某公司#2生產線海拔1223m，于2002年設計，2004年建成投產。該生產線燒成系統采用了天津院設計的帶TDF在線分解爐的雙系列五級旋風預熱器、ф4.0m×60m回轉窯、第三代篦式冷卻機等設備。投產十多年來，經過一系列的改進完善和優化操作，熟料產量能長期穩定在2300～2400t/d，生產也基本正常，但系統能耗偏高，單位熟料綜合電耗約78kWh/t，單位熟料綜合熱耗約3396～3425kJ/kg，不能滿足行業能耗標準要求。因此，對該生產線實施技術改造，從而達到節能降耗、穩定運行的目的。

該生產線預熱、預分解系統采用了帶在線分解爐的雙系列五級預熱器。燃料采用煙煤，其月平均工業分析數據見表1。

表1 煤的工業分析

經過多次現場調研，根據標定報告、中控操作記錄以及業主提供的生產數據，經過詳細核算，技改前該生產線各級旋風筒進口風速在17.8～20.87m/s，出口風速在11.2～17.65m/s。表觀截面風速在3.67～5.87m/s，各旋風筒壓力降在600～1400Pa。通過該結果，結合現場情況可以看出燒成系統存在以下主要問題：

(1)系統阻力大，特別是C1、C3、C4旋風筒等阻力偏大，導致系統電耗增加；

(2)C1、C2出口廢氣溫度偏高，不僅導致熱耗偏大，而且導致電耗偏高。

從現有的中控數據和實際生產運行中得到的數據來分析，C1、C2旋風筒出口溫度偏高，C1、C3～C5旋風筒進口理論風速較正常范圍偏高，C1、C3和C4這3個旋風筒阻力較大。因此，為滿足節能降耗的要求，需對影響系統性能的各個部位進行技術改造。

3.1 分解爐

分解爐規格為ф5.6m×17.35m，總有效容積～354.4m3。經過理論核算，技改前其本體截面風速為8.91m/s，氣體總停留時間～1.95S。由此可看出，現有分解爐的爐容小、氣體停留時間較短，但從現場運行情況來看，C5旋風筒未出現溫度倒掛現象，且入窯分解率為93％左右，能滿足生產要求，但考慮到煤的內水較大，且滿足日后進一步提產的需要，可適當降低分解爐出口氣體的溫度。此次改造擬增加分解爐出風管，增加分解爐爐容，增強分解爐及系統的穩定性對原燃料的適應性。

為盡量減小土建的改造工作量及節省改造時間，分解爐采用了多種靈活的布置方法，以保持窯尾結構框架各層平面的主梁及框架的斜撐均不改動。在原有分解爐基礎上增加鵝頸管，分解爐出口連接管道設計為方形管道，既保證風管截面積而又不影響框架主梁。增加部分的鵝頸管充分利用了原有的窯尾框架內部的有效空間，爐體全部布置于框架內部，并盡可能增加了分解爐的容積。技改后的分解爐爐容由原有的約354.4m3增加至554.8m3，氣體在爐內的停留時間由1.95S增加至3.05S。改造前后的分解爐結構見圖1。

圖1 改造前后的分解爐

3.2 煙室

原煙室和分解爐之間的縮口尺寸在2300t/d產能、單位熟料熱耗3425kJ/kg的情況下，該縮口處風速合適，此次改造該縮口不需調整。

原有煙室斜坡處通風面積偏小，且回轉窯尾端護板內徑偏小，縮口處風速偏大，為降低阻力，同時避免過多的料帶出回轉窯形成外循環，對煙室進行了整體更換，包括窯尾密封圈和回轉窯尾端護板。

3.3 三次風管

現有三次風管規格為ф2.3m，目前產量下，三次風管內風速約為26.6m/s，現三次風分兩路對沖入爐，阻力較大，且兩路三次風不平衡，導致爐內濃度場和溫度場不均勻。為降低阻力及改善爐內煤粉燃燒狀況，擬將三次風改為在分解爐錐部單股旋切入爐方式，同時更換三次風高溫閘板閥。根據改造后三次風管的位置，取消原窯尾燃燒器以及相應的一次風機及管路，重新調整分解爐主噴煤管的位置。

3.4 旋風筒及連接風管

保留原有預熱器框架不變，旋風筒及連接風管部分作如下改造：

(1)調整C1旋風筒的進口和內筒，并在C1旋風筒錐部增加尾渦穩定器，減少了尾渦導致的二次揚塵，既確保了較高的分離效率，又降低了阻力。

(2)增大C3、C4旋風筒進口面積，降低風速，減少阻力損失。

(3)配合C3、C4旋風筒改造，C5-C4、C4-C3風管彎頭處局部改造。

(4)因分解爐出口管道位置變動，C5旋風筒整體旋轉布置。

旋風筒進口改造后設計見圖2。

3.5 料管、翻板閥及撒料裝置

用新型擴散式撒料箱更換生料進口、C1～C4料管上原有的撒料箱。撒料裝置的結構設計上采用擴散式箱體，內加凸弧型多孔導料分布板，該種結構既具有防堵功能又可確保系統內物料分散的均勻性，有利于提高系統的換熱效率。

考慮到目前生產線下料管翻板閥使用時間較長，部分翻板閥漏風嚴重，本次改造擬更換C1～C5料管上的所有翻板閥，減少漏風，以提高旋風筒分離效率，從而降低系統阻力和熱耗。

從現場情況看，C3下料管布置不合理，需對C3下料管進行改造。另外，因為三次風的調整以及煙室的更換，C4和C5料管也需局部調整改造。

3.6 篦冷機改造

#2線現有冷卻機為第三代篦冷機，配置錘破，篦床采用機械傳動，篦床面積為61.2m2。生產線于2004年投入運行。此次技改，從降低電耗角度出發，僅對篦冷機F3～F6這4臺冷卻風機電機加變頻調速，其余未改造。

通過以上措施，技改前后的技術參數見表2。

表2 改造前后的技術參數

技改后該生產線已于2017年3月正式點火投產運行。經過一年多的運行，各項性能指標均達到了預期要求，技改效果顯著。

作者：盧仁紅

來源：《中國中材國際工程股份有限公司(南京)》

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