預(yù)熱器框架工藝設(shè)計(jì)淺談

周 磊

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051)

預(yù)熱器框架工藝設(shè)計(jì)淺談

周 磊

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽合肥 230051)

新型干法水泥生產(chǎn)線預(yù)熱器框架是水泥煅燒系統(tǒng)中最核心的部分，其主要作用是加熱生料至1000℃左右，并使90%以上的生料分解。結(jié)構(gòu)上，預(yù)熱器框架包含預(yù)熱器旋風(fēng)筒、分解爐、鵝頸管、煙室和預(yù)熱器出口廢氣管道等部分。預(yù)熱器框架結(jié)構(gòu)龐大，高度超高，日產(chǎn)5000t規(guī)模含分解爐的五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器框架最高處高度超過110m，是水泥廠里最高的建筑。預(yù)熱器框架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝設(shè)計(jì)過程中需要考慮多方面的問題，本文和大家分享一些設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)和意見。

一、入窯提升機(jī)卸料處取消收塵器。

由于工藝布置原因，生料出入窯提升機(jī)后大多需要空氣斜槽倒運(yùn)進(jìn)預(yù)熱器。按照工藝設(shè)計(jì)要求，提升機(jī)卸料處和斜槽尾部都有揚(yáng)塵或尾風(fēng)，需要設(shè)置收塵裝置。

然而實(shí)際應(yīng)用中是否需要，我們可以進(jìn)行簡單的假定計(jì)算。以5000t/d水泥生產(chǎn)線為例，預(yù)熱器進(jìn)料點(diǎn)即2#旋風(fēng)筒上升管道處，工況風(fēng)量約86萬m3/h，負(fù)壓約4100Pa，生料進(jìn)料管道上設(shè)置回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥鎖風(fēng)。結(jié)合回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及實(shí)際使用情況考慮，漏風(fēng)系數(shù)取為1%，生料進(jìn)料管處漏風(fēng)量為：860000× 0.01=8600m3/h，超過了提升機(jī)和斜槽所需總收塵風(fēng)量。而且考慮到此處負(fù)壓較大，下料管卸料以及斜槽輸送生料時(shí)，由于設(shè)計(jì)考慮的富余量，設(shè)備橫截面不會(huì)全部被生料填滿，會(huì)留有一段空隙，此時(shí)正好形成一個(gè)負(fù)壓收塵通道，提升機(jī)卸料處揚(yáng)塵和斜槽鼓風(fēng)機(jī)的尾風(fēng)會(huì)連通一起進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)，因此，此處可不需設(shè)置收塵器。

實(shí)際應(yīng)用的幾十條水泥生產(chǎn)線在此處都取消了收塵器，實(shí)際反饋結(jié)果良好，未出現(xiàn)揚(yáng)塵或者向外冒灰的情況。

二、設(shè)備使用及維護(hù)方面的改進(jìn)

2.1提升機(jī)頭部檢修平臺(tái)改進(jìn)

提升機(jī)使用過程中，本體晃動(dòng)是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，入窯提升機(jī)高度100多米，其防晃問題更應(yīng)特別注意。針對(duì)入窯提升機(jī)，除了在其垂直方向每隔幾米按要求設(shè)置一圈防晃框架，我們對(duì)其頭部檢修平臺(tái)做了改進(jìn)。

提升機(jī)出廠時(shí)大多自帶頭部檢修平臺(tái)，該平臺(tái)一般支撐在提升機(jī)殼體上，如果提升機(jī)有晃動(dòng)，該平臺(tái)由于自重會(huì)擴(kuò)大這種晃動(dòng)。針對(duì)這種情況，我們決定取消提升機(jī)自帶的頭部檢修平臺(tái)，改用鋼平臺(tái)框架代替。鋼平臺(tái)框架高度和原提升機(jī)自帶頭部檢修平臺(tái)高度一致，這樣即滿足了檢修要求，同時(shí)又減輕了提升機(jī)頭部自重。鋼平臺(tái)框架頂層成為了提升機(jī)最上一層防晃框架，提升機(jī)頭輪距此平臺(tái)高度只有1.76m，提升機(jī)設(shè)計(jì)要求頭輪中心距最上一層防晃框架平臺(tái)高度不得超過4.5m，顯然此高度的降低對(duì)減少提升機(jī)晃動(dòng)更有利，示意圖如下：

實(shí)際使用中，此措施效果良好，提升機(jī)運(yùn)行平衡。

2.2 三通閥改進(jìn)

入窯提升機(jī)出口的生料通過三通閥分兩路，一路可進(jìn)入預(yù)熱器，一路可通過溜管返回生料均化庫，作為生料倒庫用。實(shí)際應(yīng)用中，三通閥切換至某一路時(shí)，可能存在另一路關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致漏料的問題，而且生料粉非常細(xì)，如果漏料則會(huì)更嚴(yán)重。如果三通閥切換至入窯，返回生料均化庫的溜管漏料，實(shí)際生料入窯量會(huì)少于生料庫底生料秤計(jì)量量，這將影響燒成操作，造成計(jì)量標(biāo)定不準(zhǔn)等嚴(yán)重問題。針對(duì)此問題，我們作了如下改進(jìn)：入窯提升機(jī)出料溜管做成三叉管，出料的兩路支管分別設(shè)置一臺(tái)電液動(dòng)閘板閥，三叉管一路出料時(shí)，另一路閘板閥關(guān)閉，生料會(huì)在閘板上形成一段料封，可完全解決三通閥帶來的漏料問題。三叉管斜管落料側(cè)做成階梯狀，端部焊接扁鋼，使每個(gè)階梯都形成料封，可有效減少生料對(duì)鋼溜管的磨損。示意圖如下：

三、安全規(guī)范及檢修要求

3.1安全通道要求

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2014》規(guī)定，預(yù)熱器框架的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類屬丁類，耐火等級(jí)為一級(jí)，規(guī)范要求此類建筑單層面積不大于400m2，且同一時(shí)間的作業(yè)人數(shù)不超過30人，可只設(shè)置1個(gè)安全出口。例如，5000t/d規(guī)模水泥生產(chǎn)線的預(yù)熱器框架，每層建筑面積為420m2，必須設(shè)置2個(gè)安全出口。

3.2檢修平臺(tái)設(shè)置

預(yù)熱器框架中需要檢修或者測量的部位非常多，每個(gè)測溫、測壓點(diǎn)、每個(gè)空氣炮處都需要設(shè)置檢修平臺(tái)，有些空氣炮懸空很高，設(shè)置檢修平臺(tái)時(shí)要綜合考慮樓梯通道。

旋風(fēng)筒和分解爐錐部設(shè)置的捅料孔，工人操作時(shí)，要持較長的捅料鋼管伸入捅料孔內(nèi)捅料，工人離捅料孔要保持一定安全距離，防止捅料孔內(nèi)可能濺出的高溫物料造成燙傷。工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮在捅料孔方向預(yù)留足夠的空間，以免捅料鋼管無法伸展。煙室處捅料平臺(tái)不靠近預(yù)熱器框架支撐平臺(tái)，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)，煙室處溫度是預(yù)熱器框架中最高的，此處捅料檢修平臺(tái)要足夠大，預(yù)留工人躲避或逃生的空間。

四、其他需要注意的問題

預(yù)熱器出口廢氣降溫大多通過增濕塔或者增濕管道降溫，增濕管道由于投資較省，目前使用更廣泛。使用增濕管道降溫時(shí)，需保證增濕管道內(nèi)噴槍距底部灰斗有足夠長的距離，使噴槍噴出的水霧有足夠的擴(kuò)散空間，否則容易造成霧化不夠，廢氣內(nèi)煙塵顆粒遇水沉降造成增濕管道底部濕底。

作為應(yīng)急措施，在預(yù)熱器出口管道上設(shè)置冷風(fēng)閥，冷風(fēng)閥風(fēng)管不可朝向預(yù)熱器框架平臺(tái)，因?yàn)樵撎庁?fù)壓較高，約5000Pa，工人靠近時(shí)有被吸入的危險(xiǎn)，同時(shí)，冷風(fēng)閥風(fēng)管端部要加防護(hù)鋼網(wǎng)罩。

水泥生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)，余熱發(fā)電系統(tǒng)可能不同時(shí)建設(shè)，但是工藝設(shè)計(jì)時(shí)要考慮后續(xù)建設(shè)余熱發(fā)電的可能性，預(yù)留余熱發(fā)電的位置并且考慮相關(guān)荷載。建設(shè)余熱發(fā)電時(shí)，會(huì)在預(yù)熱器出口廢氣管道上增加高溫電動(dòng)百葉閥，連接至余熱發(fā)電的廢氣管道通常也鋼性連接在預(yù)熱器出口廢氣管道上，設(shè)計(jì)廢氣管道支撐時(shí)，要考慮這些后期可能增加的荷載。

TQ172

B

1007-6344（2017）05-0010-01