華潤水泥封開一線窯提質(zhì)增效改造

趙純偉（華潤水泥（南寧）有限公司，廣西 南寧 530043）

1 技改前的基本情況

1.1 燒成系統(tǒng)的主機配置

在國家高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級的背景下，根據(jù)水泥控股窯系統(tǒng)提質(zhì)增效總體規(guī)劃，華潤水泥（封開）有限公司一線窯系統(tǒng)有提質(zhì)增效需求。該生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)的主機配置見表1。

1.2 技改前現(xiàn)狀及存在的問題

（1）生料喂料量不穩(wěn)定。窯尾生料喂料量上下波動50～60t/h，窯頭二次風(fēng)溫度較低，窯尾分解爐出口溫度較高，窯操作員需要不斷調(diào)整喂料量和喂煤量，操作難度大，從而導(dǎo)致熟料日產(chǎn)量波動頻繁。

（2）旋風(fēng)預(yù)熱器C1筒出口溫度偏高。C1筒出口廢氣溫度高，平均值達(dá)330℃；旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)阻力大，氣固物料分布不均衡，C1筒出口阻力達(dá)5 800～6000Pa，該值偏高；預(yù)熱器旋風(fēng)筒進口風(fēng)速偏大，說明分解爐內(nèi)燃料燃燒不充分，存在煤粉后燃燒現(xiàn)象；且C5A筒與C5B筒出口溫差較大，說明可能存在分解爐出口氣固料加入兩列旋風(fēng)筒分布不均衡的情況。

（3）篦冷機用風(fēng)量低。冷卻機入口風(fēng)量偏小，冷卻機熱回收效率低；出篦冷機熟料溫度為150～200℃，溫度偏高、熱效率偏低；三次風(fēng)溫標(biāo)定值為950℃，三次風(fēng)溫低。篦冷機風(fēng)機群運行狀況不良。通過標(biāo)定發(fā)現(xiàn)篦冷機風(fēng)機群，高壓風(fēng)機全開運行時，風(fēng)量較低，風(fēng)壓較低；中壓風(fēng)機在全開運行時，風(fēng)量也較低。

（4）窯的運轉(zhuǎn)率可以達(dá)到90%以上，但窯熱工制度波動較大，熟料產(chǎn)量在5876t/d左右徘徊；熟料3d強度平均30.2MPa，28d強度平均60.1MPa，和其他同類型企業(yè)比較仍需提高。

2 技術(shù)改造方案

2.1 改造目標(biāo)

（1）窯產(chǎn)量：≥6500t/d；（2）單位熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗：≤102kg/t；（3）電耗：降低1～2 kWh/t。

2.2 旋風(fēng)筒改造

（1）C1旋風(fēng)筒改造：C1旋風(fēng)筒A列、B列各向外側(cè)偏轉(zhuǎn)約1.56°，出口管道連接做相應(yīng)調(diào)整，C1出口管道Y型分叉管尺寸調(diào)整到2300mm3200mm，C1旋風(fēng)筒更換蝸殼結(jié)構(gòu)型式，C1內(nèi)筒直徑由2175mm調(diào)整到2300mm、插入深度增加到4650mm，進口面積增大，進口向外、向下擴展，相應(yīng)調(diào)整連接進風(fēng)管的接口（見圖1）。

圖1 旋風(fēng)筒改造示意圖

（2）C2-C5旋風(fēng)筒改造：C2-C5旋風(fēng)筒進口面積增大，進口向外、向下擴展，C5內(nèi)筒插入深度增加575mm，蝸殼部分做相應(yīng)擴大，相應(yīng)調(diào)整連接進風(fēng)管的接口。

2.3 撒料裝置改造

（1）生料喂料撒料裝置改造，更換入窯生料喂料撒料裝置，整體下移1611mm。下料管進行相應(yīng)的調(diào)整，撒料板角度調(diào)整到5°。

（2）C1-C3撒料裝置改造，更換C1-C3下料撒料裝置，C1撒料裝置整體下移956 mm，C2撒料裝置整體下移1298mm,C3撒料裝置整體下移1418mm，下料管進行相應(yīng)的調(diào)整，C1-C3下料撒料裝置撒料板角度調(diào)整到5°，優(yōu)化分料效果，提高換熱效率，降低出口溫度。

2.4 分解爐改造

現(xiàn)分解爐與C5采用圓形鵝頸管方式連接，截面風(fēng)速偏高，阻力偏大，充分利用原有的窯尾框架內(nèi)部的有效空間，主要對鵝頸管進行優(yōu)化，盡可能增加分解爐的容積，降低截面風(fēng)速，改善煤粉在爐內(nèi)的停留時間及燃燒。

增加分解爐主爐高度及管徑，鵝頸管上行管道直徑由Φ7 000 mm擴大到Φ7 800 mm（有效內(nèi)徑Φ 7 400mm），下行管道直徑保持Φ7000mm（有效內(nèi)徑Φ6 600mm），與下行管道接口調(diào)整成方形對接，分解爐3樓樓面下方位置增加中部縮口，縮口內(nèi)徑Φ 6 000mm（有效內(nèi)徑Φ5540mm），將原C4上部2個下料點提升到中部縮口上部，三次風(fēng)管新增空氣分級風(fēng)管，有效內(nèi)徑Φ1960mm，原三次風(fēng)管入爐段管徑內(nèi)徑縮小到Φ2100mm。

2.5 煙室改造

擴大煙室縮口尺寸，降低系統(tǒng)阻力，方形口擴大到2500mm×2500mm。拱頂至斜坡尺寸擴大，擴大到2500mm，增大縮口面積，在風(fēng)速不低于26m/s條件下增大窯內(nèi)通風(fēng)。

2.6 篦冷機改造

對四線篦冷機實施改造，提高熱回收效率。拆除原第三代NC42340篦冷機、離心風(fēng)機和破碎機等設(shè)備設(shè)施，在原土建基礎(chǔ)上改建、安裝第四代中置輥破篦冷機及其他設(shè)備設(shè)施。

3 改造效果

技改完成后燒成系統(tǒng)整體運行狀況良好，窯產(chǎn)和熱耗相對于改造前都有較大改善，從系統(tǒng)運行的各項參數(shù)來看，基本上達(dá)到了預(yù)期值。在系統(tǒng)運行穩(wěn)定之后，華潤水泥（封開）有限公司于2021年10月上旬邀請第三方對此項目進行了能效檢測。技改前后主要參數(shù)見表2。

表2 技改前后主要指標(biāo)對比表

華潤水泥（封開）有限公司改造后的6500t/d水泥熟料生產(chǎn)線熟料產(chǎn)量為6595t/d，熟料綜合煤耗為2 989.45kJ/kg（102.01kg/t），熟料燒成系統(tǒng)總效率為55.56%，系統(tǒng)燒成效率為59.79%，實現(xiàn)節(jié)能降耗。回轉(zhuǎn)窯斷面熱負(fù)荷2.59×107kJ/（m-2·h-1），回轉(zhuǎn)窯單位容積熱力強度1.92×105kJ/（m-3·h-1），預(yù)熱器出口廢氣溫度在345～350℃，負(fù)壓為-5.79kPa，預(yù)熱器A列出口風(fēng)量（標(biāo)況下，以下同）約為180000m3/h（工況約450000m3/h），廢氣含塵平均為 111.54/m3。預(yù)熱器B列出口風(fēng)量約為180000m3/h（工況約450000 m3/h），廢氣含塵平均為145.17g/m3。測試期間，測點氧含量波動范圍為0.90%～1.60%，該參數(shù)相對國內(nèi)其他同規(guī)模熟料生產(chǎn)線，為目前國內(nèi)正常水平。測試期間冷卻機單位面積產(chǎn)量1823.19kg/（m-2·h-1），測得的出冷卻機熟料溫度為92.3℃，噸熟料發(fā)電量32.10 kWh/t，篦冷機電耗為5.54 kWh/t。各項指標(biāo)符合預(yù)期。

4 結(jié)語

華潤水泥（封開）有限公司#1窯提質(zhì)增效改造項目在項目實施過程中，工程設(shè)計合理，主機選型滿足合同要求，施工及安裝質(zhì)量達(dá)到合同要求，主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)基本達(dá)到合同要求。封開公司#1窯提質(zhì)增效改造的項目響應(yīng)了國家對高耗能產(chǎn)業(yè)加強能量系統(tǒng)優(yōu)化、余熱余壓利用、污染物減排的工作要求，同時通過產(chǎn)量的提高和能耗的降低增加了利潤空間，提高了企業(yè)綜合競爭實力。