第三代預(yù)分解系統(tǒng)在華潤(rùn)水泥（南寧）的應(yīng)用

　　1、概述

　　天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱天津院有限公司）在工程實(shí)踐、試驗(yàn)及理論研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)已投產(chǎn)的大量5000t/d生產(chǎn)線的預(yù)分解系統(tǒng)進(jìn)行了歸納總結(jié)和不斷的優(yōu)化改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了新型第三代5000t/d預(yù)分解系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已應(yīng)用于我公司—華潤(rùn)水泥（南寧）有限公司（以下簡(jiǎn)稱華潤(rùn)南寧）1號(hào)生產(chǎn)線并于2007年12月26日點(diǎn)火投產(chǎn)運(yùn)行，該系統(tǒng)投產(chǎn)之日即已實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)的要求，通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行表明，該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是成功的，技術(shù)是可靠的。現(xiàn)將天津院有限公司第三代預(yù)分解系統(tǒng)在我公司的投產(chǎn)運(yùn)行狀況作一介紹。

　　2、第三代預(yù)分解系統(tǒng)技術(shù)方案簡(jiǎn)介

　　本文筆者之一曾撰文對(duì)第三代預(yù)分解系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹[1]，現(xiàn)在此簡(jiǎn)要?dú)w納介紹如下： 

　　2.1. 預(yù)熱器

　　預(yù)熱器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要考慮提高其換熱效果，降低系統(tǒng)阻力。并使系統(tǒng)布置更為合理。有關(guān)措施分別如下： 

　　通過(guò)采用結(jié)構(gòu)型式合理的撒料裝置（圖1），提高物料在風(fēng)管中的分散度，從而提高換熱效果；通過(guò)適當(dāng)提高風(fēng)管風(fēng)速（17~19m/s）來(lái)提高預(yù)熱器系統(tǒng)的換熱效果同時(shí)系統(tǒng)阻力增加很少。

圖1 撒料盒結(jié)構(gòu)示意圖 

理論研究表明[2]，提高旋風(fēng)筒分離效率可有效提高預(yù)熱器系統(tǒng)換熱效果，通過(guò)理論研究及實(shí)踐的總結(jié)，天津院有限公司采用分離效率高、結(jié)構(gòu)型式合理270°大蝸殼型式（圖2）的旋風(fēng)筒，研究顯示其分離效率（圖3）較高。數(shù)值模擬研究CFD計(jì)算結(jié)果表明，該旋風(fēng)筒C1分離效率可達(dá)94～96%，其它各級(jí)～90%，較第二代（分離效率C193～95%，其它～88%）有一定幅度的提高，而預(yù)熱器系統(tǒng)阻力相當(dāng)。

圖2 旋風(fēng)筒示意圖

圖3   旋風(fēng)筒分離效率

  2)通過(guò)采用結(jié)構(gòu)合理的二心大蝸殼型旋風(fēng)筒、合理設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)口及適當(dāng)合理的降低筒內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)速度、合理設(shè)計(jì)內(nèi)筒直徑，適當(dāng)降低旋風(fēng)筒出口風(fēng)速，縮短氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)的無(wú)效行程等措施來(lái)有效降低預(yù)熱器系統(tǒng)阻力。

　　2.2. 分解爐

　　第三代預(yù)分解系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)一個(gè)主要的思路是提高分解爐對(duì)各種煤質(zhì)的適應(yīng)性，第三代預(yù)分解系統(tǒng)采用的分解爐型式為三噴騰型TTF分解爐，結(jié)構(gòu)示意于圖4，其工藝特點(diǎn)如下：

圖4 分解爐示意圖

　　三噴騰效應(yīng)：TTF爐固氣停留時(shí)間比（tm/tg=4.8）大，爐流場(chǎng)大大優(yōu)化，物料停留時(shí)間長(zhǎng)，有利于煤粉的充分燃燒及生料充分分解；喂料方式：上下料點(diǎn)合理分料，分解爐中部局部溫度可達(dá)～1300℃，可大幅提高煤粉燃燒效果，高溫區(qū)間設(shè)計(jì)～1.5s，可保證劣質(zhì)煤及無(wú)煙煤的充分燃燒；物料置于三次風(fēng)正上方，可充分分散，分解爐物料分布均勻，流場(chǎng)更合理，同時(shí)可減少錐部塌料，分解爐的壓損可大幅減少，系統(tǒng)阻力相應(yīng)降低；喂煤方式：?jiǎn)瓮ǖ缹?duì)稱四點(diǎn)噴入，優(yōu)化分解爐溫度場(chǎng)。

　　3、第三代預(yù)分解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況

　　華潤(rùn)水泥（南寧）有限公司是華潤(rùn)水泥控股公司旗下的一個(gè)水泥生產(chǎn)基地，地處廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)雙定鎮(zhèn)，該基地計(jì)劃建設(shè)兩條日產(chǎn)5000噸水泥熟料的新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，現(xiàn)一期工程于2007年12月26日點(diǎn)火投產(chǎn)，二期工程正在施工建設(shè)。華潤(rùn)南寧公司一期工程燒成系統(tǒng)（配置見(jiàn)表1）為天津院有限公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)窯尾采用天津院新開(kāi)發(fā)的第三代預(yù)分解系統(tǒng)，生產(chǎn)線于2007年12月31日投料，當(dāng)日即生產(chǎn)合格熟料，2008年1月4日凌晨6：00開(kāi)始達(dá)標(biāo)考核，2008年1月7日凌晨實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)（回轉(zhuǎn)窯72h平均產(chǎn)量為5183t），達(dá)標(biāo)后系統(tǒng)一直在較高產(chǎn)量下穩(wěn)定運(yùn)行，天津院有限公司曾派人對(duì)該廠的生產(chǎn)操作進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，并對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試以為實(shí)際操作運(yùn)行提供依據(jù)，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，現(xiàn)將生產(chǎn)運(yùn)行情況介紹如下：

表1  燒成系統(tǒng)配置表 

　　第三代預(yù)分解系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行后，天津院有限公司技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè)，在投料量為360t/h（本生產(chǎn)線窯灰完全入窯，按料耗比1.56 kg生料/kg熟料考慮，產(chǎn)量在5538t/d），燒成系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)實(shí)測(cè)見(jiàn)表2，典型操作畫(huà)面見(jiàn)圖5。

表2a  預(yù)分解系統(tǒng)操作參數(shù)測(cè)定結(jié)果 

表2b  預(yù)分解系統(tǒng)氣體分析結(jié)果 

　　從實(shí)測(cè)結(jié)果及操作分析，本預(yù)分解系統(tǒng)在煅燒揮發(fā)分Vad為6~8%，熱值為20000~22000kJ的無(wú)煙煤時(shí)能達(dá)到很好的運(yùn)行效果，生產(chǎn)期間，分解爐及煙室?guī)缀鯖](méi)有結(jié)皮情況發(fā)生。從氣體分析結(jié)果可知，本系統(tǒng)拉風(fēng)稍偏大，如控制預(yù)熱器出口O2含量在1~3%的話，則預(yù)熱器出口溫度及壓力還會(huì)更低。

　　4、小結(jié)

　　通過(guò)華潤(rùn)水泥（南寧）有限公司1號(hào)生產(chǎn)線的穩(wěn)定投產(chǎn)運(yùn)行證明天津院有限公司開(kāi)發(fā)的第三代預(yù)分解系統(tǒng)是成功的，從其運(yùn)行指標(biāo)及運(yùn)行可靠性分析，其技術(shù)是成熟可靠的，相信通過(guò)華潤(rùn)南寧公司一段時(shí)間的運(yùn)行之后，工廠會(huì)進(jìn)一步掌握系統(tǒng)特點(diǎn)，在該基地2號(hào)生產(chǎn)線上，第三代預(yù)分解系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮其更好的技術(shù)特點(diǎn)，從而對(duì)降低系統(tǒng)熱耗及電耗十分有利，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能減排將會(huì)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

　　參考資料
　　[1]：陶從喜等. “第三代5500 t/d預(yù)分解系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用” 水泥技術(shù) 2007，3 
　　[2]：徐德龍. “水泥懸浮預(yù)熱分解技術(shù)理論與實(shí)踐” 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社