何相春，王伟，黄宽阔

内容导读：设备在线运转可靠性是决定工厂生产稳定的重要条件。本文针对我国首座应用国内设计方案和装备的大型带式焙烧球团厂设备选型经验少的实际现状，在建设期对设备选型技巧和理念进行深入研究并予以实际实施。选型过程以利于对全厂设备低故障、长周期运行为根本的思路，对单体设备的功能精度需求从多角度进行规划。提出的方案已成功应用于河钢唐钢新区 2×480 万 t 带式焙烧球团厂工程建设。结果表明，全厂设备选型功能完善，结构合理可靠，在项目建设阶段为生产期设备良性循环管理奠定了良好基础，对我国同类工厂设备选型有较大的借鉴意义。

与采用竖炉、链篦机回转窑方案相比，大型带式焙烧球团工艺具有易于环保治理和运营成本低的特点。利用带式焙烧工艺为炼铁高炉提供高品质球团炉料，对我国高炉冶炼行业向环保型、精细型炉料路线发展有积极的促进作用。现阶段采用带式焙烧工艺的大型球团厂在我国应用较少，现有三座带式焙烧球团厂的设备及工艺流程均以国外成熟的设 备和技术为选型设计基础，而 480 万 t 带式焙烧球团厂采用了国内设计方案，目前在国内尚属首例。

采用国内设计方案的 480 万 t 带式焙烧球团厂设备选型对建设单位的设备管理者来说是零经验，为了最大限度避免选型失当造成的工程建设风险，通过研究和预判国内设计方案生产工艺流程中对设备功能精度的实际需求，在既定总投资额的范围内以经济、可靠、智能、环保、节能、易修为原则对带式焙烧球团工艺的全厂设备选型进行了合理谋划。

1  工艺流程概述

1.1物流系统

球团厂所有物流工艺节点均由带式输送机驳接，原料通过圆盘给料和皮带秤进行预配粗混，经圆筒烘干设备脱水后的物料由辊磨机提高其比表面积后送至配料车间，粘结剂、溶剂与精料通过配料秤、减量称匹配输出的配合料进入混合机混合，混匀的混合料由盘式造球机造球，生球经辊式筛分机筛分后由布料装置向带式焙烧台车布料，生球在焙烧机运行过程中完成预热、焙烧、冷却后成为熟料经筛分系统输送至成品库和成品装车系统，终端可输出至高炉配料槽；溶剂制备由中速磨碾磨、收粉器收集后用仓式泵输送到配料系统。

1.2热工系统

全燃气烧嘴对焙烧段物料升温焙烧固结，工艺风机系统对冷热媒进行输送，通过调节阀门系统对鼓风干燥、抽风干燥、预热焙烧、均热冷却等工艺段进行工艺参数匹配。

公辅系统

由全厂应急发电站、燃气升压站、全厂循环水站、干雾抑尘设备等构成。

2  设备选型规则

因球团厂大量使用国产设备，其性能品质与国外产品仍有一定差距，在选定型过程中充分考虑了这一因素，在保证性价比的同时，对全厂设备的环保功能、节能功能、智控功能及对设备的可靠性、易修性等关键点做出了性能上和结构上的提升控制要求，并主要遵循以下原则实现。

2.1冗余备份原则

甄选单体设备中对主线运行影响大的功能元件，采用冗余热备等形式提高功能可靠性。关键比例控制回路实现在线热备并具有无扰切换功能，一般比例控制回路实现在线开关量旁路控制；关键设备冷却装置均接入杂物过滤系统且具备旁路功能；根据气力输送系统性质，压送管网采用多通道输出形式，最大限度在各输送节点形成串并联输送网络。

2.2状态智控原则

实时监测设备功能精度和运行状态，为操作维护人员提供可视化运行数据。关键旋转传动设备设置温度、振动采集点，要求具有就地显示及远传功能，利于直观判断设备运行状态；流体控制设备压力、温度、流量、液位、压差等运行参数实现连续在线监测，关键数据采用一次仪表和二次仪表双重采集模式。

2.3难损长寿原则

小型设备或易损零件采用难损设计以减少故障概率，降低日常维修保养的备材和人工成本。气动设备气源管采用钢管或橡胶管取代 PU 管连接，气动控制元件均使用气源处理单元；较高起升高度的吊装设备钢丝绳的结节点配置使用防扭转装置；工艺阀门系统转轴全部配用全封闭轴承，减小启闭阻力，同时提高零部件的可修性。

2.4结构易修原则

设备零部件在结构上为后期维修创造便利条件，缩短故障修复时间，提高设备可开动率。传动类轴承箱使用剖分结构；罩壳类设备按机组布局合理确定壳体剖分形式；大型设备配置关键部件附近设置辅助顶起装置，便于提高检修效率；简化传动布局，使用三合一、两合一传动装置。

2.5设施环保原则

设备粉料烟尘有意外逃逸的可能时注意配置合理的控制措施。物料流转控制使用全封闭式控制阀；粉状料采用全封闭气力输送系统，确保物料零排放输储；各处仓斗衔接处使用软质封闭连接，控制粉尘溢出。

2.6零件统一原则

同种功能设备统筹规划零部件规格型号，为降低备件储备费用打好基础。胶带机驱动装置及辊筒接近机号按同一规格选型；旋转传动设备优先考虑同向布置，避免出现同规格不同旋向备件都需储备的现象。

3  设备选型效果

在选型过程中通过对设备制造厂提出优化方案为工厂运行设备管理和生产组织带来了良好的效果。

(1) 关键设备功能元件具有线上热备或切换能力，降低主线设备故障概率，减少大功率热工设备非正常启停带来的能源和产量损失，避免窑炉等关键设备频繁在极限工况间转换影响设计寿命。

(2) 传动、旋转及流体控制设备根据工况并兼顾经济性，将设备运行参数有的放矢接入远程监控系统，在硬件上具备数据智能控制和分析的能力。

(3) 全工艺流程物料采用封闭输储，工艺线路内扬尘均有排放控制措施，实现清洁生产。

(4) 机械设备大量采用易修、难损结构，以单台稳定生产。

(5) 大量减少镜像设备布局和统一零部件规格，为设备管理过程实现较低备件储备费用的运营模式奠定了基础。

4  结束语

选择在短时间内单纯满足生产工艺需求功能的设备比较容易实现，而要求设备在较长的设定维护周期内具有良好的表现则需要靠精准的分析工况并对设备性能结构定位来实现。通过对初次采用国内设计方案的 480 万 t 带式焙烧球团厂全流程设备开展定型工作，期间慎重的设备选型定型过程为设备管理者理清了应用国内设计方案建设球团厂管控要点的头绪，也为日后应用国内设计方案建设大型带式焙烧球团厂设备选型工作积淀了不可多得的实践经验。