新型干法水泥生產(chǎn)線窯尾預(yù)熱器的改造

劉勁松，陳廷偉，馮長林

目前，國內(nèi)大多數(shù)水泥生產(chǎn)線都是在2005年之前設(shè)計的，這些生產(chǎn)線設(shè)計之初大多是建立在使用較好煤質(zhì)的情況下，如使用揮發(fā)分較高的高熱值煙煤。燒成系統(tǒng)整體設(shè)計上大多也都局限于此，故而燒成系統(tǒng)對于煤質(zhì)波動的適應(yīng)性較弱?，F(xiàn)在，由于燃料供應(yīng)變化或出于降低燃料成本的目的，越來越多的水泥生產(chǎn)企業(yè)開始使用煤質(zhì)較差的無煙煤，也稱低品質(zhì)煤，以降低生產(chǎn)成本。這種燃煤揮發(fā)分較低，不易燃燒，燃燒時間大大延長，導(dǎo)致燒成系統(tǒng)窯尾分解爐內(nèi)存在著后燃燒現(xiàn)象，預(yù)熱器系統(tǒng)一級出口溫度明顯升高，從而使得整個燒成系統(tǒng)熱耗增加。由于煤粉后燃，容易形成結(jié)皮、結(jié)焦，導(dǎo)致整個窯尾燒成系統(tǒng)的通風(fēng)面積變小，系統(tǒng)阻力增大，從而增加整個窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)的電耗。水泥生產(chǎn)企業(yè)要解決上述問題，對窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)進(jìn)行改造是十分必要的。

1 窯尾預(yù)熱器的改造方案

針對目前廣泛使用的窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)，主要通過增加分解爐爐容來增加燃料在分解爐內(nèi)燃燒的時間及物料在分解爐內(nèi)的停留時間，以利于煤粉的燃燒和生料的分解。

根據(jù)預(yù)熱器具體布置形式，以下三種方案可以實施：

（1）在分解爐兩缽爐體的基礎(chǔ)上再增加一缽，即通過增加爐體的方式來增加分解爐爐容。

圖1 方案一改造示意圖

圖2 方案二改造示意圖

圖3 方案三改造示意圖

（2）在分解爐與C5旋風(fēng)筒之間增加延伸管道，以增加分解爐爐容。

（3）在分解爐旁增加懸浮爐，通過管道將分解爐與懸浮爐連接，以此來增加分解爐爐容。

2 改造方案在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

目前，由中材裝備集團(tuán)有限公司熱工分公司實施的窯尾改造項目達(dá)幾十個，并取得了非常好的效果。不但成功提高了整個燒成系統(tǒng)對煤質(zhì)波動的適應(yīng)性，降低了整個燒成系統(tǒng)的煤耗和電耗，同時也為整個系統(tǒng)的提產(chǎn)奠定了一個良好的基礎(chǔ)。

2.1 華潤紅水河公司改造方案

廣西華潤紅水河水泥有限公司有一條由原天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司設(shè)計的2500t/d預(yù)分解窯新型干法水泥生產(chǎn)線，由于窯尾系統(tǒng)對煤質(zhì)的適應(yīng)性較差，煅燒較差的燃煤時，預(yù)熱器出口溫度較高，系統(tǒng)煤耗較高。為了節(jié)能降耗及使用無煙煤的需要，華潤紅水河公司委托中材裝備集團(tuán)有限公司對該生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，改造方案如下：

（1）將原撒料盒更換成由中材裝備集團(tuán)有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在風(fēng)管中的撒料效果，從而加強了風(fēng)管中氣固的換熱效果，降低了預(yù)熱器出口溫度。

（2）縮小并加長C1旋風(fēng)筒內(nèi)筒，進(jìn)一步提高其分離效率。對C2～C5旋風(fēng)筒的內(nèi)筒也進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，以提高整個窯尾預(yù)熱器系統(tǒng)的換熱效果。

（3）在原有窯尾塔架旁新增一臺帶流化床的懸浮預(yù)燃爐，通過上升管道與現(xiàn)有的TDF型分解爐連接組合，大大延長了氣體停留時間，增強了分解爐對煤質(zhì)的適應(yīng)性。

與改造前相比，系統(tǒng)改造完成后，不僅在使用低品質(zhì)的無煙煤的情況下能夠順利進(jìn)行生產(chǎn)，而且標(biāo)煤耗降低9kg/t熟料，電耗降低6kWh/t，熟料強度也有所提高。

2.2 中材亨達(dá)公司改造方案

中材亨達(dá)水泥有限公司一線是由原天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司設(shè)計的5000t/d預(yù)分解窯新型干法水泥生產(chǎn)線，由于這條生產(chǎn)線運行時間較長，很多設(shè)備出現(xiàn)了不同程度的老化、破損、運轉(zhuǎn)不靈等問題，導(dǎo)致該生產(chǎn)線煤耗、電耗偏高。為了降低煤耗和電耗，使系統(tǒng)運行正常，中材亨達(dá)水泥有限公司委托中材裝備集團(tuán)有限公司熱工分公司對該生產(chǎn)線窯尾系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，改造方案如下：

（1）將原撒料盒更換成由中材裝備集團(tuán)有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在風(fēng)管中的撒料效果，從而加強了風(fēng)管中氣固的換熱效果，降低了預(yù)熱器出口溫度。

（2）增大喂料室通風(fēng)口。增加C1～C5旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)面積，增加預(yù)熱器系統(tǒng)整體的通風(fēng)面積，使系統(tǒng)阻力整體降低。

（3）在原兩缽分解爐的基礎(chǔ)上，增加一缽，加大分解爐爐容。

與改造前相比，系統(tǒng)改造完成后，產(chǎn)量不僅大大提高，由原來不足5000t/d,提高到5500t/d以上，而且標(biāo)煤耗降低5kg/t熟料，電耗降低2kWh/t，熟料質(zhì)量也有所提高。