淺談熟料窯系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

趙繼華

中鋁山西分公司，山西 河津 043304

中鋁山西分公司140萬t生產(chǎn)系統(tǒng)熟料燒成工序是氧化鋁生產(chǎn)的核心工序，其能耗占燒結(jié)法生產(chǎn)總能耗2/3左右，因此，熟料燒結(jié)能耗的高低，對降低全廠生產(chǎn)成本具有重要意義。

一、存在問題

1.煤粉磨系統(tǒng)

(1)粗粉、細粉分離器效果差，漏風(fēng)嚴重。

(2)排粉風(fēng)機風(fēng)量一部分進入窯頭助燃，一部分進入磨機自循環(huán)，由于循環(huán)風(fēng)過大，造成煤粉煤粉粒度大且不均勻、水分含量高達3%以上。

(3)入磨熱風(fēng)的效率降低，環(huán)風(fēng)返回磨內(nèi)會降低入磨熱風(fēng)的效 率。

(4)原煤帶入的水份全部入窯，破壞了窯的熱工制度。原煤帶入的水約為8%～12%，降低系統(tǒng)制粉能力，導(dǎo)致細粉含水率升高，劣化了燃燒效果，消耗能源。

熟料窯煤粉制備落后的工藝技術(shù)（圖1），使制粉能力受到限制，磨煤成本高。

2.燃燒器技術(shù)落后

現(xiàn)使用單通道燃燒器一是噴出的煤粉不能完全燃燒。二是單通道噴咀風(fēng)量大，壓力低，形成的火焰形狀較差，至使窯內(nèi)熱力分布不均，操作控制精度差，極易產(chǎn)生偏燒和出“大蛋”現(xiàn)象，造成內(nèi)襯損壞，影響產(chǎn)量、質(zhì)量。三是單通道燃燒器用風(fēng)量大（約為25 000～30 000m3/h），增加了一次風(fēng)量，降低了燃燒風(fēng)溫度，導(dǎo)致二次風(fēng)量減少，熟料冷卻效果變差，出料溫度升高，熱損失增加。

3.熟料冷卻系統(tǒng)效果差

現(xiàn)使用單筒冷卻機靠自然通風(fēng)。這種自然通風(fēng)熱交換方式熱回收效率較低，熟料冷卻效果差，出冷卻器的熟料溫度往往超過200℃，熱損大，而且極易燒壞下道工序設(shè)備，還會造成二次風(fēng)溫偏低，熱利用效率低。

4.窯頭及窯尾密封技術(shù)落后

現(xiàn)有的密封系統(tǒng)密封漏風(fēng)嚴重，易損壞、壽命短，熱能流失，系統(tǒng)熱工制度受到破壞。

二、改進措施

針對目前影響窯的正常生產(chǎn)運行及提產(chǎn)降耗的主要問題，通過一系列的系統(tǒng)技術(shù)革新，配套大修一體化，多環(huán)節(jié)的技術(shù)優(yōu)化、全面的節(jié)能優(yōu)化升級（圖2），使分公司熟料窯生產(chǎn)技術(shù)指標達到同行業(yè)先進的水平。

圖1 現(xiàn)有煤粉制備工藝流程圖

圖2 窯系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用布置圖

1.煤粉制備新技術(shù)

主要是采用新型粗粉分離器、新型布袋收塵替代細粉分離器，實現(xiàn)細粉的高效分離，減少煤粉回頭，提高磨機產(chǎn)能。同時，制粉系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)改為開式風(fēng)路，一方面確保了煤粉烘干用風(fēng)的溫度，另一方面將烘干煤粉后含水的風(fēng)排到空氣中，避免了原煤中烘干的水份進入窯內(nèi)增加熱耗和破壞熱工制 度。

2.煤粉燃燒器

采用新型的四通道燃燒器，使煤的煤燼率提高，火焰溫度升高，火焰強度和長度靈活掌握，達到火焰的精確控制，可實現(xiàn)降耗和提產(chǎn)，并減少燒結(jié)過程的故障發(fā)生，提高內(nèi)襯壽命。燃燒器及配套供風(fēng)系統(tǒng)需要進行配套更新。

3.降低熟料出料溫度

熟料出料溫度高，在熟料窯下料口與單冷機之間增加一級新型流態(tài)化床式冷卻設(shè)備，強化熟料降溫能力，兩種冷卻方式結(jié)合使用，回收熟料中的熱量，提高二次風(fēng)溫度，可改善煤粉的燃燒效果，節(jié)能降耗。同時，對單筒冷卻機內(nèi)揚料板換型，采用新型耐高溫、高效揚料板，進一步強化熟料冷卻效果，提高余熱利用。

4.增強密封

窯頭、窯尾、冷卻機連接部位，采用3層雙柔性復(fù)合密封，降低系統(tǒng)漏風(fēng)，對提產(chǎn)降耗、改善工況方面都有明顯效果。

三、結(jié)論

2013年公司實施了“熟料窯節(jié)能優(yōu)化技術(shù)開發(fā)”項目。熟料窯經(jīng)過系統(tǒng)技術(shù)革新，多環(huán)節(jié)的技術(shù)優(yōu)化、節(jié)能優(yōu)化升級，形成一套整體的新技術(shù)集成，產(chǎn)能由49.38t/h提高至55.4t/h，達到并超過54.32t/h目標值，燒成煤熟料單耗由256.33kg/t降低到224.32kg/t，達到230kg/t目標值。經(jīng)核算，年節(jié)電、節(jié)煤等產(chǎn)生的綜合效益約650萬元，通過項目的實施，實現(xiàn)熟料窯產(chǎn)能提高10%、能耗降低10%的雙10%目標，并逐步推廣應(yīng)用到6臺窯上，節(jié)能效果將非?？捎^。

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