水泥熟料線燒成系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)的研究與應(yīng)用

李樂意

（安徽海螺水泥股份有限公司 安徽 蕪湖241000）

0 引言

中國水泥生產(chǎn)主要消耗的燃料為煤，位列工業(yè)用煤的第三位；同時設(shè)備運(yùn)行時將帶來大量的電耗[1-2]；生產(chǎn)線污染物的排放問題一直也是水泥行業(yè)的研究重點(diǎn)。隨著水泥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，水泥裝備的更新，工藝技術(shù)的改善，新材料的使用，一些較老生產(chǎn)線的技術(shù)指標(biāo)與新線相比具有較大差距，已經(jīng)不能滿足智能化、高能效、低排放的目標(biāo)。就某5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線綜合節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目進(jìn)行對比，分析評價技改前后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)施效果。

1 水泥熟料生產(chǎn)線運(yùn)行現(xiàn)狀

技改前為了充分了解某5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行情況，對正常運(yùn)行時該生產(chǎn)線的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)研分析，具體指標(biāo)如表1所示。

表1 改造前生產(chǎn)線各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

調(diào)研結(jié)果顯示該生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)過程中噸熟料標(biāo)煤耗約為108kg/t.cl，熟料綜合電耗為56kwh/t.cl左右，綜合能耗較高。為進(jìn)一步降低生產(chǎn)線煤耗和電耗等技術(shù)指標(biāo)，需對該生產(chǎn)線進(jìn)行針對性綜合節(jié)能技術(shù)改造。主要改造包括粉磨系統(tǒng)、窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)以及回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。

2 綜合節(jié)能技改措施

通過對該生產(chǎn)線運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)研，分析發(fā)現(xiàn)目前該生產(chǎn)線主要存在預(yù)熱器出口溫度高，負(fù)壓大，各級旋風(fēng)筒之間溫差較大，窯尾預(yù)熱器出口C1匯總處至高溫風(fēng)機(jī)段管道壓損接近1 300Pa，燒成系統(tǒng)表面散熱損失較高，生料制備電耗和熟料綜合電耗偏高等問題。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題，針對性提出技改方案，本項(xiàng)目主要從節(jié)煤和節(jié)電兩個角度進(jìn)行技術(shù)改造。

針對預(yù)熱器出口溫度高，負(fù)壓大和各級旋風(fēng)筒之間溫差較大的問題，可結(jié)合預(yù)熱器系統(tǒng)規(guī)格參數(shù)對旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口和蝸殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部改造，換熱管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及下料點(diǎn)的重新布置等，以達(dá)到降低系統(tǒng)熱耗的目標(biāo)；結(jié)合目前分解爐爐容較小的問題，可將分解爐擴(kuò)容至2 400 m3左右，延長氣體在爐內(nèi)停留時間，增加分解爐的預(yù)分解能力，配套優(yōu)化3次風(fēng)管入爐位置、噴煤點(diǎn)和C4下料管設(shè)計(jì)，使煤粉得到充分燃燒，進(jìn)一步降低系統(tǒng)熱耗；同時通過優(yōu)化預(yù)熱器C1出口至高溫風(fēng)機(jī)段管道設(shè)計(jì)，降低該段管道壓損以節(jié)省電耗；對于生料制備電耗偏高的問題可采取將生料立磨改為輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，進(jìn)一步降低生料制備電耗。

3 綜合節(jié)能技改前后效果對比

通過以上節(jié)煤和節(jié)電技改措施，對試運(yùn)行生產(chǎn)線進(jìn)行跟蹤調(diào)試并檢測各項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)實(shí)施效果，結(jié)果表明生產(chǎn)線技改效果明顯，各項(xiàng)指標(biāo)均得到改善提升，改造前后生產(chǎn)線各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對比如表2，具體指標(biāo)數(shù)據(jù)分析如下：

表2 改造前后生產(chǎn)線各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對比

3.1 燒成系統(tǒng)熱耗降低

（1）技改后燒成系統(tǒng)熱耗由改造前756 kcal/kg.cl降低為690 kcal/kg.cl左右，標(biāo)煤耗由108 kg/t.cl降低為99 kg/t.cl左右，熱耗較改造前降低了8%左右。

（2）技改后預(yù)熱器出口溫度和壓力均降低，溫度降低20℃左右，預(yù)熱器出口負(fù)壓降低500Pa左右。

（3）使用新型耐火材料后預(yù)熱器系統(tǒng)（含C1～C5旋風(fēng)筒及連接風(fēng)管、分解爐及延伸管、窯尾煙室、三次風(fēng)管、C1～C5下料溜管、窯頭罩等）表面散熱大幅降低。最高溫差約為80℃，平均溫差在30℃左右，燒成系統(tǒng)表面散熱降低為62 kcal/t.cl左右，較技改前72 kcal/t.cl降低了10kcal/t.cl左右。燒成系統(tǒng)熱工設(shè)備殼體技改前后溫度對比如圖1所示。

圖1 燒成系統(tǒng)熱工設(shè)備殼體技改前后溫度對比圖

3.2 燒成系統(tǒng)電耗降低

技改后生料制備電耗由17 kwh/t.cl降低為14kwh/t.cl，降低了3kwh/t.cl；熟料綜合電耗小于48kwh/t.cl，降低了8kwh/t.cl左右，技改后電耗降低效果顯著。

4 結(jié)語

通過對該項(xiàng)目采用節(jié)煤和節(jié)電的綜合節(jié)能技改措施，生產(chǎn)線的熱耗指標(biāo)和電耗指標(biāo)均得到一定程度的改善，技改效果總結(jié)如下：

（1）熱耗指標(biāo)降低：技改后預(yù)熱器出口溫度降低了20℃左右；燒成系統(tǒng)表面散熱量約降低10kcal/t.cl；燒成系統(tǒng)總熱耗較改造前降低了8%左右。

（2）電耗指標(biāo)降低：技改后生料制備電耗降低了3kwh/t.cl；熟料綜合電耗降低了8kwh/t.cl左右。