何相春，王偉，黃寬闊
內(nèi)容導讀：設備在線運轉(zhuǎn)可靠性是決定工廠生產(chǎn)穩(wěn)定的重要條件。本文針對我國首座應用國內(nèi)設計方案和裝備的大型帶式焙燒球團廠設備選型經(jīng)驗少的實際現(xiàn)狀，在建設期對設備選型技巧和理念進行深入研究并予以實際實施。選型過程以利于對全廠設備低故障、長周期運行為根本的思路，對單體設備的功能精度需求從多角度進行規(guī)劃。提出的方案已成功應用于河鋼唐鋼新區(qū) 2×480 萬 t 帶式焙燒球團廠工程建設。結果表明，全廠設備選型功能完善，結構合理可靠，在項目建設階段為生產(chǎn)期設備良性循環(huán)管理奠定了良好基礎，對我國同類工廠設備選型有較大的借鑒意義。
與采用豎爐、鏈篦機回轉(zhuǎn)窯方案相比，大型帶式焙燒球團工藝具有易于環(huán)保治理和運營成本低的特點。利用帶式焙燒工藝為煉鐵高爐提供高品質(zhì)球團爐料，對我國高爐冶煉行業(yè)向環(huán)保型、精細型爐料路線發(fā)展有積極的促進作用。現(xiàn)階段采用帶式焙燒工藝的大型球團廠在我國應用較少，現(xiàn)有三座帶式焙燒球團廠的設備及工藝流程均以國外成熟的設 備和技術為選型設計基礎，而 480 萬 t 帶式焙燒球團廠采用了國內(nèi)設計方案，目前在國內(nèi)尚屬首例。
采用國內(nèi)設計方案的 480 萬 t 帶式焙燒球團廠設備選型對建設單位的設備管理者來說是零經(jīng)驗，為了最大限度避免選型失當造成的工程建設風險，通過研究和預判國內(nèi)設計方案生產(chǎn)工藝流程中對設備功能精度的實際需求，在既定總投資額的范圍內(nèi)以經(jīng)濟、可靠、智能、環(huán)保、節(jié)能、易修為原則對帶式焙燒球團工藝的全廠設備選型進行了合理謀劃。
1 工藝流程概述
1.1物流系統(tǒng)
球團廠所有物流工藝節(jié)點均由帶式輸送機駁接，原料通過圓盤給料和皮帶秤進行預配粗混，經(jīng)圓筒烘干設備脫水后的物料由輥磨機提高其比表面積后送至配料車間，粘結劑、溶劑與精料通過配料秤、減量稱匹配輸出的配合料進入混合機混合，混勻的混合料由盤式造球機造球，生球經(jīng)輥式篩分機篩分后由布料裝置向帶式焙燒臺車布料，生球在焙燒機運行過程中完成預熱、焙燒、冷卻后成為熟料經(jīng)篩分系統(tǒng)輸送至成品庫和成品裝車系統(tǒng)，終端可輸出至高爐配料槽；溶劑制備由中速磨碾磨、收粉器收集后用倉式泵輸送到配料系統(tǒng)。
1.2熱工系統(tǒng)
全燃氣燒嘴對焙燒段物料升溫焙燒固結，工藝風機系統(tǒng)對冷熱媒進行輸送，通過調(diào)節(jié)閥門系統(tǒng)對鼓風干燥、抽風干燥、預熱焙燒、均熱冷卻等工藝段進行工藝參數(shù)匹配。
公輔系統(tǒng)
由全廠應急發(fā)電站、燃氣升壓站、全廠循環(huán)水站、干霧抑塵設備等構成。
2 設備選型規(guī)則
因球團廠大量使用國產(chǎn)設備，其性能品質(zhì)與國外產(chǎn)品仍有一定差距，在選定型過程中充分考慮了這一因素，在保證性價比的同時，對全廠設備的環(huán)保功能、節(jié)能功能、智控功能及對設備的可靠性、易修性等關鍵點做出了性能上和結構上的提升控制要求，并主要遵循以下原則實現(xiàn)。
2.1冗余備份原則
甄選單體設備中對主線運行影響大的功能元件，采用冗余熱備等形式提高功能可靠性。關鍵比例控制回路實現(xiàn)在線熱備并具有無擾切換功能，一般比例控制回路實現(xiàn)在線開關量旁路控制；關鍵設備冷卻裝置均接入雜物過濾系統(tǒng)且具備旁路功能；根據(jù)氣力輸送系統(tǒng)性質(zhì)，壓送管網(wǎng)采用多通道輸出形式，最大限度在各輸送節(jié)點形成串并聯(lián)輸送網(wǎng)絡。
2.2狀態(tài)智控原則
實時監(jiān)測設備功能精度和運行狀態(tài)，為操作維護人員提供可視化運行數(shù)據(jù)。關鍵旋轉(zhuǎn)傳動設備設置溫度、振動采集點，要求具有就地顯示及遠傳功能，利于直觀判斷設備運行狀態(tài)；流體控制設備壓力、溫度、流量、液位、壓差等運行參數(shù)實現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測，關鍵數(shù)據(jù)采用一次儀表和二次儀表雙重采集模式。
2.3難損長壽原則
小型設備或易損零件采用難損設計以減少故障概率，降低日常維修保養(yǎng)的備材和人工成本。氣動設備氣源管采用鋼管或橡膠管取代 PU 管連接，氣動控制元件均使用氣源處理單元；較高起升高度的吊裝設備鋼絲繩的結節(jié)點配置使用防扭轉(zhuǎn)裝置；工藝閥門系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸全部配用全封閉軸承，減小啟閉阻力，同時提高零部件的可修性。
2.4結構易修原則
設備零部件在結構上為后期維修創(chuàng)造便利條件，縮短故障修復時間，提高設備可開動率。傳動類軸承箱使用剖分結構；罩殼類設備按機組布局合理確定殼體剖分形式；大型設備配置關鍵部件附近設置輔助頂起裝置，便于提高檢修效率；簡化傳動布局，使用三合一、兩合一傳動裝置。
2.5設施環(huán)保原則
設備粉料煙塵有意外逃逸的可能時注意配置合理的控制措施。物料流轉(zhuǎn)控制使用全封閉式控制閥；粉狀料采用全封閉氣力輸送系統(tǒng)，確保物料零排放輸儲；各處倉斗銜接處使用軟質(zhì)封閉連接，控制粉塵溢出。
2.6零件統(tǒng)一原則
同種功能設備統(tǒng)籌規(guī)劃零部件規(guī)格型號，為降低備件儲備費用打好基礎。膠帶機驅(qū)動裝置及輥筒接近機號按同一規(guī)格選型；旋轉(zhuǎn)傳動設備優(yōu)先考慮同向布置，避免出現(xiàn)同規(guī)格不同旋向備件都需儲備的現(xiàn)象。
3 設備選型效果
在選型過程中通過對設備制造廠提出優(yōu)化方案為工廠運行設備管理和生產(chǎn)組織帶來了良好的效果。
(1) 關鍵設備功能元件具有線上熱備或切換能力，降低主線設備故障概率，減少大功率熱工設備非正常啟停帶來的能源和產(chǎn)量損失，避免窯爐等關鍵設備頻繁在極限工況間轉(zhuǎn)換影響設計壽命。
(2) 傳動、旋轉(zhuǎn)及流體控制設備根據(jù)工況并兼顧經(jīng)濟性，將設備運行參數(shù)有的放矢接入遠程監(jiān)控系統(tǒng)，在硬件上具備數(shù)據(jù)智能控制和分析的能力。
(3) 全工藝流程物料采用封閉輸儲，工藝線路內(nèi)揚塵均有排放控制措施，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
(4) 機械設備大量采用易修、難損結構，以單臺穩(wěn)定生產(chǎn)。
(5) 大量減少鏡像設備布局和統(tǒng)一零部件規(guī)格，為設備管理過程實現(xiàn)較低備件儲備費用的運營模式奠定了基礎。
4 結束語
選擇在短時間內(nèi)單純滿足生產(chǎn)工藝需求功能的設備比較容易實現(xiàn)，而要求設備在較長的設定維護周期內(nèi)具有良好的表現(xiàn)則需要靠精準的分析工況并對設備性能結構定位來實現(xiàn)。通過對初次采用國內(nèi)設計方案的 480 萬 t 帶式焙燒球團廠全流程設備開展定型工作，期間慎重的設備選型定型過程為設備管理者理清了應用國內(nèi)設計方案建設球團廠管控要點的頭緒，也為日后應用國內(nèi)設計方案建設大型帶式焙燒球團廠設備選型工作積淀了不可多得的實踐經(jīng)驗。