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YC-三級預熱器加豎煙道窯尾系統(tǒng)

2007-06-18 00:00  留言

我們對國內(nèi)日產(chǎn)熟料170～360t的立筒預熱器窯和旋風預熱器窯進行了調(diào)研，通過對其優(yōu)缺點進行分析，博采眾長，融合優(yōu)化，結合特種水泥生產(chǎn)、中空窯和立窯改造的特點，研制開發(fā)的YC-三級預熱器加豎煙道窯尾系統(tǒng)，于1996年10月在三門峽市建方水泥有限公司320t/d水泥生產(chǎn)線成功實施，經(jīng)過三年多的連續(xù)運轉，取得了顯著效果。

1　開發(fā)內(nèi)容

　　
1.1　豎煙道
　　

為了達到較高預熱效率和分解率，豎煙道設兩個縮口，使物料形成二次噴騰加紊流運動，增加滯留料量，延長物料在豎煙道的停留時間。窯尾高溫氣體在下縮口內(nèi)與物料混合形成一個強烈攪動的渦流區(qū)，使溫度能分布均勻，減少局部過熱，以防止結皮和堵塞。豎煙道結構見圖1。
　　

　　圖1　豎煙道結構

1.2　旋風預熱器
　　在多級旋風預熱器中，每級旋風預熱器由旋風筒、上升管道(風道)、下料系統(tǒng)(包括料管、鎖風閥、膨脹盒、溜子和撒料裝置)組成一個傳熱單元。見圖2。
　　

　　圖2　旋風預熱器的一個傳熱單元

1.2.1　旋風筒
　　

內(nèi)筒結構設計為扁內(nèi)筒，使旋風筒內(nèi)外筒之間形成一段狹窄通道，迫使氣流向下，減少粉塵向內(nèi)筒擴散，由于內(nèi)筒入口截面積擴大和氣體在內(nèi)筒旋轉圈數(shù)的減少，而起到減小阻力的作用。
　　

導流板與扁內(nèi)筒配合使用，可減少旋風筒入口處切向流與旋轉流因碰撞形成的渦流損失。氣流中的物料在分離后被強制向下運動，減少了向內(nèi)筒擴散，提高了收塵效果，其分離效率可達到90%～95%。
1.2.2　下料系統(tǒng)
　　

撒料板伸入風管的深度和高度對物料和氣體的熱交換的影響是不可忽視的，撒料板使物料在風管內(nèi)得到充分的分散，并撞擊打散小塊物料。
　　

膨脹盒的作用:(1)在旋風筒錐體等高的情況下可以增加錐度，減少物料的堵塞；(2)物料落入膨脹盒后在較大的切向速度作用下向邊壁運動，即使鎖風不好，也可以防止物料返回；(3)由于截面積的突然擴大，減小上竄風速，降低了對旋風筒收塵效果的影響。
　　

鎖風閥靈活與否直接影響到上一級旋風筒的分離效率。實踐證明:當閥板開度10%～20%時，旋風筒分離效率下降30%～50%，當閥板開度達到30%～50%時，其分離效率下降70%～90%。
　　

在預熱器系統(tǒng)內(nèi)容易發(fā)生堵塞結皮的地方，設有捅灰門和吹掃裝置，保證系統(tǒng)在不正常時，能迅速處理及時恢復正常生產(chǎn)。

2　應用情況

　　該窯尾系統(tǒng)是針對當?shù)劁X礬土資源豐富為生產(chǎn)特種水泥而開發(fā)設計的，既可生產(chǎn)硫鋁酸鹽系列特種水泥，也可生產(chǎn)普通水泥。燒成系統(tǒng)工藝流程見圖3，配套的主要設備見表1。

表1 燒成系統(tǒng)主要設備表

序號	名稱	規(guī)格型號	數(shù)量/臺
1	回轉窯	Φ2.8m×44m；斜度 3.5%；窯速 0.437～2.185r/min ；55kW	1
2	預熱器	三級旋風＋豎煙道；C1: 2-Φ2500mm；C2 :Φ3600mm；C3 :Φ3600mm；豎煙道: Φ2200mm	1
3	燃燒器	三通道噴煤管	1
4	增濕塔	Φ3.85m×35m；處理風量:120000m³/h	1
5	電除塵器	15/7.5/3×8/0.4	1
6	高溫風機	2070SI.BB24；全壓5500Pa；風量100000m³/h ；250kW	1
7	煤磨	Φ1.7m×2.5m；能力3t/h；95kW	1
8	單筒冷卻機	Φ2.8m×28m	1

　　圖3　燒成系統(tǒng)工藝流程圖
　　1.氣力提升泵；2.窯尾系統(tǒng)；3.回轉窯；4.單筒冷卻機；5.三風道噴煤管；6.高溫風機

　　該項目投產(chǎn)后，采用石灰石、砂巖、鐵粉及鋁質(zhì)校正原料鋁礬土4組分配料生產(chǎn)普通水泥。原料經(jīng)過預均化、配料、閉路粉磨、生料均化等措施，使入窯生料合格率達到85%以上，入窯生料及出窯熟料化學成分見表2。1997年5月我院對該生產(chǎn)線進行達標調(diào)試，對設備、自動化儀表進一步調(diào)試完善，并加強質(zhì)量和生產(chǎn)管理。5月12～19日窯系統(tǒng)連續(xù)運轉7d，投料168h，平均臺時產(chǎn)量14.1t/h，日產(chǎn)量338.4t/d，熟料平均標號58.4MPa，實現(xiàn)了調(diào)試達標。正常生產(chǎn)時熟料強度值見表3，預熱器的參數(shù)見表4。

表2 生料、熟料化學成分 (%)

	Loss	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	Σ	KH	SM	IM
生料	35.51	13.37	3.32	1.97	42.17	2.29	98.57	0.96	2.53	1.69
熟料	0.32	21.61	5.22	3.39	63.86	3.51	97.91	0.89	2.51	1.54

表3 熟料礦物成分及各齡期強度

C₃S	C₂S	C₃A	C₄AF	細度	比表面積 /(m²/kg)	凝結時間/(h:min)		抗折強度/MPa		抗壓強度/MPa
						初凝	終凝	3d	28d	3d	28d
54.45	19.89	8.08	10.31	5.0	303	1:52	2:50	5.5	8.6	31.1	58.4

表4 窯尾系統(tǒng)技術參數(shù)

指標	產(chǎn)量 /(t/d)	窯尾溫度 /℃	C3出口		C2出口		C1出口		C1出口含塵濃度/(g/m³)	熱耗 /(kJ/kg)	表觀分解率/%
指標	產(chǎn)量 /(t/d)	窯尾溫度 /℃	溫度/℃	壓力/Pa	溫度/℃	壓力/Pa	溫度/℃	壓力/Pa	C1出口含塵濃度/(g/m³)	熱耗 /(kJ/kg)	表觀分解率/%
設計值	320	950～1000	840	2130	690	3000	<380	4100	<70	<4100	50
標定值	339	960	815	2100	670	2820	364	3860	59.15	4073.7	52
正常生產(chǎn)期間	320	950±50	830±20	2100±100	680±20	2900±100	380±20	3900±100		4100±50	≥48

　　連續(xù)生產(chǎn)三年來，燒成系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定，鎖風閥動作靈活，豎煙道、旋風筒的參數(shù)等均達到了設計要求，但有時存在回轉窯后結圈及窯尾煙室結皮甚至堵塞現(xiàn)象，通過對結皮樣分析，硫含量高達14%，是造成結皮堵塞的主要原因，在生產(chǎn)中采用低硫煤并嚴格控制原料有害成分，使結圈結皮現(xiàn)象基本消除。經(jīng)過生產(chǎn)中不斷優(yōu)化調(diào)整，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，1998年全年熟料產(chǎn)量9.51萬t，水泥綜合電耗110kWh，熟料熱耗4105kJ/kg熟料，熟料平均標號57.3MPa，水泥出廠合格率和富余標號合格率均達100%。1999年5月，對燒成系統(tǒng)進行了熱工標定，其結果見表4。

3　結論

　　在日產(chǎn)熟料170～360t規(guī)模的預熱器窯中，三級筒加豎煙道構成2-1-1的組合方式，吸收了五級旋風預熱器和立筒預熱器的優(yōu)點，克服不足。該系統(tǒng)工藝簡單，性能可靠，對原料適應性強，不易堵塞，技術指標先進，建設投資低

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