前言

某公司現(xiàn)有2條2500t/d、3條5000t/d和1條10000t/d共六條熟料生產(chǎn)線和三條水泥粉磨生產(chǎn)線，年產(chǎn)熟料1085萬(wàn)t，年產(chǎn)水泥50萬(wàn)t。其中，三線日產(chǎn)5000t熟料生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)采用天津院五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器TDF型分解爐，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格ф4.8m×72m，熟料設(shè)計(jì)產(chǎn)能5000t/d，于2002年9月建成投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。為進(jìn)一步提高二期5000t/d熟料線(三線)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，充分挖掘系統(tǒng)潛力，降低系統(tǒng)能耗，公司于2018年11月底至2019年1月下旬由海螺設(shè)計(jì)院對(duì)燒成系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)節(jié)能降耗改造，改造后系統(tǒng)熱耗等指標(biāo)提升明顯，具體情況如下。

1.1 改造前的狀況

煤的工業(yè)分析見表1，物料的化學(xué)分析見表2，燒成系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)見表3。由表3改造前的熱工標(biāo)定數(shù)據(jù)可知，標(biāo)定期間窯產(chǎn)量為5839t/d，單位熟料熱耗為784.5×4.18kJ/kg，標(biāo)煤耗為112.1kg/t，說(shuō)明該公司三線熟料產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，但生產(chǎn)線煤耗、篦冷機(jī)熱回收效率較設(shè)計(jì)值偏低。

1.2 主要問(wèn)題分析

(1)分解爐爐容偏小，不能滿足煤粉的充分燃燒和生料分解所需，導(dǎo)致C1出口的CO濃度偏高，分解爐的出口溫度需控制在890℃以上，增加了系統(tǒng)的熱耗。

(2)預(yù)熱器出口廢氣溫度偏高，標(biāo)定溫度高達(dá)354℃，高溫廢氣帶走了較多熱量。

(3)翻板閥變形嚴(yán)重、動(dòng)作不靈活或易結(jié)皮卡死、鎖風(fēng)效果較差、內(nèi)漏風(fēng)現(xiàn)象較為明顯、影響系統(tǒng)的分離效率和換熱。

(4)分解爐出口的阻力較大，其主要原因在回轉(zhuǎn)窯的縮口和煙室的規(guī)格偏小，以及三次風(fēng)管采用雙側(cè)進(jìn)風(fēng)，水平段較長(zhǎng)，不僅增加了系統(tǒng)阻力，而且兩側(cè)的用風(fēng)難以均衡，影響分解爐的穩(wěn)定運(yùn)行。

(5)出篦冷機(jī)熟料溫度偏高，達(dá)到177℃，影響了篦冷機(jī)的熱回收效率，原因在于篦冷機(jī)的規(guī)格偏小，單位面積負(fù)荷高達(dá)49t/(d·m2)。

2.1 分解爐擴(kuò)容改造

在原有雙噴騰分解爐頂部新增加一段柱體，形成三噴騰分解爐，并將C5筒旋轉(zhuǎn)一定角度后，新增連接管道將其與分解爐出口連接，以增加分解爐爐容，延長(zhǎng)煤粉停留時(shí)間，提高煤粉燃盡率。增加三噴騰柱體和連接管道后，分解爐容積由848m3增加到1400m3。改造前后的分解爐的數(shù)值模擬研究如圖1所示，從溫度場(chǎng)可以看出，改造后的分解爐出口溫度較原先有明顯下降。

圖1 改造前后的分解爐的數(shù)值模擬研究

2.2 C1、C2、C3翻板閥更換

為降低系統(tǒng)內(nèi)漏風(fēng)、提高旋風(fēng)筒分離效率，將現(xiàn)有C1、C2、C3翻板閥更換為動(dòng)作靈活、鎖風(fēng)效果好的CKE型翻板閥，C4、C5翻板閥更換為C-KSV型翻板閥。

2.3 窯尾煙室擴(kuò)大、后窯口擴(kuò)徑及窯尾密封改造

原窯尾煙室通風(fēng)面積僅7.09m2，面積較少，風(fēng)速較快，窯系統(tǒng)阻力較大；原窯尾密封使用時(shí)間較長(zhǎng)，窯尾密封存在縫隙較大和漏風(fēng)冒灰現(xiàn)象，并使窯尾廢氣量增加。改造后斜坡與拱頂?shù)拇怪本嚯x為2.38m，回轉(zhuǎn)窯后窯口直徑3.65m，有效通風(fēng)面積達(dá)到8.5m2以上。改造后將喂料舌頭的包角增加到180°，適當(dāng)加長(zhǎng)煙室喂料舌頭長(zhǎng)度，對(duì)窯尾密封結(jié)構(gòu)整體更換，減少密封處的漏風(fēng)、漏料的可能性。

2.4 三次風(fēng)管進(jìn)風(fēng)及窯尾燃燒器

將三次風(fēng)管雙進(jìn)風(fēng)改為單進(jìn)風(fēng)，四個(gè)窯尾燃燒器角度分別旋轉(zhuǎn)45°，上部燃燒器上移，四級(jí)筒下料點(diǎn)移位，撒料箱使用原有撒料箱。

2.5 撒料裝置恢復(fù)更換及位置優(yōu)化

C1和C2撒料箱的位置下移，C2撒料箱改為角度可調(diào)式。

2.6 篦冷機(jī)改造

篦冷機(jī)改為CP公司的ETA10610四代機(jī)，有效冷卻面積由119.1m2提高到134.9m2。

改造前后篦冷機(jī)的主要參數(shù)如表4所示，從表中可以看出，二、三次風(fēng)溫都有不同程度的提高，出篦冷機(jī)的熟料溫度下降明顯，篦冷機(jī)的熱回收效率得到大幅度提升，這對(duì)降低燒成系統(tǒng)熱耗也起到非常重要的作用。

改造前后預(yù)熱器的主要參數(shù)如表5所示，從表中可以看出改造后生料喂料量增加了10t/h，預(yù)熱器的阻力從原先的5745Pa降低到5262Pa，下降約500Pa，分解爐出口溫度下降10℃，C5出口溫度下降明顯，分解爐的倒掛現(xiàn)象得到解決。預(yù)熱器的出口溫度下降了約30℃，燒成系統(tǒng)熱耗下降明顯，從原先的784.5×4.18kJ/kg降低到750×4.18kJ/kg，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標(biāo)。

改造完成后，工廠將根據(jù)后期熱工標(biāo)定結(jié)果指導(dǎo)并優(yōu)化操作，燒成系統(tǒng)煤耗仍有進(jìn)一步下降空間。

作者：程小兵，葛德貴

來(lái)源：《樅陽(yáng)海螺水泥股份有限公司》

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