5000t/d水泥窯系統(tǒng)節(jié)能降耗改造

(吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院， 吉林 長(zhǎng)春 130062)

某水泥廠有已運(yùn)行七年之久的水泥窯，由于當(dāng)?shù)靥幱?400m的海拔高度上，所以在熟料生產(chǎn)上生產(chǎn)能力只能維持在4700t/b的水平。其中水泥窯系統(tǒng)的主機(jī)裝置主要有：窯頭燃燒器、一次風(fēng)機(jī)、頭排風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、窯尾預(yù)熱器、窯尾高溫風(fēng)機(jī)以及風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、分解爐用燃燒器、篦式冷卻機(jī)。文章以此為例對(duì)水泥窯系統(tǒng)能節(jié)能降耗改造進(jìn)行具體的分析。

1 改造前存在的主要問(wèn)題分析

一是，喂料不穩(wěn)問(wèn)題。正常情況下水泥窯的喂料量處于每小時(shí)395t的水平，在此情況下，空載電流為120A、入窯斗提的平均電流處于235A至245A的范圍內(nèi)，電流波動(dòng)最大程度處于±15A的水平，從而導(dǎo)致喂料波動(dòng)出現(xiàn)了60t/h的差距。喂料不穩(wěn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致窯系統(tǒng)的煅燒出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。經(jīng)過(guò)配件更換以及增加沖板流量計(jì)也未徹底改善此問(wèn)題[1]。

二是，喂煤不穩(wěn)問(wèn)題。此案例中窯系統(tǒng)的的喂煤精度較差，主要是由于轉(zhuǎn)子秤不穩(wěn)造成的運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)故障，同時(shí)，喂煤管道因內(nèi)徑尺寸設(shè)計(jì)問(wèn)題，存在脈沖現(xiàn)象，在進(jìn)行送煤過(guò)程中存在煤粉沉積的問(wèn)題，在運(yùn)行過(guò)程中需要通過(guò)送煤風(fēng)機(jī)的配合才能完成生產(chǎn)，所以造成了電力能源浪費(fèi)。

三是，分解爐熱工不穩(wěn)問(wèn)題。由于喂料與喂煤都存在不穩(wěn)定的問(wèn)題，從而影響了分解爐內(nèi)部燃料燃燒情況，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溫度不能處于穩(wěn)定狀態(tài)，溫差甚至超過(guò)了10℃的范圍，而且溫度波動(dòng)的頻率十分頻繁，平均三個(gè)多小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一次，嚴(yán)重的影響了煅燒質(zhì)量；并且燃料燃燒不完整的情況嚴(yán)重影響了能源的利用率；再加上溫度不穩(wěn)定工作人員需要頻繁進(jìn)行調(diào)試，增加了人工工作量[2]。

四是，預(yù)熱器撒料存在問(wèn)題。此窯系統(tǒng)中使用的是圖 1所示結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器，這種預(yù)熱器的東西兩側(cè)溫度持續(xù)處于不平衡的狀態(tài)下，所以因溫度存在較大差異，筒壓也出現(xiàn)差別，當(dāng)預(yù)熱器hld＜0.7、（h＋s）/d＜1.5的情況下，預(yù)熱器發(fā)生短路的幾率較高。所以預(yù)熱器不合理嚴(yán)重影響了其撒料效果。

圖1

五是，預(yù)熱器下料管管徑小，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞問(wèn)題。窯系統(tǒng)煅燒材料中含有大量的堿，預(yù)熱器的很多下料管都需要頻繁結(jié)皮才能完成，但一些下料管因過(guò)于頻繁操作，出現(xiàn)了結(jié)皮垮落的情況，而且有些下料管的管徑要明顯小于其它部位的下料管，這樣導(dǎo)致厚結(jié)皮無(wú)法正常順暢的通過(guò)，從而出現(xiàn)了下料管堵塞的問(wèn)題。此水泥廠每年處理下料管堵塞問(wèn)題的頻率是每月1.5次，這也成為該廠生產(chǎn)工藝管理以及生產(chǎn)效率控制的主要難題[3]。

六是，冷卻機(jī)效果不明顯問(wèn)題。此水泥廠使用的是篦式冷卻機(jī)，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)主要問(wèn)題：一是，進(jìn)行熟料急冷時(shí)效果差。冷卻機(jī)高溫段穩(wěn)流閥部位設(shè)置了諸多彈簧，一旦彈簧出現(xiàn)失靈的問(wèn)題，自動(dòng)進(jìn)行分風(fēng)的功能就無(wú)法發(fā)揮作用，從而導(dǎo)致風(fēng)量較小，智能對(duì)薄料的表層進(jìn)行處理，無(wú)法把風(fēng)送到需要的地方。而從監(jiān)控中可以看到，固定段內(nèi)冷卻中存在明顯的吹透問(wèn)題，從而無(wú)法有效進(jìn)行溫度控制，這樣溫度持續(xù)偏低會(huì)嚴(yán)重影響煅燒質(zhì)量。二是，風(fēng)室配置存在不合理的問(wèn)題。冷卻機(jī)主要有六個(gè)風(fēng)室，其中四個(gè)風(fēng)室的面積過(guò)大，風(fēng)機(jī)之間也設(shè)置隔墻，無(wú)法保障鼓風(fēng)機(jī)的電流處于平衡狀態(tài)，同時(shí)也證明鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力存在很大的差別；在這樣的情況下，風(fēng)室的不嚴(yán)密，無(wú)法保障冷卻空氣作用到熟料層[4]。三是，驅(qū)動(dòng)程序中液壓缸過(guò)小，當(dāng)料層過(guò)厚時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)崩管等問(wèn)題，所以生產(chǎn)過(guò)程中需要調(diào)節(jié)料層的厚度來(lái)完成施工。四是，冷卻過(guò)程中對(duì)熱回收效率過(guò)低，偶爾會(huì)出現(xiàn)紅料情況。

2 節(jié)能降耗改造的主要措施分析

解決喂煤不穩(wěn)問(wèn)題的措施：將原窯系統(tǒng)中使用的計(jì)量系統(tǒng)替代為轉(zhuǎn)子秤，重新進(jìn)行吸塵器型號(hào)選擇，并調(diào)整了吸塵器的吸塵位置，避免因憋風(fēng)問(wèn)題導(dǎo)致下料不暢通問(wèn)題的出現(xiàn)；并且通過(guò)使用轉(zhuǎn)子秤能夠提高計(jì)量的精準(zhǔn)性，降低漏風(fēng)的影響，保障下料的可靠、順暢進(jìn)行。

解決尾煤送煤過(guò)程中管道存在脈動(dòng)問(wèn)題的措施：縮小原有尾煤管道內(nèi)徑，調(diào)整為Φ273毫米。

解決喂料不穩(wěn)問(wèn)題的措施：將原窯系統(tǒng)中使用的DRW秤以及電控系統(tǒng)用TSLC生料秤進(jìn)行替代。

解決預(yù)熱器撒料效果差問(wèn)題的措施：針對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)中存在問(wèn)題的下料口，重新進(jìn)行分解爐改造，增加撒料盒的數(shù)量，并更改改料盒的形狀，從而避免表面撒料不均等問(wèn)題的出現(xiàn)。

解決下料管堵塞問(wèn)題的措施：針對(duì)預(yù)熱器下料管堵塞問(wèn)題，可將管徑下料管更換為管徑大的下料管。例如將內(nèi)徑擴(kuò)大到850毫米。

解決篦式冷卻機(jī)問(wèn)題的措施：一是，改造固定篦板，將原有的 5排延長(zhǎng)至 7排，從而要向破碎機(jī)方向移動(dòng)連桿裝置 800毫米，為兩排篦板提供位置，增加篦板后，原有的支撐、橫梁等裝置要重新進(jìn)行制作與安裝；并增加高壓風(fēng)箱的個(gè)數(shù)，遷移潤(rùn)滑油路管道；重新組合急冷單元、增加臺(tái)風(fēng)機(jī)數(shù)量，保障臺(tái)風(fēng)機(jī)作用的發(fā)揮；并更換葉輪，增加風(fēng)壓，提升急冷效果以及熱回收效率。二是，改造活動(dòng)床，為了保障風(fēng)機(jī)能夠單獨(dú)進(jìn)行供風(fēng)，應(yīng)增加風(fēng)室設(shè)置：加長(zhǎng)固定床，保障風(fēng)室之間有隔墻設(shè)施，并將單獨(dú)風(fēng)室劃分成兩個(gè)單獨(dú)的小風(fēng)室，保障能夠?qū)崿F(xiàn)每臺(tái)風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)。但由于風(fēng)室可以分割，液壓系統(tǒng)無(wú)法分割，所以必須更換葉輪。這樣能夠有效降低風(fēng)機(jī)的消耗能力。三是，拆除活動(dòng)床中間的分風(fēng)閥，以便減小成產(chǎn)過(guò)程中的阻力，同時(shí)要清洗并更換料層薄兩側(cè)的分風(fēng)閥，保障分風(fēng)功能正常進(jìn)行，避免系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)分風(fēng)功能失效的問(wèn)題，出現(xiàn)系統(tǒng)憋風(fēng)情況。四是，要確定合理的觀察位置，保障能夠檢測(cè)到篦式冷卻機(jī)側(cè)面的運(yùn)行情況，這樣能夠標(biāo)注出運(yùn)行的高溫位置，從而觀察料層厚度是否與冷卻機(jī)性能相符合，從而改造液壓系統(tǒng)，避免料層過(guò)厚影響冷卻機(jī)工作效果[5]。

除此之外，在工藝上完成節(jié)能降耗改造后，也要注意到工藝管理上存在的問(wèn)題，統(tǒng)一窯系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并嚴(yán)格按照參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備調(diào)試；通過(guò)強(qiáng)化監(jiān)督系統(tǒng)建設(shè)，嚴(yán)格管理工作人員的操作行為，并與隨意調(diào)試設(shè)備參數(shù)的工作人員要給予嚴(yán)厲的懲罰，從而保障節(jié)能降耗的有效落實(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著市場(chǎng)環(huán)境競(jìng)爭(zhēng)程度的越演愈烈，水泥工業(yè)也在不斷通過(guò)工藝、管理上的措施降低生產(chǎn)消耗，保障自身的利益的獲取。但由于水泥窯系統(tǒng)內(nèi)存在的問(wèn)題，嚴(yán)重的影響了生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)消耗，所以，文章以某水泥廠5000t/b水泥窯系統(tǒng)為例對(duì)節(jié)能降耗改造措施進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)樗喙I(yè)的發(fā)展與改造提供參考，從而促進(jìn)我國(guó)水泥工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

[1]張立華.5000t/d及 2500t/d生產(chǎn)線預(yù)熱器節(jié)能改造[J].中國(guó)水泥,2017,30(12):103.

[2]焦繼先,尚再國(guó),韓博文.5000t/d水泥窯系統(tǒng)節(jié)能降耗改造[J].水泥,2017,29(12):22-26.

[3]陳廷偉,劉勁松,鄧榮娟, 等.5000t/d生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)的節(jié)能改造[J].水泥,2014,22(11):39.

[4]尹號(hào),李堅(jiān).兩種水泥窯余熱鍋爐蒸汽利用技術(shù)的比對(duì)分析[J].四川水泥,2017,33(5):5,293.

[5]劉仁德.適用于 5000t/d預(yù)分解窯的節(jié)能煅燒技術(shù)改造[J].四川水泥,2013,21(1):102-109.