改進(jìn)篦冷機(jī)系統(tǒng)熱回收效率 提高余熱發(fā)電量

周文良

（四川嘉華企業(yè)〈集團(tuán)〉股份有限公司，樂山市614003）

我公司有一條由南京院設(shè)計(jì)的2500t/d熟料生產(chǎn)線，建廠時(shí)只預(yù)留了篦冷機(jī)的余熱發(fā)電接口，并沒有配套建設(shè)余熱發(fā)電。2011年3月與一企業(yè)簽訂了4.5MW純低溫余熱發(fā)電總包合同。該項(xiàng)目于2012年5月投產(chǎn)，經(jīng)過調(diào)試改造，余熱發(fā)電指標(biāo)達(dá)到了合同要求。

1 提高余熱發(fā)電的常用措施

余熱發(fā)電利用的熱源分窯頭和窯尾兩部分。窯尾部分氣體量和氣體溫度比較穩(wěn)定，很少由于窯尾的原因造成余熱發(fā)電的波動(dòng)。窯頭部分由于受回轉(zhuǎn)窯煅燒、三次風(fēng)閥開度、篦冷機(jī)操作、煤磨取風(fēng)、窯頭余風(fēng)的排放等多重因素的影響，氣體量和氣體溫度波動(dòng)要大得多。

余熱發(fā)電量的高低主要受回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的廢氣量、廢氣溫度的影響。提高余熱發(fā)電量主要應(yīng)從提高廢氣溫度和提高用于余熱發(fā)電的廢氣量入手。所以，要提高AQC鍋爐蒸汽量，一方面要改善篦冷機(jī)的冷卻效果，提高篦冷機(jī)的熱回收效率；另一方面要合理利用篦冷機(jī)回收的熱量。我們針對(duì)影響窯頭AQC鍋爐蒸汽量的幾個(gè)問題進(jìn)行了處理，提高了余熱發(fā)電量。

2 原工藝系統(tǒng)基本情況

篦冷機(jī)的性能參數(shù)見表1；篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)性能參數(shù)見表2。

表1 篦冷機(jī)性能參數(shù)

表2 篦冷機(jī)一室冷卻風(fēng)機(jī)性能參數(shù)

3 窯頭余熱發(fā)電的影響因素與解決措施

3.1 篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓?jiǎn)栴}

工廠投產(chǎn)后，二次風(fēng)溫長(zhǎng)期徘徊在1050℃左右，出篦冷機(jī)的熟料溫度在160℃以上，二次風(fēng)溫同國(guó)內(nèi)同規(guī)模生產(chǎn)線相比要低100℃。篦冷機(jī)“堆雪人”頻繁，平均一個(gè)月要發(fā)生一次。根據(jù)中控顯示：篦冷機(jī)入口階梯梁風(fēng)機(jī)和最前端固定梁風(fēng)機(jī)，都是在風(fēng)門全開的情況下，電機(jī)電流卻只達(dá)到額定電流的65%。冷卻風(fēng)機(jī)鼓入的風(fēng)量明顯偏小，初步認(rèn)為“堆雪人”是篦冷機(jī)入口的階梯梁風(fēng)機(jī)和前排的充氣梁風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓偏小，不能及時(shí)冷卻篦冷機(jī)入口的熟料所致。

篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)的改造及效果：針對(duì)篦冷機(jī)前端冷卻差的問題，我們對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造，將篦冷機(jī)入口原來的階梯梁風(fēng)機(jī)改作篦冷機(jī)最前排的充氣梁風(fēng)機(jī)，重新購(gòu)買階梯梁風(fēng)機(jī)。改造后的冷卻風(fēng)機(jī)性能見表3。

表3 改造后的風(fēng)機(jī)性能參數(shù)

剛改造過的5704A、5704B風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開到70%時(shí)，電機(jī)電流就已達(dá)到額定電流，冷卻風(fēng)機(jī)鼓入的風(fēng)量增加明顯。后來將5704A、5704B的電機(jī)功率從55kW改為75kW并加裝了變頻器，在風(fēng)機(jī)風(fēng)門全開的情況下，電機(jī)電流穩(wěn)定在122A。

經(jīng)過對(duì)冷卻風(fēng)機(jī)的改造，篦冷機(jī)的冷卻效果大為改善：入窯二次風(fēng)溫能長(zhǎng)期維持在1150℃以上，出篦冷機(jī)的熟料溫度長(zhǎng)期在130℃以下，熟料熱回收效果提高明顯，篦冷機(jī)“堆雪人”的情況未再發(fā)生。

3.2 篦冷機(jī)擋墻和取風(fēng)口的問題

由于公司生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)并未同期配套建設(shè)余熱發(fā)電項(xiàng)目，篦冷機(jī)余熱利用主要考慮的是二、三次風(fēng)溫。由于篦冷機(jī)排出的過剩風(fēng)量較大，排風(fēng)口的位置只要不影響回轉(zhuǎn)窯的二、三次風(fēng)就可以。未建余熱發(fā)電時(shí)篦冷機(jī)擋墻和取風(fēng)口的位置見圖1。

圖1 改造前的篦冷機(jī)擋墻和取風(fēng)口的位置

新上余熱發(fā)電項(xiàng)目后，篦冷機(jī)的余熱就需要合理充分的運(yùn)用，原來篦冷機(jī)不利于利用的部分就需要改掉。舊的篦冷機(jī)擋墻主要作用是將回轉(zhuǎn)窯用風(fēng)和過剩風(fēng)分隔，而余熱發(fā)電投運(yùn)后，擋墻的主要作用就變成將回轉(zhuǎn)窯用風(fēng)和余熱發(fā)電用風(fēng)、過剩風(fēng)分隔開來。擋墻的位置就需要改到過剩風(fēng)的排風(fēng)口附近。

原篦冷機(jī)的煤磨取風(fēng)口在篦冷機(jī)的一段，取風(fēng)口溫度一般在380～420℃，而我公司入磨氣體溫度達(dá)到250℃時(shí)，就可滿足煤粉烘干的需要，所以煤磨入口的冷風(fēng)閥長(zhǎng)期處在40%的開度，造成高溫氣體的浪費(fèi)，而且由于冷風(fēng)閥長(zhǎng)期處于較大開度，造成整個(gè)系統(tǒng)的電耗偏高。煤磨取風(fēng)口與處在一、二段之間的余熱發(fā)電取風(fēng)口位置過近，也不利于余熱發(fā)電的抽風(fēng)。

擋墻和取風(fēng)口的改造：篦冷機(jī)擋墻位置由一段改到二段。煤磨取風(fēng)口由原來的在余熱發(fā)電取風(fēng)口之前改到余熱發(fā)電的取風(fēng)口之后并靠近改后的篦冷機(jī)擋墻。改造后的擋墻和取風(fēng)口的位置見圖2。

圖2 改造后的擋墻和取風(fēng)口的位置

改造后，煤磨入口的熱風(fēng)基本都在260～300℃之間，入口熱風(fēng)閥基本處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)總的電耗降低了，提高了余熱發(fā)電量。

4 生產(chǎn)操作上的調(diào)整

4.1 一段篦床操作的調(diào)整

原來的篦冷機(jī)一段采用的是長(zhǎng)行程低頻率的操作，行程：110～120mm；頻率：8～10次/分鐘；后來改為短行程高頻率的操作：一段行程：85～90mm；頻率：10～12次/分鐘。

4.2 余熱發(fā)電操作參數(shù)的調(diào)整

在余熱發(fā)電投產(chǎn)后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，窯頭AQC余熱鍋爐入口負(fù)壓都保持在-300Pa左右。窯頭余熱發(fā)電量低，除了與廢氣溫度有關(guān)外，更與入余熱鍋爐的廢氣量有很大關(guān)系。后將余熱鍋爐入口負(fù)壓調(diào)整到-500Pa，較大地增加了入窯頭鍋爐的廢氣量。

5 余熱發(fā)電量的變化

通過對(duì)篦冷機(jī)的一系列改造及生產(chǎn)操作參數(shù)的調(diào)整，公司余熱發(fā)電量逐月上升，2013年各月噸熟料余熱發(fā)電量情況見表4。

表4 2013年各月噸熟料發(fā)電量