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煤粉 水份對(duì) |寧波彩色水泥|寧波硫鋁酸鹽水泥|寧波自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥|寧波膨脹硫鋁酸鹽水泥|寧波低堿度硫鋁酸鹽水泥|寧波無(wú)磁水泥|寧波防藻水泥|寧波抗菌水泥|寧波防輻射水泥|寧波白色水泥|寧波耐火水泥|寧波膨脹水泥|寧波油井水泥|寧波抗硫酸鹽水泥|寧波低熱和中熱水泥熟料 生產(chǎn)線 燒成系統(tǒng) 的影響 分析



摘    要： 從煤水份的分類、煤內(nèi)水的脫除條件、煤水份對(duì) 燒 成 系統(tǒng) 熱 耗 和工 藝 煅 燒 的影 響 以 及高 內(nèi) 水 煤 的處理方法等方面進(jìn)行分析，系統(tǒng)地闡述煤內(nèi)水分偏高對(duì)熟料燒成系統(tǒng)的影響。 關(guān)鍵詞： |寧波彩色水泥|寧波硫鋁酸鹽水泥|寧波自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥|寧波膨脹硫鋁酸鹽水泥|寧波低堿度硫鋁酸鹽水泥|寧波無(wú)磁水泥|寧波防藻水泥|寧波抗菌水泥|寧波防輻射水泥|寧波白色水泥|寧波耐火水泥|寧波膨脹水泥|寧波油井水泥|寧波抗硫酸鹽水泥|寧波低熱和中熱水泥熟料；燒成系統(tǒng)；煤內(nèi)水；熱耗

0   引言

入 窯 煤 粉 的 品 質(zhì)（水 分 和 細(xì) 度）影 響 窯 爐 系 統(tǒng) 的運(yùn)行 ，實(shí)際 生產(chǎn) 中某些 水 泥 熟 料 線 使 用 的 原 煤 內(nèi)水偏 高，由 于煤 的內(nèi)水 是 很 難 烘 干 的， 高 內(nèi) 水 的煤粉 入窯嚴(yán) 重影 響燒成 系 統(tǒng) 熱 耗 、 熟 料 質(zhì) 量 和

系統(tǒng)的 穩(wěn)定運(yùn) 行。表 1 為 某 水 泥 熟 料 線 項(xiàng) 目 使 用 的煤樣工業(yè)分析結(jié)果，原煤全水為 25%~35% ，內(nèi) 水 6.2%~20% ，揮 發(fā) 分 38%~40% ， 為 高 水 份、 高

揮發(fā)份 煤樣。 由于 煤的內(nèi) 水 是 很 難 烘 干 的， 高 內(nèi) 水的煤 粉入窯 嚴(yán)重 影響燒 成 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 運(yùn) 行。 本 文針對(duì) 這一問 題， 從多角 度 系 統(tǒng) 地 闡 述 煤 內(nèi) 水 偏 高對(duì) 水 泥 熟 料 生 產(chǎn) 線 燒 成 系 統(tǒng) 的 影 響 。

表 1   某項(xiàng)目煤樣工業(yè)分析 結(jié)果

樣品

/(kcal/kg)

較 大 值 35   20   3.5   38    -    0.1     5 200      - 較小值 25   6.2 10.2 40   43.6 1.10    6257       - 平均值 30 11.4 8.0 42.5 37.8 0.68    5 645     5 000

1    原 煤 中 水 份 分類 及 測(cè) 定 方 法 [1]

1.1 原煤中水份分類 1.1.1 按照結(jié)合狀態(tài)

原 煤中的 水 份 根 據(jù) 其 結(jié) 合 狀 態(tài) ， 可 以 分 為 游

離態(tài)水和化合態(tài)水（ 即 結(jié) 晶 水） 兩大類 。

（ 1 ） 游 離 水 是 以 物 理 吸 附 方 式 或 者 吸 著 方 式

與 煤 結(jié) 合 一 起 的 ， 一 定 條 件 下 比 較 容 易 脫 除 ；

（ 2 ） 化 合 水 是 以 化 合 方 式 同 煤 中 的 礦 物 質(zhì) 結(jié)

合的水， 他 是 礦物晶格 的一 部 分，這 部 分水 較 難以

脫除 。 例如 高 嶺土 （ Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O ）中的結(jié) 晶 水。

1.1.2 游離水按照其存在狀態(tài)分類

分 為 外 水和 內(nèi) 水 ， 實(shí) 際 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 ， 煤 的 工

業(yè)分析一 般只測(cè) 定游離水（ 即只測(cè) 定 外 水和內(nèi)水）。

（ 1 ） 煤 的 外 水 ： 指 吸 附 在 煤 的 顆 粒 表 面 ， 這

部 分 水 份 不 在 毛 細(xì) 孔 中 ， 在 實(shí) 際 工 業(yè) 分 析 測(cè) 定 中 指 的是 分析 煤樣 通 過破 碎 一 定 粒 度 后 ， 達(dá) 到 空 氣 干 燥 狀態(tài)（ 空 干 基 ） 失去 的 那部 分水。

（ 2 ） 煤 的 內(nèi) 水 ： 煤 炭 顆 粒 內(nèi) 部 有 大 量 的 毛 細(xì)

管孔 ， 煤中 有部 分 水分 吸附 或 凝 聚 在 這 些 毛 細(xì) 孔 中， 即 使煤 樣 達(dá)到 空 干 基 狀 態(tài) 下 ， 這 部 份 水 任 然 不能脫 除掉 ， 依然 保留 下來(lái) ， 稱 這 部 分 水 為 煤 的 內(nèi)水。

（ 3 ） 煤 中 的 外 水 和 內(nèi) 水 之 和 即 工 業(yè) 分 析 中 煤

的全水分。

1.2 原煤中水分測(cè)定方法

煤中水分的 測(cè) 定實(shí)際 用的 是 間接 測(cè) 定 方 法 ， 即將已知 質(zhì)量的煤樣 放在 一定 溫 度 下 干 燥至恒 重， 以煤樣水分 蒸 發(fā) 后 質(zhì)量 損失計(jì)算 煤的水分。

1.2.1 全水（ Mt 或 Mar ）

收 到 煤 樣的 全 水 分 是 指 使 用 單 位 收 到 基 狀 態(tài) 下 煤的水分， 稱 為 收到基 水分（ 或 全水分），以 符號(hào)

Mar 或 Mt 表 示 。 測(cè) 定 方法如下：

（ 1 ） 煤樣 粒 度 ： 6mm 左右 （ 收到基 煤樣） ； （ 2 ） 試驗(yàn) 溫 度 105~110 益 ；

（ 3 ） 通 過 加 熱 至 恒 重 ， 根 據(jù) 前 后 質(zhì) 量 差 值 計(jì)

算 出 煤中全水 含 量。

1.2.2 內(nèi)水

在 一定 條件 下 ， 空 氣 干 燥 煤 樣 在 實(shí) 驗(yàn) 室 中 與 周圍環(huán)境濕 度 基 本 平衡時(shí)所含 的水分，以 符號(hào)

Mad 表 示 。 測(cè) 定 方法如下：

（ 1 ） 煤樣 粒 度 ： 0.2mm 左右 （ 空 干 基 煤樣） ；


圓園 18 年 20 期

名 稱    /% Mt Mad /% Aad /% Vad /% FCad /%    /% St     / （ Qgr,ad kcal/kg)    Qnet,ad

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?
（ 2 ） 試驗(yàn) 溫 度 105~110 益 ；

（ 3 ） 通 過 加 熱 至 恒 重 ， 根 據(jù) 前 后 質(zhì) 量 差 值 計(jì)

算 出 煤 中 內(nèi) 水 含 量 。

蒸 汽 幾個(gè) 狀 態(tài) 變 化熱量 的 吸 收 來(lái) 考 慮 。 水 的 物 理

狀態(tài) 變 化 吸收 熱量 詳見 表 3 。

表 3 熱 量 計(jì) 算 物 理 過 程 （ 1kg 水 為 基 準(zhǔn)）

2   原 煤 中 水 分 的脫 除

水 60 益 加 熱 到

100 益 熱耗

（ kJ/kg ）

100 益 水 汽 化 100 益 氣 熱耗

（ kJ/kg ）

100 益 氣 升 溫到

1200 益 過 熱 氣 熱耗

（ kJ/kg ）

總消 耗熱量

（ kJ /kg ）

2.1 理論上原煤中外水和內(nèi)水的脫除條件 2.1.1 外水脫除條件

=1 伊 (100- 60)

伊 4.1816

=1 伊 1200 伊 2.09

原 煤 中 外 水（表 面 水）的 脫 除 一 般 不 需 要 特 定

的 溫 度 ， 只 要 破 碎 到 13mm 左 右 ， 常 溫 下 ， 接 觸

空氣 一 段 時(shí) 間 ， 即 可 自 然 脫 除 。

2.1.2 內(nèi)水脫除條件

原 煤 中 內(nèi) 水（表 面 水）的 脫 除 需 要 特 定 的 溫 度

（ 105~110 益 ）， 空 干 基 煤樣 破碎到 0.2mm 左右 ， 無(wú)

其 他 水 汽進(jìn) 入 ，干 燥 箱 內(nèi) 加 熱 烘 干 一 段 時(shí) 間 ， 即

3.3 不同煤粉水份對(duì)熱耗的影響

通過理 論 計(jì) 算 ， 不 同 入 窯 煤 粉 水 份 對(duì) 系 統(tǒng) 熱

耗 影 響 ， 及 煤 耗 增 加 量 詳 見 表 4 。 理 論 計(jì) 算 值 僅

包括 煤粉中 水分 對(duì)熱耗 的影 響， 沒 有 考 慮 入 窯 煤 粉水 分對(duì) 火 焰形 狀影響 及 窯 內(nèi) 溫 度 分 布 ， 火 焰 形 狀影響熟料 煅 燒工 藝 ， 進(jìn)而 影響系統(tǒng)熱耗。

表 4 不同煤粉水份對(duì)熱耗的影響

可 脫 除 。

2.2 實(shí)際煤磨生產(chǎn)中煤外水和內(nèi)水的脫除情況

煤粉水份

熟料熱耗

增加 量

/ （ kJ/t.cl ）

熱耗 增加 量 水 蒸氣 含 量

/ （ kcal/kg.cl ） / （ Nm 3 /kg.cl ）

（ 1 ） 入 磨 原 煤 水 分 近 乎 以 收 到 基 狀 態(tài) 進(jìn) 入 煤

磨 ， 其 中 水 分 包 括 外 水 和 內(nèi) 水 以 及 結(jié) 晶 水 。

（ 2 ） 原 煤 水 分 脫 除 粒 度 條 件 一 般 煤 磨 是 可 以

滿足 的（ 粒 度 越 細(xì)， 與 烘干熱 氣 體 接 觸 面 積越 大 ，表 面 水 越 容易脫除 ）， 但 是高水分原煤， 特別 是高內(nèi) 水原煤 為 什么 難以 脫除 ？ 原 因 有 二 ： 一 是 風(fēng) 溫 條

件 。 出 磨 風(fēng) 溫 一 般 在 70 益 ， 該 溫 度 不 滿 足 煤 內(nèi) 水 脫 除 的 理 論 溫 度 105~110 益 ， 但 如 果 提 高 出 磨 風(fēng)

溫 ， 可 能 引 起 爆 炸 事 故 ； 二 是 磨 內(nèi) 濕 度 環(huán) 境 條 件 。 高 水 分 的 原 煤 進(jìn) 入 煤 磨 系 統(tǒng)， 與 入 磨 熱 風(fēng) 通 過 熱 交換 ， 在 磨 內(nèi) 形 成 大 量的 水 蒸 氣 ， 雖 然 磨 內(nèi) 溫 度

** 110 益 ， 但 煤粉 還 是 會(huì) 吸附 磨 內(nèi)水 蒸氣 水 ； 表

面 水（ 外 水）的 脫除 相 對(duì) 容易 ， 但 內(nèi)水 脫除較 困 難。

3   煤 內(nèi) 水 對(duì) 熱 耗的 影 響

3.1 計(jì)算前提條件

表 2 為熱 耗 計(jì) 算 前 提 條 件 ， 燒 成 熱 耗 設(shè) 計(jì) 值 為 730kcal/kg.cl ，入窯煤粉熱 值 為 5 000kcal/kg 。

表 2 計(jì)算前提條件

煤粉 溫 度 / 益   煤熱 值 Qnet,ad/ （ kcal/kg ）   燒成熱耗 / （ kcal/kg.cl ）

60           5 000              730

3.2 水的物理變化吸收熱量

煤 內(nèi)水對(duì) 系統(tǒng) 熱 耗 的 影 響 ， 主 要 從 水 溫 度 升 高，水 由 液 態(tài) 轉(zhuǎn) 化 為 氣 態(tài)，水 由 氣 態(tài) 升 溫 到 過 熱

1.0       1.5       7 195      1.721      0.00182 2.0       2.9      14 391      3.441      0.00363 3.0       4.4      21 586      5.162     0.00545 7.0       10.2      50 367      12.045     0.01272 15.0      21.9      107 929     25.810     0.02725 20.0      29.2      143 905     34.414     0.03634

7.0% 與 3.0% 15% 與 3.0% 20% 與 3.0%

通過 表 4 可以 看出 ， 若 入窯煤粉水分為 7.0% ， 相 比 入窯煤粉水分 3.0% 情況 ，系統(tǒng)熱耗 增 加 6.9kcal/kg.cl ； 若 入 窯 煤 水 分 達(dá) 到 15.0% ， 則 熱 耗 進(jìn) 一 步 增 加 至 20.6 kcal/kg.cl ； 當(dāng) 達(dá) 到 20.0% 入 窯煤水分 時(shí) ，系統(tǒng) 熱耗 增 加近 30 kcal/kg.cl 。以 上

僅 是 理 論 計(jì) 算 值 ， 沒 有 考慮 水 分 對(duì) 煤 粉 燃 燒 速 度 影響 ，煤粉 水分 過 高， 給 熟料 煅 燒 帶 來(lái) 不 利 因 素 遠(yuǎn) 不 止 熱耗 增加 這一 方面 。

4   煤 內(nèi) 水 對(duì) 熟 料 煅 燒 工 藝的 影 響 [2]

4.1 對(duì)低位熱值影響

煤粉中的水分對(duì)煤的 低 位 熱 值 影響 比較 大 ， 煤中的水分 含 量 越 高，煤 粉 的 燃 燒 狀 況 越 不 穩(wěn) 定 ， 導(dǎo)致燃 燒 溫 度高 低 不 斷 變 化。

4.2 對(duì)燃燒溫度的影響

在 燃 燒 過 程 中 ， 煤 中 的 水 分 蒸 發(fā) 會(huì) 吸 收 很 多

圓園 18 年 16 卷

14

=167         2 253

=2508       4 928

/%     煤粉中水份 /(kg/t.cl)

熱耗 差        5.8     28 781.1     6.9     0.0073

熱耗 差       17.5     86 343.2     20.6     0.0218

熱耗 差       24.8    122 319.5     29.3     0.0309

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?
（ DEVELOPMENT GUIDE TO BUILDING MATERIALS ）

的熱量 ，使煤 粉的 燃 燒 溫 度 急 劇 下 降 。 水 在 吸 熱 蒸 發(fā) 氣 化 時(shí) ， 體積 會(huì) 大 幅 增加 ， 蒸 發(fā) 產(chǎn) 生 的 大 量 的水 汽 籠罩 在 煤的 周圍 ， 阻礙 新 鮮 空 氣 進(jìn) 入 燃 燒 區(qū) ， 造 成 煤 粉 的 不 完 全 燃 燒。 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 ， 煤 粉 中水分對(duì) 火焰 溫 度的影響 要 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大 于 灰 分的影響。

4.3 對(duì)窯系統(tǒng)影響

原 煤的水 分 含 量 高 ， 實(shí) 際 生 產(chǎn) 運(yùn) 行 中 難 于 烘

150

130

110

90

5

15

10

干粉 磨 、 輸送 及 儲(chǔ) 存 ； 含 水量 高 的 煤 粉 在 使 用 過 程 中， 會(huì) 影響 煤粉 秤 的 均 勻喂 料 ， 水 分 高 還 會(huì) 造 成煤粉 不 完 全 燃 燒 ，燒成 溫 度 降 低 ， 導(dǎo) 致 窯 內(nèi) 溫 度 波動(dòng) ，窯 況 不 穩(wěn) ； 含 水 量 較 高 的 煤 粉 燃 燒 速 率 慢 ， 燃 燼 度 較 差 ， 會(huì) 導(dǎo) 致 煤 粉 在 窯 內(nèi) 的 燃 燒 滯 后 ， 窯 內(nèi) 燃 燒 器 的 火 焰 相 對(duì) 拉 長(zhǎng) ， 火 力 不 集 中 ， 抗 來(lái) 料的 波 動(dòng)性 差 ； 使 用 含 水 高的 煤 粉， 煤 中 水 分 的 蒸 發(fā) 會(huì) 導(dǎo) 致 窯 內(nèi) 水 蒸 氣 含 量 增 大 ， 影 響 窯 內(nèi) 差 壓 ， 導(dǎo)致 窯 況 不 穩(wěn) 。

5   實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 對(duì)煤 高 內(nèi) 水 的 處 理 方 法 （ 1 ） 首 先 ， 條 件 允 許 的 話 ， 對(duì) 進(jìn) 廠 高 水 分 原

煤 與 低 水分原 煤 進(jìn) 行 搭配 使用 ， 以 降 低 入 窯 煤 粉 水分 ；

（ 2 ） 針對(duì)這 種 高水份、高揮發(fā)份的煤樣，煤 磨

烘干 取 風(fēng) 建議選擇 窯 尾取 風(fēng) （窯 尾 烘干 風(fēng)相 對(duì)窯 頭

取 風(fēng) 中的 O 2 含 量 要 低 ），以 適應(yīng) 烘干煤樣 所需 的 溫

度 條件 ， 又防止 由于 溫 度偏高 造 成 爆炸 等 風(fēng) 險(xiǎn) 。

（ 3 ） 關(guān) 于 煤 磨 粉 磨 工 藝 ， 首 先 要 改 善 磨 機(jī) 系

統(tǒng)內(nèi)的 熱 交換 能 力 ， 提 高 烘干 用 廢 氣 的 溫 度 ， 防

[3]

過 查閱 DLT5145- 2002 《 火 力 發(fā) 電廠制 粉系統(tǒng) 設(shè) 計(jì)

計(jì)算 技術(shù)規(guī) 定 》 及 與 煤 磨設(shè) 備廠家 交 流 ，煤粉水分

控制 范 圍 一 般 為 Mpc= （ 0.5~1.0 ） Mad [4] 。 即 當(dāng) 煤內(nèi)水 為 20% 時(shí) ， 出磨 水分一 般 控制 值 為 10%~20% ，內(nèi) 水 在 煤 磨 系統(tǒng) 中很 難 脫除 。 圖 1 為 煤 中 全 水 分 和 出磨 氣 體 溫 度 對(duì) 出 磨 煤粉 水分 影 響。 由 圖 1 可 以 看 出 ， 當(dāng) Mt=20% ， 出 磨 氣 體 溫 度 控 制 在 90 益 ， 煤粉水分 在 6.5% 左右 。 （ 備 注 ： Mad 為 空氣 干 燥基 煤內(nèi)水 ； Mt 為煤全水 ； Mpc 為 出磨 煤粉水分。 ） （ 4 ） 由 于 煤 粉 水 分 較 高 ， 所 以 在 窯 點(diǎn) 火 時(shí) ，

適當(dāng) 增加升 溫 時(shí) 間 ， 確 保 窯內(nèi)煤粉 有較 多的 燃 燒 時(shí) 間 ， 提 供 窯內(nèi) 充 足 的熱 負(fù)荷 ， 之后 再逐 步 的 投 料。

（ 5 ） 由 于 煤 粉 水 分 較 高 ， 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 可 以 嘗

15

70

50

0 5 10

Mpc/% （ 出磨 煤粉水分）

圖 1   煤中全水分和出磨氣體溫度對(duì) 出磨煤粉水分影響

試增 大 燃 燒 器 一 次 風(fēng) 壓 、 增加 旋 流 風(fēng) 比 例 ， 控 制 火焰 長(zhǎng) 度， 確 保 煤粉 在 燒成 帶 的 充 分 燃 燒。

6   結(jié)語(yǔ)

（ 1 ） 原 煤 水 分 脫 除 粒 度 條 件 一 般 煤 磨 是 可 以

滿足 的， 但 是高 水分原 煤水分 由 于 受 到 風(fēng) 溫 條 件 限 制 及 磨 內(nèi) 濕 度 環(huán) 境 條 件 限 制 表 面 水（ 外 水）的 脫 除 相 對(duì) 容易 ， 但 內(nèi)水 脫除較 困 難。

（ 2 ） 入 窯 煤 粉 水 份 對(duì) 燒 成 系 統(tǒng) 熱 耗 影 響 較 為 嚴(yán) 重 ， 通 過 計(jì) 算 當(dāng) 達(dá) 到 20.0% 入 窯 煤 水 分 時(shí) ， 系 統(tǒng)熱耗 增加近 30 kcal/kg.cl ； 煤 粉 水分 過 高， 給 熟

料 煅 燒 帶 來(lái)不 利 因 素遠(yuǎn) 不 止 熱耗 增加 這一 方面 。

（ 3 ） 煤 粉 中 的 水 分 對(duì) 煤 的 低 位 熱 值 影 響 比 較

大 ， 煤中的 水分 蒸 發(fā) 會(huì) 吸收 很 多 的 熱 量 ， 使 煤 粉 的 燃 燒 溫 度 急劇 下 降 ； 煤粉水 分 蒸 發(fā) 產(chǎn) 生 的 大 量 的 水 汽 籠 罩 在 煤 的 周 圍 ， 阻 礙 新 鮮 空 氣 進(jìn) 入 燃 燒 區(qū) ， 造 成煤粉 不 完 全 燃 燒，窯內(nèi)燒成 帶 溫 度 降低 ； 含 水 量 較 高 的煤 粉 燃 燒 速率 慢 ， 會(huì) 導(dǎo) 致 窯 內(nèi) 燃 燒 器 的 火焰相 對(duì) 拉 長(zhǎng) ， 火 力 不 集 中， 抗 來(lái) 料 的 波 動(dòng) 性 差 ； 使 用 含 水 高 的 煤 粉， 煤 中 水 分 的 蒸 發(fā) 會(huì) 導(dǎo) 致 窯 內(nèi) 水 水 蒸 氣 含 量 增 大 ， 影 響 窯 內(nèi) 差 壓 ， 導(dǎo) 致 窯 況 不 穩(wěn)。

（ 4 ） 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 對(duì) 煤 高 內(nèi) 水 的 處 理 方 法 可 以

從煤 的 搭配 使用 ，煤 磨 烘干 取 風(fēng) 工 藝 ， 改 善 磨 機(jī) 系統(tǒng)內(nèi)的熱 交換 能 力 ， 提 高烘干用 廢 氣 的 溫 度 ， 防止 磨 內(nèi) 漏 風(fēng) ， 較 大 限 度的 控制 出磨 煤粉水 分 ， 并 結(jié) 合 相 關(guān) 理 論 曲 線， 合 理 控 制 出 磨 風(fēng) 溫 ， 保 證 煤粉水份 在 合 理 范 圍 。

圓園 18 年 20 期


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  寧波海螺水泥有限公司（以下簡(jiǎn)稱“公司”）是安徽海螺水泥股份有限公司控股子公司，是國(guó)內(nèi)帶有萬(wàn)噸級(jí)自備碼頭的水泥粉磨站之一。座落于浙江省寧波經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，與“東方大港”——寧波北侖港相鄰，地理位置優(yōu)越，具有得天*厚的水陸運(yùn)輸條件。 公司的前身是寧波星港水泥有限公司，當(dāng)時(shí)是國(guó)家“八五”重點(diǎn)工之一，與銅陵海螺水泥公司項(xiàng)目配套建設(shè)，年產(chǎn)規(guī)模70萬(wàn)噸；1997年8月25日，由安徽海螺水泥股份有限公司兼并控