2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線預(yù)熱器系統(tǒng)技術(shù)改造

陳廷偉，彭學(xué)平，臧建波，劉萬平，董蕊

1 項目概況

浙江長興某2 500t/d水泥熟料生產(chǎn)線位于浙江省湖州市長興縣煤山鎮(zhèn)，于2003年投產(chǎn)，窯尾使用的是帶TDF爐預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)，篦冷機(jī)機(jī)型為TC-1164三代推動式篦冷機(jī)。燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備參數(shù)

2 生產(chǎn)線運行現(xiàn)狀及運行中存在的問題

2.1 熟料全分析（見表2）

2.2 煤粉工業(yè)分析（見表3）

2.3 生產(chǎn)線存在的問題

改造前，熟料產(chǎn)量正常為3 000～3 100t/d，實物煤耗約145～146kg/t熟料。改造前現(xiàn)場中控畫面見圖1。

該生產(chǎn)線預(yù)熱器系統(tǒng)主要存在的問題如下：

（1）燒成系統(tǒng)煤耗偏高；

（2）系統(tǒng)阻力偏大。

表2 熟料全分析，%

表3 煤粉工業(yè)分析

3 標(biāo)定結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

燒成窯尾預(yù)分解系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)見表4。

從窯尾氣體成分可以看出，窯和分解爐內(nèi)煤粉燃燒情況不好，尤其是分解爐CO含量很高，系統(tǒng)阻力也偏高。

表4 燒成窯尾預(yù)分解系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)

4 改造方案

4.1 改造目標(biāo)

根據(jù)生產(chǎn)線統(tǒng)計數(shù)據(jù)、采樣分析結(jié)果及現(xiàn)場測試參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場運行情況，在現(xiàn)有原、燃料情況下，確定以下改造目標(biāo)：

（1）在現(xiàn)有的原、燃料條件下，實物煤耗指標(biāo)降低3kg/t熟料；

（2）產(chǎn)量為3 100t/d時，預(yù)熱器壓損降低800Pa。

4.2 預(yù)熱器改造方案

4.2.1 旋風(fēng)筒

旋風(fēng)筒部分主要考慮降阻，通過增加進(jìn)風(fēng)口的面積來降低進(jìn)口風(fēng)速，從而降低旋風(fēng)筒的阻力。實驗表明，在一定范圍內(nèi)進(jìn)口風(fēng)速對壓損的影響遠(yuǎn)大于對分離效率的影響，因此，在不顯著影響分離效率和在進(jìn)口不產(chǎn)生過多物料沉積的前提下，適當(dāng)擴(kuò)大旋風(fēng)筒的進(jìn)口面積、降低進(jìn)口風(fēng)速是有效的降阻措施。

圖1 改造前現(xiàn)場中控參數(shù)

從中控數(shù)據(jù)來看，各級旋風(fēng)筒阻力偏高。本次改造主要是通過增加進(jìn)風(fēng)口的面積、降低旋風(fēng)筒的進(jìn)口風(fēng)速，達(dá)到降低局部阻力的目的。同時，根據(jù)旋風(fēng)筒的加高情況，相應(yīng)改造各級風(fēng)管風(fēng)口、調(diào)整內(nèi)筒的插入深度。

實施《數(shù)據(jù)庫維護(hù)與編程》課程的混合式教學(xué)，可以充分利用學(xué)校提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺網(wǎng)站和優(yōu)慕課App，根據(jù)教學(xué)模式設(shè)計相應(yīng)的方案。具體方案設(shè)計如下：

4.2.2 撒料裝置

風(fēng)管中換熱以對流換熱為主，而對流換熱的速率主要取決于生料分散的程度，管道中物料的分散效果主要靠撒料裝置來實現(xiàn)。本次改造中，調(diào)整了料管布置，并更換了各級撒料裝置，選用了新型高效撒料盒，通過以上改造，可取得良好的換熱效果，降低預(yù)熱器出口溫度。

新型撒料裝置具有以下優(yōu)點：

（1）撒料角度及撒料板的長度更合理，撒料板上不宜產(chǎn)生積料。

（2）新型撒料裝置能夠改變來自旋風(fēng)筒下料管的物料的分散程度，盡量促使進(jìn)入風(fēng)管內(nèi)的物料呈現(xiàn)料幕，易被氣流吹散并帶上，在懸浮狀態(tài)下充分進(jìn)行氣料之間的熱交換；

圖2 調(diào)整煙室縮口尺寸

（3）新型撒料裝置結(jié)構(gòu)簡單，不易損壞。

現(xiàn)有窯尾煙室縮口尺寸為φ1.7m，需要加大窯尾煙室縮口尺寸，以降低系統(tǒng)阻力。煙室縮口尺寸調(diào)整見圖2。

4.2.4 分解爐

目前的分解爐已進(jìn)行過擴(kuò)容改造，分解爐有效容積有所增加，但爐內(nèi)依然存在嚴(yán)重的不完全燃燒現(xiàn)象。受窯尾框架結(jié)構(gòu)的限制，分解爐已無法再繼續(xù)加高擴(kuò)容。

煤粉燃燒不好與分解爐噴煤管的安裝位置、角度和插入深度以及風(fēng)、煤、料的配合有關(guān)。本次改造重新調(diào)整了噴煤管位置和角度，同時取消了窯尾燃燒器的一次風(fēng)機(jī)，減少冷風(fēng)的摻入，降低熱耗。C4下料管改為上、下兩點分料，可以靈活控制分解爐主燃區(qū)溫度，達(dá)到了使主燃區(qū)溫度盡可能高的目的，能大幅提高煤粉燃燒速率，充分利用現(xiàn)有有限爐容。

重新制作三次風(fēng)管進(jìn)分解爐部分，使三次風(fēng)進(jìn)分解爐的方式更加合理。

圖3 改造后中控現(xiàn)場畫面

表5 技改前后主要參數(shù)對比表

表6 經(jīng)濟(jì)效益情況

5 改造效果

該2 500t/d水泥熟料生產(chǎn)線實施預(yù)熱器系統(tǒng)技術(shù)改造后，整體運行狀況良好，實物煤耗下降3kg/t熟料，在熟料產(chǎn)量提高了150～250t/d的情況下，預(yù)熱器系統(tǒng)壓損大幅下降了1 605Pa，C1出口負(fù)壓在4 200Pa左右，達(dá)到了非常先進(jìn)的壓損水平。改造后現(xiàn)場中控畫面見圖3，技改前后主要參數(shù)對比見表5。

按照每年生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)300d，平均熟料產(chǎn)量3 200t/d，原煤價格700元/t，電均價0.5元/kWh，熟料利潤50元/t，核算項目年產(chǎn)生效益，經(jīng)濟(jì)效益情況見表6。

此技改項目改動較小，效果明顯，其成功實施為其他存在同樣問題的水泥生產(chǎn)線提供了很好的示范作用。