道增濕替代?，F(xiàn)在的水泥企業(yè)在建設(shè)熟料線時都會一并考慮余熱發(fā)電配套工程，余熱發(fā)電系統(tǒng)故障率比較低，運行可靠，同步率較高，增濕塔使用率幾乎為零。為此可以把增濕塔予以省略，在試生產(chǎn)初期使用管道增濕。綜合考慮設(shè)備、土建及安裝，可以節(jié)約350萬的投資，并減少無謂的工作量。生產(chǎn)實踐驗證了此方案完全可行，滿足工藝要求。

（2）網(wǎng)架設(shè)計調(diào)整，督促設(shè)計人員在滿足結(jié)構(gòu)安全要求的前提下對原設(shè)計進行深度優(yōu)化。例如50m寬度長堆由原來的單排支座改為雙排支座，跨度間隔由3.75m調(diào)整為4.25m，起步桿件由直徑65mm調(diào)整為60mm等。在結(jié)構(gòu)受力方面有所加強的同時，由原來的總重約1432.46t降低到996.87t，網(wǎng)架重量降低了30%，節(jié)省投資400多萬元。

（3）土建施工中基礎(chǔ)施工方法改進。因本工程所處地理位置，地下淺水層只有-5.2m，同時距離山體較近，地下碎巖石很多，為防止進水塌方和確保樁基入巖深度，使用機械沖孔灌注樁施工方法，入巖深度1.5m—2.0m，建設(shè)期間有效避免了人工施工的安全不確定性，確保安全的同時，保證了有效的施工進度。

2.5環(huán)保措施優(yōu)化分析

（1）在收塵設(shè)備的選型上突破以往慣例，窯頭、窯尾均采用了袋式收塵器替代電收塵器，雖增加了一些投資，但在環(huán)保方面，袋收塵更能保證環(huán)保要求，檢測煙囪出口含塵濃度≤30mg/Nm3。

（2）實施煙氣脫硝，進一步落實環(huán)保政策。水泥廠廢氣污染的治理也至關(guān)重要，實施“煙氣脫硝”工程，降低NOx排放量，通過運行，排放指標達到NOx≤350mg/Nm3。

（3）生產(chǎn)前期，北方氣候干燥，石灰石含土量和含水量都比較小，石灰石破碎機均化堆場二次揚塵非常嚴重。通過幾次小的技改，加強收塵點的密封，增加霧化噴水降低揚塵，修改收塵器反吹時間等，大大降低了二次揚塵，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

3項目管理的優(yōu)化分析

一個項目是否能夠?qū)崿F(xiàn)工期、質(zhì)量、投資、安全的有效結(jié)合，達到預(yù)期目標，與項目管理者的素養(yǎng)、智慧和責(zé)任心密不可分。掌握科學(xué)的管理知識，發(fā)揮靈活的協(xié)調(diào)能力，預(yù)控合理的資金投入，駕馭全局的安全保障，組織有限的物資及人力資源，無處不體現(xiàn)著管理的重要性，如何實現(xiàn)項目管理的優(yōu)化是每個項目經(jīng)理必須考慮的問題。

3.1項目管理組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在項目管理中，成立專門的項目管理組織機構(gòu)是十分必要的，但是機構(gòu)的有效組成及其組織結(jié)構(gòu)的合理性是需要考究的問題。在國內(nèi)各個項目管理很難實現(xiàn)像國外項目管理那樣獨立，特別是國有企業(yè)，這是一個難以回避的問題，但同時也會帶來很多國外項目管理難以實現(xiàn)的優(yōu)勢。針對水泥企業(yè)，項目管理組織結(jié)構(gòu)應(yīng)著重考慮行業(yè)的專業(yè)技術(shù)劃分和綜合管理協(xié)調(diào)。

為此，公司成立了以董事長、總經(jīng)理為組長的項目領(lǐng)導(dǎo)小組，負責(zé)全局資源調(diào)配，做好全力支持。同時成立項目部，指定專人負責(zé)行政事務(wù)，也就是項目經(jīng)理，下設(shè)土建、工藝、設(shè)備、電器、綜合五個小組，每個小組3人，確定一名組長。這樣以來可以有效保證各個專業(yè)技術(shù)上能夠得到盡可能優(yōu)化的人力、技術(shù)、經(jīng)驗。項目經(jīng)理負責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，促使組織結(jié)構(gòu)上的相對完善。同時針對個別存在爭議的技術(shù)問題或協(xié)調(diào)問題，由公司領(lǐng)導(dǎo)牽頭，組織全公司相關(guān)人員進行研討，確定最終方案，保證決策的科學(xué)合理性，做到組織循環(huán)的閉合，實現(xiàn)機構(gòu)和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。

3.2抓住工程建設(shè)關(guān)鍵路徑，確保質(zhì)量，優(yōu)化工期

（1）根據(jù)水泥項目建設(shè)的常規(guī)工期，繪制工程建設(shè)關(guān)鍵節(jié)點樹狀圖。從整體項目工期上把握關(guān)鍵因素，讓項目管理人員始終緊盯工期節(jié)點，有針對性的開展工作。特別是設(shè)備安裝周期長、精度高的土建基礎(chǔ)和建設(shè)周期長的混凝土建筑是整個工期控制的重點。如窯墩、立磨基礎(chǔ)、預(yù)熱器基礎(chǔ)、生料庫和熟料庫等。

（2）在土建施工中期要根據(jù)具體進度和各方面因素（天氣、到貨情況、人員分布等），適時調(diào)整工期關(guān)鍵路徑，及時修正項目工期的制約因素。

（3）在設(shè)備安裝時期，對安裝精度高的大型設(shè)備，如立磨、回轉(zhuǎn)窯等。安排項目部人員和設(shè)備廠家技術(shù)人員與安裝人員同步作業(yè)，對安裝中出現(xiàn)的問題及時解決，嚴控安裝質(zhì)量，督促進度。

3.3分區(qū)域控制，推行專人負責(zé)制，提高安全管理水平

（1）建設(shè)期間，為保證施工安全，按照施工項目結(jié)構(gòu)、進展階段進行項目分解，確定安全目標，做到分區(qū)域管理。對石灰石破碎、圓堆、配料長堆、生料、燒成、電站等土建、安裝各項工作實行分區(qū)域?qū)Ｈ素撠?zé)制，共劃分了9個區(qū)域，分別有9個人負責(zé)。確定各子項工程的施工之間的銜接、穿插、平行搭接、協(xié)作配合等關(guān)系，將項目部的區(qū)域負責(zé)人的安全責(zé)任予以明確，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，及時糾正不安全行為，確保安全。

（2）堅持每天召開現(xiàn)場工作協(xié)調(diào)會，協(xié)調(diào)所需的勞動力、機械、材料等資源用量及時到位，物流、人員組織順暢才有可能保證安全。同時項目部及其他施工單位配置專職安監(jiān)人員，加強日常安全檢查，每天不定時巡查，每周一組織監(jiān)理人員、施工單位針對場地內(nèi)人和物的不安全因素進行專項檢查。

（3）為確保工程質(zhì)量，嚴格審核施工方案，加強對施工過程的質(zhì)量監(jiān)管。項目部設(shè)置1個資料檔案室，收集各種原始資料，分類、分冊歸檔整理，以便于查詢及資料保管；對施工采購的原材料購（配）件、半成品等，建立完善的驗收及送檢制度，杜絕不合格材料進入現(xiàn)場，更不允許不合格材料用于施工；凡在施工操作中違反操作規(guī)程的單位，達不到質(zhì)量要求及標準的部位，必須立即停工整改，直至符合施工規(guī)范要求，對不能及時按照要求進行整改的，嚴肅處罰。

4做好工程收尾與生產(chǎn)調(diào)試準備

工程一旦進入收尾階段，管理者一定要理清思路，把握重點，避免出現(xiàn)安全事故或質(zhì)量事故，同時還得為生產(chǎn)調(diào)試做好相應(yīng)的準備。

（1）在工程收尾階段，相應(yīng)各車間人員開始進入各自崗位，熟悉現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備。畢竟工程建設(shè)的目的是為了安全生產(chǎn)，而人是首要因素。

（2）做好封閉驗收工作。各車間安排專人對袋收塵、各廢氣管道、旋風(fēng)筒、預(yù)熱器、預(yù)熱器下料管和輸送斜槽等內(nèi)部進行檢查，防止焊縫漏焊、有異物損壞設(shè)備及影響通風(fēng)下料。

（3）各車間安排專人對各閥門進行開關(guān)限位進行檢查和處理，確保各閥門開關(guān)正常。

（4）安排專人對每臺設(shè)備潤滑和循環(huán)水情況進行檢查，確保潤滑和冷卻良好。

（5）組織人員對安裝好具備條件的設(shè)備進行單機試車，甚至是對部分重點設(shè)備延長試車時間，以便及時發(fā)現(xiàn)問題進行解決。

（6）合理協(xié)調(diào)水路和道路施工。水路和道路施工土方量很大，與設(shè)備安裝存在交叉，項目部協(xié)調(diào)在不同時間段確定施工主線，進行各施工單位的協(xié)調(diào)和調(diào)度。

（7）在設(shè)備安裝后期，土建單位大部分人員已經(jīng)撤離，針對部分設(shè)計漏項等零星工程，及時引入具備相應(yīng)能力的小型隊伍，進行收尾工作。

除此之外，針對生產(chǎn)前期許多需要細化的工作也要同步進行，不能盲目樂觀于工程外在形象，也不能夸大期間工作難度，使車間單位有信心完成各項工作。

5效果驗證

該5000t/d熟料生產(chǎn)線建設(shè)，按照項目管理安排，提前一個月，于2012年3月29日順利點火。通過公司上下的共同努力，4月12日實現(xiàn)達產(chǎn)達標，6月4日余熱發(fā)電一次并網(wǎng)成功，整個項目轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。經(jīng)過連續(xù)數(shù)月的運轉(zhuǎn)，為公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，也樹立了良好的企業(yè)形象。各主機設(shè)備運行指標如下：

HRM4800A原料立式磨，設(shè)計粉磨能力420t/h，現(xiàn)細度控制R0.08篩余16±2%，R0.2篩余≦2%，實際臺產(chǎn)穩(wěn)定在460t/h以上，磨機振動值小于2.0mm/s。磨機運轉(zhuǎn)正常。