魯南水泥有限公司2000t/d分解爐預(yù)熱器系統(tǒng)改造

近年來，我院對多條600～2000t/d新型干法生產(chǎn)線進(jìn)行了不同程度的改造，均取得了明顯的效果。實(shí)踐證明，應(yīng)用現(xiàn)代窯外分解技術(shù)對早期的新型干法生產(chǎn)線進(jìn)行改造投資省，按新增產(chǎn)量計(jì)算投資費(fèi)用在200～300元/t；改造工期短，在充分地作好準(zhǔn)備工作的前提下，可利用工廠正常大修期間分階段完成，對生產(chǎn)的影響??；無須進(jìn)行生產(chǎn)培訓(xùn)，工廠都有多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，改造后很快就能適應(yīng)生產(chǎn)需要；增產(chǎn)、節(jié)能效果明顯，改造后短期內(nèi)即可達(dá)到目標(biāo)。
　　

近期我院對山東魯南水泥有限公司2條2000t/d生產(chǎn)線進(jìn)行全系統(tǒng)改造，總費(fèi)用為2500萬元。目前，2號窯燒成系統(tǒng)已基本改造完畢，達(dá)到了預(yù)期的目的，本文僅對燒成系統(tǒng)的改造進(jìn)行簡要介紹。

1　技改前的生產(chǎn)狀況

　　該公司2條生產(chǎn)線始建于1987年4月，1994年通過驗(yàn)收，1996年實(shí)現(xiàn)年達(dá)產(chǎn)，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率為82.46%，日產(chǎn)熟料4166t，年產(chǎn)熟料125.4萬t，超過了設(shè)計(jì)能力。近幾年生產(chǎn)基本正常，但熟料燒成熱耗高，水泥綜合電耗也高，生產(chǎn)成本居高不下。
1.1　燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備見表1

1.2　燒成系統(tǒng)主要存在問題
　　

1)窯尾為2-1-2-1布置的4級預(yù)熱器，且?guī)У蜏赜酂岚l(fā)電，C₁筒出口溫度高達(dá)400℃以上；旋風(fēng)筒結(jié)構(gòu)形式較老，系統(tǒng)阻力5500～6000Pa；
　　

2)系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)880r/min，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)量480000m³/h；
　　

3)入爐三次風(fēng)溫較低(650～700℃)，分解爐結(jié)構(gòu)不合理，爐容偏小，燃料在爐內(nèi)存在不完全燃燒的問題，入窯生料分解率85%～90%；
　　

4)冷卻機(jī)熱效率較低，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果僅達(dá)到48%，入庫熟料溫度高達(dá)150℃以上，尤其是夏季更影響水泥粉磨系統(tǒng)正常運(yùn)行；
　　

5)分解爐煤粉燃燒不完全，入窯后使窯內(nèi)液相量過早出現(xiàn)，加之熟料KH值偏低(0.85～0.88)，1450℃時(shí)液相量偏高(達(dá)26%)，使窯內(nèi)結(jié)蛋頻繁，熟料結(jié)粒不均齊，既影響窯的產(chǎn)量，也影響熟料質(zhì)量；
　　

6)高溫風(fēng)機(jī)(1600kW)等設(shè)備配套的電動機(jī)功率過大，入窯生料采用氣力輸送等，都增加了燒成系統(tǒng)電耗。

1.3　操作參數(shù)簡介
　　

中央控制室記錄的改造前2號窯運(yùn)行參數(shù)見表2～4。

2　改造方案

1)擴(kuò)大窯門罩，增加下料口截面使風(fēng)速由原來的10m/s降至5m/s，將三次風(fēng)由篦冷機(jī)改為從窯門罩側(cè)面抽取。
　　

2)將窯頭、窯尾均改為新式魚鱗片式密封，對各級旋風(fēng)預(yù)熱器下料翻板閥進(jìn)行改造和修復(fù)，以減少系統(tǒng)的漏風(fēng)。
　　

3)對窯尾煙室的斜坡和后窯圈進(jìn)行綜合改造，使斜坡處的截面風(fēng)速由原來的13m/s降至8.6m/s。
　　

4)經(jīng)計(jì)算提高產(chǎn)量后，各級旋風(fēng)筒的截面風(fēng)速在3.5～4.5m/s，尚在允許范圍內(nèi)。但上升管道內(nèi)風(fēng)速達(dá)到20.2～22.5m/s，已屬偏高，不利于系統(tǒng)阻力的降低。為此，采用新型耐熱保溫材料取代原有耐火材料，擴(kuò)大管內(nèi)有效內(nèi)經(jīng)，使風(fēng)速降低為18～19m/s，從而降低系統(tǒng)阻力。
　　

5)由于原分解爐總?cè)莘e較小，僅為340m³，煤粉燃燒時(shí)間不足，爐內(nèi)風(fēng)速偏高，流場不合理。根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，SC室基本保持不變，增加MC室寬度和改變斜坡尺寸，使總?cè)莘e擴(kuò)大至510m³，停留時(shí)間由原來的2.07s提高至3.93s，確保煤粉在爐內(nèi)的燃盡率和生料碳酸鈣的分解率。分解爐改造后結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　

　　圖1　分解爐擴(kuò)容示意圖
　　注:1.圖中粗實(shí)線部分為改造后形狀，雙點(diǎn)劃線部分為改造前形狀；
　　2.圖中尺寸均為有效尺寸

　　6)原篦冷機(jī)為復(fù)合式兩段篦床冷卻機(jī)(本項(xiàng)工作由設(shè)備制造廠家完成)，本次改造重點(diǎn)是采用控制流技術(shù)對第一段進(jìn)行改造。主要方案為:
　?、僭谑炝象E冷區(qū)和熱回收區(qū)(高溫區(qū))采用充氣梁篦板，其中前5排采用固定式充氣梁篦板，傾斜面15°，配備2臺高壓風(fēng)機(jī)和1臺平衡風(fēng)機(jī)；后續(xù)15排固定式充氣梁篦板與裝有高阻力、低漏料篦板的活動梁相間排列，傾斜3°，配備2臺高壓風(fēng)機(jī)和1臺中壓風(fēng)機(jī)。
　?、谠谥袦貐^(qū):考慮到熟料結(jié)粒不均，為提高冷卻效果，第一段篦床的21～28排全部改為高阻力、低漏料篦板，這有利于熟料的進(jìn)一步冷卻和熱回收。
　　③由于窯下料口區(qū)域的篦床采用固定式充氣梁篦板，出窯熟料易于堆積，即“堆雪人”，故在端部殼體上加裝了5個(gè)空氣炮，適時(shí)清理過多的積料，以保證篦冷機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
　?、芨脑炖鋮s機(jī)篦下鎖風(fēng)裝置。
　　7)改變配料方案，將熟料KH提高至0.89±0.01，減少液相量。
　　8)檢修回轉(zhuǎn)窯托輪和輪帶，將窯速提高至3.1r/min。
　　9)將窯尾生料氣力提升泵改為斗式提升機(jī)。

3　改造效果

　　綜合改造后從2001年4月28日開始點(diǎn)火烘窯，自5月4日7時(shí)生料喂料量提高到氣力泵所能達(dá)到的最高喂料量160t/h(折合熟料2330t/d)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)到5月13日7時(shí)，操作參數(shù)幾乎沒有變化。2001年7月，將入窯喂料系統(tǒng)由氣力輸送改造為斗式提升機(jī)輸送，生料喂料量在170t/h(折合熟料2470t/d)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，7月月平均臺時(shí)產(chǎn)量達(dá)96.3t/h，創(chuàng)歷史新高。改造后，窯內(nèi)煅燒壓力減輕，熟料結(jié)粒變小且均齊，系統(tǒng)產(chǎn)量明顯提高，而燃料用量增加的幅度較小，C₁出口溫度和高溫風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都有所下降，具體操作參數(shù)和改造目標(biāo)見表5～7。

　　2號窯系統(tǒng)改造收到了良好的效果，窯臺時(shí)產(chǎn)量由原來2080t/d提高到2470t/d；熟料質(zhì)量沒有下降，fCaO合格率月均96.3%，熟料強(qiáng)度月均53MPa(新標(biāo)準(zhǔn))；根據(jù)現(xiàn)場3d記錄測算，熟料燒成熱耗小于3340kJ/kg；由于沒有取得電耗測量數(shù)據(jù)，目前無法得知燒成分步電耗確切值，但由于系統(tǒng)改造后，系統(tǒng)裝機(jī)容量沒有增加，而熟料產(chǎn)量大幅提高，可以肯定單位熟料燒成電耗是降低的。

4　結(jié)語

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)10年前設(shè)計(jì)投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線已不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，通過技術(shù)改造有利于水泥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)質(zhì)量的提高。