關(guān)于新型干法熟料生產(chǎn)線高產(chǎn)低耗的技術(shù)探討
目前我國(guó)水泥產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)了16.5億噸,熟料9.6億噸。按照噸水泥耗電100kwh/t計(jì)算,每年就要耗電1650億度,按照噸熟料耗煤 115kgce/t計(jì)算,每年9.6億噸熟料耗煤1.105億噸標(biāo)煤。排出二氧化碳約2.92億噸。因此,中國(guó)的水泥企業(yè),在生產(chǎn)中每節(jié)約1kgce/t,就可以減少253.44萬(wàn)噸二氧化碳的排放。根據(jù)目前我國(guó)熟料生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行的情況,一般的生產(chǎn)線降低5kgce/t是非常有可能的。這樣,僅節(jié)煤一項(xiàng)全國(guó)可以減少1267.2萬(wàn)噸二氧化碳。按照每降低1kwh/t水泥,全國(guó)水泥可減少53.539萬(wàn)噸二氧化碳的排放。按照國(guó)內(nèi)平均水平和先進(jìn)水平的差距,降低10kwh/t是有可能的,這樣,全國(guó)水泥行業(yè)可減少535.39萬(wàn)噸二氧化碳的排放。
因此,水泥行業(yè)肩負(fù)著節(jié)能減排的重要任務(wù)。
目前,國(guó)內(nèi)建成正在生產(chǎn)的1000t/d---10000t/d的生產(chǎn)線全部都超過(guò)了設(shè)計(jì)產(chǎn)量10—15%。沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量的已經(jīng)很少見(jiàn)了。但是,很多生產(chǎn)線在產(chǎn)量提高的同時(shí),熱耗及電耗也在提高。這樣一來(lái),與節(jié)能減排的原則就不符合了。雖然這些生產(chǎn)線的產(chǎn)量都領(lǐng)先于國(guó)際比較先進(jìn)的水平。但是,這些生產(chǎn)線的電耗及熱耗對(duì)比國(guó)際先進(jìn)水平卻有很大的差距。
降低生產(chǎn)線的能耗,是每一個(gè)從事水泥生產(chǎn)的技術(shù)人員應(yīng)盡的責(zé)任。但是這卻是一個(gè)說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難的事情。
預(yù)分解技術(shù)是一項(xiàng)成熟的技術(shù),從70年代初研究成功并在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用以來(lái),其理論一直沒(méi)有改變。但是,從理論到實(shí)踐的設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)卻是以日新月異的速度快速發(fā)展著。
很多工廠的技術(shù)人員,對(duì)窯外分解技術(shù)都可以說(shuō)得頭頭是道,但是面對(duì)正常生產(chǎn)的燒成系統(tǒng),如何在已經(jīng)比較好的水平上再次提高它的技術(shù)水平,常常感到無(wú)從下手。的確是這樣。因?yàn)楣?jié)能降耗,是一個(gè)比較有技術(shù)含量的系統(tǒng)工程,首先是在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)上不但要做得到,而且要做細(xì)。其次是精細(xì)、正確、合理的操作,再就是原燃材料和配料的技術(shù)管理。如果不能將這些方面研究深透,并且很好的綜合應(yīng)用,這項(xiàng)工作就會(huì)無(wú)從下手。
我們?cè)趯?duì)國(guó)內(nèi)從1000t/d到5000t/d 的各種類(lèi)型分解爐的近百條生產(chǎn)線的研究分析發(fā)現(xiàn),大多數(shù)生產(chǎn)線存在以下幾個(gè)方面的共同現(xiàn)象:
1 一級(jí)旋風(fēng)筒的出口溫度高,一般都在330--360℃左右(如不超產(chǎn)會(huì)更高);
2 三次風(fēng)溫度在入分解爐進(jìn)口2000mm處的溫度,一般在950℃以下;
3 二次風(fēng)溫度在窯頭罩壓力為-30—50pa時(shí),大多數(shù)小余1150℃;
4 三次風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度,一般都在40—50%,全開(kāi)的基本沒(méi)有;
5 三次風(fēng)管兩端的溫度差在 200--350℃(窯頭罩到入分解爐進(jìn)口2000mm處)
6 分解爐出口溫度與一級(jí)旋風(fēng)筒的出口溫度之差大都在540℃以下。且每個(gè)預(yù)熱單元的溫度梯度也存在不合理之處;
7 篦冷機(jī)熟料溫度大都在 200℃左右;
8 熟料冷卻風(fēng)量大都在2.6Nm3/kg-cl。且余風(fēng)排放風(fēng)機(jī)開(kāi)度在50%以上;
9 入窯生料的率值合格率低,三率值合格率只有50%(三率值同時(shí)合格);
10 噴煤管的定位位置,大都在第四象限;(x,-y)
上述十種現(xiàn)象說(shuō)明了這些系統(tǒng)還有不足的地方。而造成這些現(xiàn)象的根本原因就是造成系統(tǒng)能耗高的主要因素。
上述這些問(wèn)題,細(xì)究起來(lái),都是由細(xì)節(jié)問(wèn)題導(dǎo)致的。在“細(xì)節(jié)決定成敗”的原則下,這些現(xiàn)象反映出了一個(gè)系統(tǒng)的真正的技術(shù)水平。
根據(jù)我們多年從事新型干法旋窯改造的經(jīng)驗(yàn),在對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行深入分析后還發(fā)現(xiàn):
目前正在使用的預(yù)熱器和分解爐,其規(guī)格都明顯的偏大;當(dāng)超過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí),C2—C5旋風(fēng)筒的截面風(fēng)速都只有5.5—6m/s ,分解爐內(nèi)氣流通過(guò)的時(shí)間都大于3s(只有D-D爐的通過(guò)時(shí)間短);
旋窯的生產(chǎn)能力大多數(shù)都沒(méi)有發(fā)揮到最高設(shè)計(jì)能力。都在平均設(shè)計(jì)水平;例如:2500t/d的線大都在 2800-2900t/d; 5000t/d的線大都在5800—5900t/d;
大多數(shù)生產(chǎn)線的篦冷機(jī)超產(chǎn)能力偏小。在超過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)量10%時(shí),熟料出料溫度都偏高到 200℃左右;篦冷機(jī)的篦床生產(chǎn)能力只有40—43t/m2d。
很多窯熟料質(zhì)量的波動(dòng)和入窯生料質(zhì)量波動(dòng)的波幅、頻率完全相同;
因此 對(duì)系統(tǒng)中窯、爐兩個(gè)系列重新進(jìn)行空氣、煙氣的平衡;
對(duì)關(guān)鍵工藝部位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化;
對(duì)關(guān)鍵工藝部位的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;
加強(qiáng)科學(xué)管理和優(yōu)化操作;
更換大推力剛性火焰燃燒器,再配合對(duì)應(yīng)的操作方法,可以解決上述各項(xiàng)問(wèn)題。
下面我們從系統(tǒng)分析的角度來(lái)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行論述:
如今的生產(chǎn)線,產(chǎn)量都比以前的高,熱耗也比以前的低。分析其主要原因,不僅僅是工藝設(shè)計(jì)水平高了,關(guān)鍵是與生產(chǎn)線配套的一些關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)水平提高了,
例如:旋風(fēng)筒特別是一級(jí)旋風(fēng)筒的設(shè)計(jì)技術(shù)
燃燒器的設(shè)計(jì)使用技術(shù)(各種適應(yīng)不同煤種的燃燒器和低一次風(fēng)的燃燒器。)
煤粉計(jì)量輸送設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)(各種轉(zhuǎn)子稱(chēng))
原料的預(yù)均化技術(shù)
生料均化庫(kù)技術(shù)
生料率值控制技術(shù)(不在是簡(jiǎn)單的控制氧化鈣和鐵,而是直接控制生熟料的率值變化)
篦冷機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)(使篦冷機(jī)的用風(fēng)量更少,單位產(chǎn)量達(dá)到50-55t/m2.d )篦床的料層更加均勻
自動(dòng)化控制技術(shù)的提高(減少了人的因素的影響,在各種情況下,穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn))
再就是操作技術(shù)水平的提高(這方面謝克平先生有比較全面地論述)特別是薄料快燒的操作,以前的窯轉(zhuǎn)到3.6 r p m就感覺(jué)很快了,但是現(xiàn)在的窯已經(jīng)到了4.8 r p m的窯速。已經(jīng)不感到奇怪了。因此窯速的提高,也是產(chǎn)量提高得一個(gè)重要因素;
將這些高性能的工藝裝備,優(yōu)化組合后,才能產(chǎn)生高性能的生產(chǎn)線。組合不好,也既工藝設(shè)計(jì)不好,參數(shù)匹配不好,系統(tǒng)將不能表現(xiàn)出優(yōu)良的工藝性能和技術(shù)水平來(lái)。
1 對(duì)系統(tǒng)節(jié)能降耗潛能的判斷
要想對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)性能進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),必須先對(duì)這些系統(tǒng)的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)分析和評(píng)價(jià),找出該部位目前在系統(tǒng)中的能力和發(fā)揮的作用,分析其對(duì)上下環(huán)節(jié)的影響力。也既是是起推進(jìn)的還是約束的作用,然后對(duì)癥下藥。各個(gè)采取措施,實(shí)現(xiàn)“1+1>2”實(shí)際效果;
1.1 回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力
對(duì)回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量的設(shè)計(jì),以前都是按照下表所提供的幾個(gè)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這些計(jì)算公式,是總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)外幾百臺(tái)正在運(yùn)行的旋窯的數(shù)據(jù),采用回歸法推導(dǎo)出來(lái)的,與實(shí)際情況相差不多??梢云鸬街笇?dǎo)設(shè)計(jì)的作用。但是這些公式在數(shù)據(jù)采集時(shí),沒(méi)有考慮到一些關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用的情況,比如煤粉稱(chēng)、燃燒器、分解爐的形式、規(guī)格等,也沒(méi)有考慮到窯與預(yù)熱器的匹配情況,因此,不但具有一定的局限性,也有可以發(fā)展的空間。
下面是以前常用的窯的產(chǎn)量的設(shè)計(jì)計(jì)算公式
式中:G——窯生產(chǎn)能力。t/h
L——窯長(zhǎng)度。m
Di、D——分別為窯襯磚內(nèi)徑及筒體內(nèi)徑。m
Vi——窯內(nèi)有效容積。m3
Di系按D-2δ計(jì)算,按經(jīng)驗(yàn),襯磚厚δ為:
當(dāng)D≤4m時(shí)δ=0.15m
4<D≤5m時(shí),δ=0.18m
5<D≤6m時(shí),δ=0.20m
D≥6m時(shí),δ=0.23m
按照這些公式,當(dāng)時(shí)常用的窯的產(chǎn)量為
1 Φ4.8*74m窯系統(tǒng)的產(chǎn)量在4400t/d
2 Φ4*60m窯的產(chǎn)量在2300t/d,
3 Φ3.3*50m窯的產(chǎn)量在1300t/d,
4 Φ3.2*52m窯的產(chǎn)量在1200t/d,
5 Φ3*45m窯的產(chǎn)量在800t/d,
這些產(chǎn)量,與現(xiàn)在相比已經(jīng)很落后了。因此,現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有人再用這些公式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì)了。
但是,對(duì)目前的窯為什么產(chǎn)量這么高,總的有個(gè)依據(jù)有個(gè)解釋。以前曾經(jīng)有專(zhuān)家提出過(guò)燒成帶截面熱負(fù)荷的理論,是將干法中空窯的燒成帶截面熱負(fù)荷與現(xiàn)在的預(yù)分解窯相比,認(rèn)為還有很大的提產(chǎn)空間。這樣比較不無(wú)道理。但是,不管前面的公式也好,燒成帶截面熱負(fù)荷也好,都沒(méi)有考慮到薄料快燒得因素和其他促進(jìn)的因素,也可以說(shuō)是單位時(shí)間轉(zhuǎn)速內(nèi)截面熱負(fù)荷的量。這樣一來(lái),在考慮了窯的轉(zhuǎn)速之后,很多依據(jù)又再次發(fā)生了變化。
按照以前的回轉(zhuǎn)窯最高轉(zhuǎn)速在3.2—3.6rpm的實(shí)際情況,暫不考慮煤粉稱(chēng)、燃燒器、分解爐的形式、規(guī)格入窯生料的合格率等因素后,修訂的公式基本可以解釋目前窯的產(chǎn)量的實(shí)際情況;
見(jiàn)下表:
5000t/d 4.8×74m窯
2500/d 4×60m窯
根據(jù)實(shí)際考察還發(fā)現(xiàn),如果入窯生料的合格率達(dá)到75%(三率值),窯的斜度在4%,轉(zhuǎn)速 4.0rpm以上,產(chǎn)量還會(huì)更高;
按照上述公式,其他窯型的產(chǎn)量(新設(shè)計(jì))
Φ3.5×56m窯的產(chǎn)量可以穩(wěn)定在1800-2000t/d
Φ3.3×50m窯的產(chǎn)量可以穩(wěn)定在1500--1800t/d
Φ3.2×52m窯的產(chǎn)量可以穩(wěn)定在1400--1700t/d
Φ3.0×45m窯的產(chǎn)量可以穩(wěn)定在1200-1400t/d
上述計(jì)算,不但可以說(shuō)明目前正在運(yùn)行的回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量為什么是這個(gè)水平,同時(shí)還可以看出,窯系統(tǒng)的潛力有多少,為挖掘窯的潛力找到依據(jù)。
當(dāng)然,僅僅窯的能力夠了是不行的,還有預(yù)熱器等其他設(shè)備的能力匹配才行。
1.2預(yù)熱器能力的分析
1.2.1 旋風(fēng)筒的能力
旋風(fēng)筒是組成窯尾預(yù)熱器的關(guān)鍵部件?,F(xiàn)在使用的預(yù)熱器,基本都是由五個(gè)旋風(fēng)筒和四個(gè)連接管道組成的。它的能力是從旋風(fēng)筒的直徑推算出其假想截面風(fēng)速來(lái)判斷的。在截面風(fēng)速的選擇上,手冊(cè)和教科書(shū)上都給出了很大的范圍,其跨度有2.8倍之多。選擇的風(fēng)速越小,旋風(fēng)筒的直徑越大,同時(shí)框架的尺寸亦大,投資越高。反之則旋風(fēng)筒的直徑小,投資少。
下表是對(duì)國(guó)內(nèi)早期的一些典型工廠的運(yùn)行情況進(jìn)行反求后的數(shù)據(jù)()
預(yù)分解窯旋風(fēng)筒假想截面風(fēng)速實(shí)測(cè)反求值(m/s)
從上述表中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),同等生產(chǎn)能力的預(yù)熱器,旋風(fēng)筒直徑相差很大,風(fēng)速的范圍可以從2.62—7.47 m/s的范圍內(nèi)選取,可以達(dá)到同樣的產(chǎn)量。但是,大直徑的旋風(fēng)筒有更多的潛力可以發(fā)揮;可是,卻有更多的散熱損失和熱耗。
所以,當(dāng)預(yù)熱器旋風(fēng)筒的假想街面風(fēng)速在7.47 m/s以下時(shí),預(yù)熱器就還有能力再次提高產(chǎn)量??!
1.2.2 連接管道的能力
預(yù)熱器是由旋風(fēng)筒和連接管道組成的。每個(gè)旋風(fēng)筒和連接管道組成了一個(gè)預(yù)熱單元。每個(gè)預(yù)熱單元的換預(yù)熱效率是不一樣的。在預(yù)熱器中80%的熱交換是在管道中進(jìn)行的。也即四個(gè)聯(lián)接管道平均各承擔(dān)了20%的熱交換(實(shí)際是不平均的)。但是,如果只有管道熱沒(méi)有旋風(fēng)筒,則其熱交換效率是不高的。
預(yù)分解窯預(yù)熱器各級(jí)管道風(fēng)速實(shí)測(cè)反求值
從上面表中幾個(gè)典型工廠的數(shù)據(jù)可以看出:連接管道的截面風(fēng)速,從9.93—26.83m/s 的都有,也就是說(shuō)直徑相差很大。但是不同截面風(fēng)速的連接管道,都能達(dá)到同樣的產(chǎn)量。特別是,當(dāng)連接管道的截面風(fēng)速比較高時(shí),熱空氣與落入管道得物料的相對(duì)速度也大,在逆流熱交換的過(guò)程中熱交換效率是高的,只有當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鳠峤粨Q時(shí)換熱時(shí)間會(huì)變短。而當(dāng)連接管道的截面風(fēng)速小時(shí),熱空氣與落入管道得物料的相對(duì)速度也小,在逆流熱交換的過(guò)程中熱交換效率低于風(fēng)速高時(shí)。但是,物料下落的距離要大(沒(méi)有撒料板時(shí)更明顯)只有當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鳠峤粨Q時(shí)換熱時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)。但是這種變長(zhǎng)的時(shí)間,可能對(duì)熱交換的作用已經(jīng)微乎其微了。所以說(shuō),熱連接管道的直徑(粗細(xì))既截面風(fēng)速也不是決定預(yù)熱器能力的主要參數(shù)。
因此,當(dāng)旋風(fēng)筒之間的連接管道截面風(fēng)速在26.83 m/s以下時(shí),預(yù)熱器就還有能力再次提高產(chǎn)量(高于這個(gè)風(fēng)速時(shí)也可行)!!
1.3 分解爐的能力
分解爐的能力是由下面三個(gè)因素決定的
1.3.1 分解爐的結(jié)構(gòu)
目前國(guó)內(nèi)常用的爐型有四種基本型的,這四種爐型都是在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)院所又進(jìn)行了開(kāi)發(fā)而形成的。
例如:對(duì)D—D型分解爐的改造形成的爐型
對(duì)RSP型分解爐的改造形成了的爐型
對(duì)N--SF型分解爐的改造形成的爐型
對(duì)SLC型分解爐的改造形成的爐型
這些爐型的開(kāi)發(fā),大都是增大了分解爐的容積(加鵝頸管),優(yōu)化了結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)氣流通過(guò)的時(shí)間和料氣停留時(shí)間比。保證煤粉的燃燒和生料的熱交換。
1.3.2 分解爐的燃燒器
分解爐的燃燒器也有幾種類(lèi)型,有直接噴嘴式的、有兩通道、三通道。有一根噴煤管、兩根噴煤管和三根噴煤管的。但是其安裝位置不同。不管有幾根噴煤管和安裝的位置的變化,都能實(shí)現(xiàn)煤粉的充分燃燒,保證分解爐溫度的有效穩(wěn)定控制。保證分解爐作為一個(gè)恒溫裝置的作用。改變噴煤管的參數(shù)和安裝位置,可以改善分解爐內(nèi)煤粉燃燒的狀態(tài),改善分解爐的性能。
1.3.3 分解爐的容積
目前正在運(yùn)行的采用不同類(lèi)型不同結(jié)構(gòu)的分解爐,在其規(guī)格尺寸和容積不一樣的情況下,都達(dá)到了同樣的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。
根據(jù)對(duì)比分析(見(jiàn)下表),各種不同形式的分解爐,由于采用的結(jié)構(gòu)不同,分解爐噴煤管的結(jié)構(gòu)不同和安裝位置不同,其容積生產(chǎn)能力,從175.66--346.5kg/m3/d,相差近一倍。同時(shí),內(nèi)部的截面風(fēng)速也從4.5-12m/s。而其基本部分都是圓柱體。其容積也相差近一倍。
因此,改變分解爐的尺寸,擴(kuò)大它的容積,可以改變分解爐的能力。優(yōu)化分解爐關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu),也可以提高分解爐的能力;
由于分解爐的結(jié)構(gòu)、燃燒器的結(jié)構(gòu)的差別,使不同類(lèi)型的分解爐在以下幾個(gè)方面有重要的不同性能:
1 在對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性上不一樣。有些對(duì)煤質(zhì)的小幅度變化不敏感,有些特別敏感;
2 對(duì)入窯生料的合格率的變化敏感性不一樣;
3不同的分解爐對(duì)燃燒用空氣量不一樣。分解爐內(nèi)煤粉燃燒所需要的過(guò)??諝庀禂?shù)從0.95—1.15。相差20%。因此直接影響窯尾高溫風(fēng)機(jī)的的配置。這樣一來(lái),出預(yù)熱器的廢氣量可以差12%。
在對(duì)回轉(zhuǎn)窯、預(yù)熱器、分解爐這幾項(xiàng)大的工藝裝備進(jìn)行完分析之后。我們可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和其他細(xì)節(jié)和設(shè)備進(jìn)行來(lái)分析,找出有潛力的地方。進(jìn)行優(yōu)化。使系統(tǒng)的技術(shù)性能升級(jí)到一個(gè)新的水平。
1.4 從系統(tǒng)的壓力溫度來(lái)分析
系統(tǒng)在運(yùn)行中的溫度和壓力,就是判斷系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的和是否存在問(wèn)題的主要依據(jù);對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,其實(shí)就是為了使系統(tǒng)能力提高后,參數(shù)更加正?;?。
1.4.1 下表是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)熱器的溫度和(壓力)的運(yùn)行參數(shù)
大家知道,窯尾預(yù)熱器是預(yù)分解系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。不同的預(yù)熱器,其壓力損失是不一樣的。也即阻力不一樣。但是,不同的預(yù)熱器,其熱交換效率卻基本差不多。這是因?yàn)槊恳慌_(tái)采用五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱的預(yù)熱器,一級(jí)旋風(fēng)筒的出口溫度都應(yīng)該低于320℃,而分解爐的出口溫度應(yīng)該控制在880±10℃。
所以,好的預(yù)熱器,在從分解爐里面出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)C5—C1這五個(gè)預(yù)熱單元,在將煙氣的熱量傳遞給生料,進(jìn)行熱交換后,它的溫度降應(yīng)該在560—570℃。C1出口的溫度應(yīng)該在320±10℃左右,并且越低越好。
所以,如果當(dāng)C1出口的溫度大于320℃,或是溫度降小于560—570℃,這個(gè)系統(tǒng)就有再次降低熱耗,提高產(chǎn)量的潛力。
1.4.2 窯尾煙室的溫度
所有的新型干法旋窯,窯尾煙室的溫度大都在1050℃。在實(shí)際運(yùn)行中很
多工廠控制的不一樣。當(dāng)控制的高的時(shí)候,大都是窯里面比較難燒,控制的低也能燒住,說(shuō)明料子好燒,但同時(shí)也說(shuō)明了窯頭噴煤管的性能有些問(wèn)題。因?yàn)槭炝系臒蓽囟入m然與配料有關(guān)系,但是相差不是很多。煙室控制的溫度高,就要增加用煤量,提高了熱耗。
因此 合理控制窯尾煙室的溫度,可以降低熱耗。
1.4.3 二次風(fēng)溫度
窯頭罩內(nèi)二次風(fēng)的溫度,表示了熟料冷卻的效果。二次風(fēng)溫度的高低不但影響煤粉的燃燒,而且還決定了窯頭和分解爐的用煤量,也即熱耗。
二次風(fēng)溫的高低和穩(wěn)定程度,一是由熟料冷卻機(jī)的性能;二是熟料燒成質(zhì)量及結(jié)粒大小,三是操作方法三方面決定的。
冷卻機(jī)的熱交換效率高,急冷效果好,熟料結(jié)粒均勻,料層厚度合適。二次風(fēng)溫就會(huì)高。并且會(huì)穩(wěn)定。
優(yōu)化篦冷機(jī)的結(jié)構(gòu),特別是改善落料端的急冷效果,會(huì)得到較高的二次風(fēng)溫;
1.4.4 三次風(fēng)溫度和風(fēng)量
三次風(fēng)是二次風(fēng)中的一部分。它的數(shù)量占到二次風(fēng)量的60%左右。是分解爐按照設(shè)計(jì)的工作原理進(jìn)行正常工作時(shí),必不可少的重要因素。它不但是爐內(nèi)煤粉燃燒的主要的空氣來(lái)源,更是分解爐內(nèi)形成一定的氣流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的主要作用力。當(dāng)三次風(fēng)不足時(shí),分解爐的性能不能達(dá)到設(shè)計(jì)的能力!
三次風(fēng)在進(jìn)入分解爐時(shí),能夠穩(wěn)定在950--1050℃,并保證有足夠的風(fēng)量時(shí),分解爐的用煤量就會(huì)大幅度下降,而且性能能夠發(fā)揮得更好;三次風(fēng)入爐時(shí)的溫度和實(shí)際風(fēng)量與三個(gè)方面有關(guān):
1 三次風(fēng)管的結(jié)構(gòu)、規(guī)格(包含三次風(fēng)管的閥門(mén));
2 窯尾煙室的結(jié)構(gòu)和尺寸;
3 窯頭噴煤管的性能和定位。
特別是當(dāng)噴煤管不好用或者是調(diào)整不好時(shí),三次風(fēng)的用量就會(huì)受影響!
1.5 噴煤管的定位坐標(biāo)
現(xiàn)在的生產(chǎn)線,基本都是使用的三通道或四通道噴煤管。少數(shù)工廠也有使用兩通道噴煤管。不管哪種噴煤管,按照多年以前的理論,噴煤管的火焰,如果是“活潑有力”,就說(shuō)明這個(gè)噴煤管是好的。同時(shí),使用這種噴煤管的時(shí)候,一般將其定位在以窯口中心線為原點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)系中的第四象限。
根據(jù)我們研究發(fā)現(xiàn),這種“活潑有力”火焰對(duì)于生料合格率高,喂料非常穩(wěn)定的窯況來(lái)說(shuō),在達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量的平均水平時(shí),是完全可以的。但是對(duì)于生料不穩(wěn)定(成分波動(dòng)、合格率低)或是有一定的有害元素在內(nèi)的窯況,就會(huì)在操作上很困難。在窯里面出現(xiàn)因?yàn)椴荒艽_定原因的長(zhǎng)圈的情況時(shí),就會(huì)處理時(shí)間很長(zhǎng);有時(shí)候要止料來(lái)操作;
噴煤管在使用時(shí),從DCS系統(tǒng)的顯示器上,不能看出火焰的燃燒溫度和火焰長(zhǎng)短。只能憑經(jīng)驗(yàn)從看火電視中觀察到火焰的大體溫度、形狀和燃燒時(shí)的火焰黑火頭的大體長(zhǎng)度。有經(jīng)驗(yàn)的操作員可以看出噴煤管火焰的強(qiáng)度及剛性;
因此,很多工廠,在窯內(nèi)經(jīng)常發(fā)生工藝事故時(shí)(如結(jié)圈、結(jié)蛋),很少有人能從噴煤管的火焰上,發(fā)現(xiàn)火焰導(dǎo)致的原因;
根據(jù)我們多年研究發(fā)現(xiàn),從噴煤管在使用時(shí)的定位坐標(biāo),可以判斷出噴煤管的性能以及噴煤管火焰調(diào)節(jié)的情況;一般情況下,如果只有將噴煤管調(diào)整到中心線在直角坐標(biāo)系的第四象限時(shí),熟料的燒成質(zhì)量和產(chǎn)量才能提高,說(shuō)明噴煤管的火焰力度不夠,剛性不足;
2 各種零部件對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的影響
系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí),是以改變目前的運(yùn)行參數(shù)和工況為目標(biāo)進(jìn)行的。因此,要掌握好哪些環(huán)節(jié)對(duì)參數(shù)的影響是主要的。圍繞著這些環(huán)節(jié)來(lái)做工作;
2.1 旋風(fēng)筒的鎖風(fēng)閥
鎖風(fēng)閥是旋風(fēng)筒的一個(gè)重要部件,它直接影響著旋風(fēng)筒的收塵效率。按照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),當(dāng)旋風(fēng)筒的漏風(fēng)增加1%時(shí),他的收塵效率就會(huì)降低5%。由此可以看出鎖風(fēng)閥的重要性。但是在預(yù)熱器中,C2—C5的收塵效率,都是要求不是很高的。唯獨(dú)C1旋風(fēng)筒,必須要有大于93%以上的收塵效率才行。
因此,在一級(jí)旋風(fēng)筒的結(jié)構(gòu),例如內(nèi)筒的直徑,插入深度,進(jìn)風(fēng)口的尺寸及形狀都已經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化的情況下,根據(jù)一級(jí)旋風(fēng)筒的工作壓力大(4500-6900Pa)一個(gè)鎖風(fēng)閥不容易鎖住風(fēng)的特點(diǎn),將鎖風(fēng)發(fā)由一個(gè)普通的單板鎖風(fēng)閥,改為兩個(gè)專(zhuān)用的微動(dòng)型雙板鎖風(fēng)閥,并且安裝在合適的位置,可以減少下料中鎖風(fēng)閥的漏風(fēng),提高和穩(wěn)定C1的收塵效率,降低一級(jí)旋風(fēng)筒的出口溫度;
同時(shí),由于每級(jí)下料管的角度不同,有傾斜的有垂直的,因此根據(jù)這些不同,采用“微動(dòng)型鎖風(fēng)閥成組技術(shù)”,在不同的部位,配置不同結(jié)構(gòu)的微動(dòng)型鎖風(fēng)閥,可以避免預(yù)熱器的堵塞。同時(shí)保證生料在進(jìn)入下一級(jí)旋風(fēng)筒的連
接管道時(shí)的穩(wěn)定性,不會(huì)出現(xiàn)一股多一股少的現(xiàn)象。穩(wěn)定生料的熱交換。穩(wěn)定降低出口煙氣的溫度。
在C4下料管中,更換這種微動(dòng)型雙板鎖風(fēng)閥,可以穩(wěn)定進(jìn)入分解爐的物料,防止分解爐的塌料和由于不均勻喂料引起的分解爐出口溫度的波動(dòng);穩(wěn)定入窯生料的分解率,從而穩(wěn)定窯尾煙室的溫度;
在C5下料管中,更換這種微動(dòng)型的單板鎖風(fēng)閥,可以穩(wěn)定入窯的物料,防止下料管的結(jié)皮堵塞。同時(shí)還可以消除經(jīng)常出現(xiàn)的C5下料管中料溫指示高于分解爐出口的溫度的現(xiàn)象。
采用“微動(dòng)型鎖風(fēng)閥成組技術(shù)”時(shí)的原則:垂直下料管上的鎖風(fēng)發(fā),必須是雙板閥,傾斜下料管上應(yīng)該是單板閥;
海螺集團(tuán)在84年引進(jìn)技術(shù)的第一條4000噸/日生產(chǎn)線上,就采用了這種結(jié)構(gòu);
2.2 連接管道中的撒料箱
在五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器中,共有五個(gè)撒料箱。這些撒料箱的作用非常大。很多研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究工作,來(lái)確定撒料箱的結(jié)構(gòu)尺寸和內(nèi)部撒料板的結(jié)構(gòu)和位置。在大多數(shù)預(yù)熱器,這五個(gè)撒料箱的結(jié)構(gòu)有四個(gè)是一樣的,僅分解爐的不一樣。
但是,根據(jù)每個(gè)管道的直徑不同、風(fēng)速不同,撒料箱或者是撒料板的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該是不一樣的。前面已經(jīng)看到,連接管道內(nèi)的風(fēng)速?gòu)?.93—26.83m/s都可以,但是,在不同的風(fēng)速的時(shí)候,為了達(dá)到比較好的熱交換效果,撒料板得結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)該是不一樣的。這樣,才能保證物料的充分分散。保證在喂料不穩(wěn)定的情況下,不會(huì)產(chǎn)生沖料、塌料的現(xiàn)象。不易發(fā)生堵塞。
而且,按照管道中氣流的流速的分布規(guī)律,按照等風(fēng)速觀點(diǎn),撒料板的前端應(yīng)該是呈梯形的,以保證園形截面上的各風(fēng)速的差距小。如果連接管道的截面是方型的,撒料板的前端可以是平頭的。
現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院所推出的撒料板與我們?cè)谑畮啄昵笆褂玫娜隽习宓男螤钜呀?jīng)趨同了。這種撒料板的效果,已經(jīng)好于原來(lái)的前面部分是凹形的結(jié)構(gòu)。
同時(shí),二級(jí)旋風(fēng)筒的出風(fēng)管上的撒料箱,因?yàn)榫嚯x下料點(diǎn)太近,因此結(jié)構(gòu)也不同于其他的撒料箱。
2.3 連接管道的尺寸
正在運(yùn)行中的預(yù)熱器,如果進(jìn)行優(yōu)化,連接管道的尺寸大多數(shù)不用改動(dòng)。但是如果提產(chǎn)幅度比較大或是高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)量偏小的時(shí)候,就需要根據(jù)反求風(fēng)速,來(lái)看一下從上到下連接管道風(fēng)速排列的順序來(lái)進(jìn)行確定了。
連接管道的風(fēng)速如果小于9.93m/s,有可能熱交換的效率反而會(huì)下降,但是當(dāng)風(fēng)速如果大于26m/s時(shí),有可能熱交換效果有可能會(huì)提高。因此在對(duì)連接管道進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候,首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反求計(jì)算,然后分析五個(gè)余熱單元的參數(shù)匹配的情況(每個(gè)管道的風(fēng)速有可能不一樣),再確認(rèn)哪個(gè)管道需要采取技術(shù)措施。同時(shí)還要考慮管道上撒料箱的結(jié)構(gòu)位置。
2.4 分解爐的結(jié)構(gòu)
分解爐是窯外分解技術(shù)的核心。但是核心的東西不一定結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因?yàn)榉纸鉅t就是一個(gè)恒溫裝置。它主要就是要保證熟料燒成系統(tǒng)中所用煤量的60%的的煤,在其內(nèi)完全燃燒,并使內(nèi)部的溫度在各個(gè)部位均勻穩(wěn)定在870—900℃(比CaCO3的分解溫度高20-50℃)完成進(jìn)入物料83.4的分解。只要能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)目標(biāo),分解爐的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好?,F(xiàn)在使用比較多的管道爐、D-D爐,就是比較簡(jiǎn)單的一種。而RSP、N-SF(CDC)、N-MFC 就稍微復(fù)雜一些。但是,這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也帶來(lái)了一定的特點(diǎn)。例如:RSP和 N-MFC分解爐可以使煤粉在純空氣中燃燒,一是燃燒得快,二是減少了Nox的產(chǎn)生;同時(shí)在同樣體積的情況下,還可以燒低揮發(fā)份的煤粉,而且 N-MFC分解爐不但對(duì)物料的成分波動(dòng)非常不 敏感,而且煤粉在其內(nèi)部燃燒時(shí),所需要的空氣過(guò)剩系數(shù)只有0.95就可以了,比一般的分解爐少用20%的空氣。因此產(chǎn)生的煙氣也少??墒窍到y(tǒng)有更大的提產(chǎn)降耗能力。
但是 在對(duì)原有的分解爐進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候,主要的工作不是在擴(kuò)大它的容積(例如加高和加鵝頸管)和徹底改變它的結(jié)構(gòu)方面,而是根據(jù)其在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能,例如:再加煤時(shí),溫度不再上升這一現(xiàn)象,找出局部結(jié)構(gòu)和噴煤管的參數(shù)等影響溫度上升的原因。進(jìn)行局部改造。不同的爐型有不同的實(shí)施方案。
同時(shí),根據(jù)分解爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化其縮口尺寸,優(yōu)化撒料箱的結(jié)構(gòu)和位置,優(yōu)化三次風(fēng)管進(jìn)口的結(jié)構(gòu)尺寸,提高分解爐的性能的“剛性”。
分解爐的剛性可以定義為:分解爐抵御系統(tǒng)(生料、煤粉)變化的能力
影響分解爐剛性的因素還有:
1 三次風(fēng)的用量(不足或者是過(guò)大)和三次風(fēng)溫度的變化(現(xiàn)在很多三次風(fēng)管的溫度差在320℃,這種變化直接影響著分解爐的性能);
2 煤粉與新鮮高溫空氣混合的程度;
3 煤粉輸送過(guò)程的不均勻性;
4 噴煤管安裝的位置;
由于不同結(jié)構(gòu)的分界爐對(duì)變化的敏感性不一樣,因此也即剛性不一樣,
2.5 三次風(fēng)管的尺寸
三次風(fēng)管是預(yù)分解系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一,其圓柱形的外形設(shè)計(jì)沒(méi)有很多的技術(shù)要求,但是它的工藝布置,卻經(jīng)歷了很大的變化。最初的三次風(fēng)管,都是呈“V”型布置的,中間有一個(gè)沉降室,使三次風(fēng)中夾帶的熟料顆粒在此處沉降,以免堵塞風(fēng)管的通道。同時(shí),三次封管內(nèi)的風(fēng)速也設(shè)計(jì)得比較高。避免熟料顆粒在運(yùn)動(dòng)中沉降。但是就是這種設(shè)計(jì),也經(jīng)常使三次風(fēng)管堵塞。并且,由于“V”型布置使管道變長(zhǎng),阻力增大;同時(shí)由于設(shè)有沉降室,沉降室的排灰裝置,很容易在排灰時(shí)漏風(fēng)。首先是使風(fēng)溫波動(dòng),使分解爐內(nèi)的煤粉燃燒條件波動(dòng),使分解爐出口溫度變化,更會(huì)導(dǎo)致窯內(nèi)的通風(fēng)不穩(wěn)定,因此后來(lái)的設(shè)計(jì),三次風(fēng)管一般都是略有傾斜的水平設(shè)計(jì)了。這樣一來(lái),三次風(fēng)管的阻力降下來(lái)了,漏風(fēng)的情況消除了。
但是,由于擔(dān)心熟料顆粒的沉降,現(xiàn)在三次風(fēng)管的風(fēng)速更高了,有些已經(jīng)到了35m/s,使三次風(fēng)管閥門(mén)使用壽命很短,很多不到一年。并且,閥門(mén)的開(kāi)度都只有50%左右。這說(shuō)明,三次風(fēng)的用量還存在問(wèn)題。當(dāng)三次風(fēng)量不足的時(shí)候,分解爐內(nèi)的煤粉燃燒,有些是利用了從窯內(nèi)通過(guò)的過(guò)??諝鈦?lái)進(jìn)行的,這樣一來(lái),窯內(nèi)的用煤量就會(huì)增加,散熱量就會(huì)增大。分解爐出口和C5出口現(xiàn)溫度倒掛的工況就會(huì)增多。
更重要的一點(diǎn),就是三次風(fēng)量的多少,直接影響了分解爐內(nèi)氣流的旋噴效果。影響了分解爐的性能。使其達(dá)不到設(shè)計(jì)的用煤量和生產(chǎn)能力。而只有增大分解爐的能力,才能保證在低于產(chǎn)量的水平上運(yùn)行。因此,優(yōu)化三次風(fēng)關(guān)的尺寸,提高三次風(fēng)的的用量,可以提高和穩(wěn)定分解爐的能力。減少?gòu)U氣量。
2.6 窯頭窯尾的密封
加強(qiáng)密封是大家都會(huì)認(rèn)識(shí)到的問(wèn)題。窯頭的密封現(xiàn)在都比較一致了?;径际遣捎玫镊[片式的三層的密封。窯尾密封的結(jié)構(gòu)目前用的比較好的有2-3種。這些密封裝置使用的效果好壞都有。但是只要在安裝時(shí)嚴(yán)格要求,在使用中注意維護(hù),很多夠可以滿(mǎn)足使用要求。其差別主要在于維護(hù)量的大小和易損件的壽命。
2.7 煤粉計(jì)量輸送裝置和煤粉倉(cāng)的結(jié)構(gòu)
分解爐和窯頭的用煤,現(xiàn)在大都采用的是轉(zhuǎn)子秤,以及采用轉(zhuǎn)子稱(chēng)原理設(shè)計(jì)制造的計(jì)量稱(chēng)。這些稱(chēng)在很多工況下使用都是很準(zhǔn)確的。但是,在水泥行業(yè)計(jì)量煤粉的使用中,很多都出現(xiàn)了問(wèn)題。最突出的就是出煤粉稱(chēng)的煤粉不穩(wěn)定,這里面有一些是制造質(zhì)量問(wèn)題,有一些是工藝設(shè)計(jì)和使用的問(wèn)題。
由于出煤粉稱(chēng)的煤粉是采用羅茨風(fēng)機(jī)輸送,壓力一般都在10—19kpa,這種高壓風(fēng)很容易在煤粉稱(chēng)的密封間隙的或是排氣系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),使煤粉下不來(lái)或是突然鎖不住。造成喂煤不穩(wěn)定。因此,合理的選擇送煤風(fēng)量,減小送煤壓力,同時(shí)合理的匹配燃燒器的用風(fēng),這樣來(lái)保證煤粉稱(chēng)穩(wěn)定準(zhǔn)確工作的工作。
對(duì)于儲(chǔ)存煤粉的煤粉倉(cāng),也應(yīng)該設(shè)計(jì)成不用采用壓縮空氣吹動(dòng)的結(jié)構(gòu)。例如:雙曲線的結(jié)構(gòu)。這樣可以穩(wěn)定煤粉在艙壁的流動(dòng)。保證下煤均勻。
2.8 燃燒器的結(jié)構(gòu)及調(diào)整
燃燒器是燒成系統(tǒng)中最主要的設(shè)備。它的性能好壞直接影響到系統(tǒng)的電耗、熱耗、熟料的質(zhì)量以及混合材的摻加量。大家也都知道。燒窯就是靠的這桿“槍”。槍不好用戰(zhàn)士打不好仗。燃燒器如果不好用了,窯操燒不好窯。
以前使用的噴煤管,都將火焰的形狀調(diào)節(jié)成“活潑有力”,將火焰的位置調(diào)節(jié)到第四象限。
近幾年來(lái),我們開(kāi)始接受 大推力、大動(dòng)量燃燒器的概念。這種燃燒器一般都是四通道燃燒器,它的的一次風(fēng)量更少,有數(shù)據(jù)為6—8%。但是煤風(fēng)、內(nèi)凈風(fēng)、外凈風(fēng)的風(fēng)速都大幅度的提高。
外凈風(fēng)速 100—400m/s
內(nèi)凈風(fēng)速 80—180 m/s
煤風(fēng)速 20—40 m/s
同時(shí),各風(fēng)道的布置及排列方法都與原來(lái)的不同。將原來(lái)在內(nèi)凈風(fēng)、外凈風(fēng)之間的煤風(fēng),改在最里面,形成上述的排列。
所有的風(fēng)道面積都可以在使用中進(jìn)行改變,可以根據(jù)不同的煤種和窯的工況調(diào)節(jié)直流風(fēng)速和旋流風(fēng)速的比例,而不用改變風(fēng)量,使其產(chǎn)生不同的動(dòng)量。比一般噴煤管的組合風(fēng)速要高得多。從而產(chǎn)生了剛強(qiáng)有力的火焰。并使噴煤管的中心線可以和窯的中心線同軸使用(帶有斜度安裝)。
定位坐標(biāo)為 (0,10-50)
這種定位方法,可以有效的控制窯皮的厚度,加強(qiáng)窯內(nèi)的通風(fēng),防止煤粉沉降到燒成帶的熟料中,防止出現(xiàn)還原氣氛。
原先有一種觀點(diǎn),認(rèn)為噴煤管的風(fēng)量越少越好。其實(shí)這是不對(duì)的。當(dāng)噴煤管的火焰需要有一定的動(dòng)量的時(shí)候。有一種現(xiàn)象,我們叫它噴煤管的“消防水龍效應(yīng)”(這個(gè)效應(yīng)在在高產(chǎn)窯和原燃材料不穩(wěn)定的情況下比較明顯)。具有這種效應(yīng)的噴煤管,有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在因?yàn)槿敫G物料成分波動(dòng)導(dǎo)致窯電流波動(dòng)方面,也有很好的控制作用;所以,在當(dāng)前的技術(shù)水平狀態(tài)下,一次風(fēng)用量不宜太少。應(yīng)該有一定的量才合理。
以前設(shè)計(jì)的很多工廠,都設(shè)計(jì)了黃料庫(kù),因?yàn)樵瓉?lái)有一個(gè)觀點(diǎn),認(rèn)為:預(yù)分解窯在發(fā)生竄黃料的時(shí)候,應(yīng)該放過(guò)他,去燒這股料后面的料子,這樣可以保證窯的正常穩(wěn)定生產(chǎn),但是隨著燃燒器技術(shù)的發(fā)展,以及使用方法的發(fā)展,在燃燒器性能發(fā)揮到較好水平,調(diào)整到位、合理的情況下,一般的沖料是可以頂住的,沒(méi)有燒好的料子,會(huì)在窯尾處多停留一會(huì),待達(dá)到要求時(shí),才會(huì)過(guò)來(lái);
2.9篦冷機(jī)的急冷
當(dāng)熟料離開(kāi)窯口時(shí),他的實(shí)際質(zhì)量還沒(méi)有最后確定。因?yàn)橹挥袩墒遣粔虻?,還需要合理的急冷速度和冷卻效果。這樣才能實(shí)現(xiàn)實(shí)際礦物組成與理論計(jì)算值得最小誤差;
同時(shí),急冷對(duì)提高二次風(fēng)溫的作用是非常大的。
眾所周知,在熟料的配料時(shí),都非常注意C3S的含量,一般控制在50—60%的范圍內(nèi)。但是,配料合理的熟料,卻經(jīng)常強(qiáng)度達(dá)不到要求。在經(jīng)過(guò)巖相分析后發(fā)現(xiàn)A礦數(shù)量達(dá)不到設(shè)計(jì)值。并且形態(tài)不規(guī)則。
因此 ,當(dāng)熟料在窯內(nèi)煅燒好之后,必須要快速冷卻,這樣才能得到高質(zhì)量的熟料;如果冷卻速度不能達(dá)到一定數(shù)值,C3S可能分解為C2S和CaO。這些氧化鈣以游離狀態(tài)存在。形成游離鈣高的工況。
現(xiàn)在很多燒成系統(tǒng)的二次風(fēng)溫都不太高,前面說(shuō)過(guò),很多都在1000℃左右。超過(guò)1150℃的不是很多,這與急冷效果差有很大關(guān)系。
比較好的篦冷機(jī)的改造技術(shù),如果將整個(gè)篦床全部的篦板全部更換,并且重新配置風(fēng)機(jī),在篦床面積不改變的情況下,可以使篦冷機(jī)的處理能力從43t/m2/d提高到50-55t/m2/d。提高幅度達(dá)到 16—28%,這樣原來(lái)2500t/d的冷卻機(jī),可以達(dá)到2900—3200t/d的能力。
同時(shí),由于落料端的改造和重新配風(fēng),熟料在離開(kāi)落料的固定篦床不遠(yuǎn),上層的熟料就開(kāi)始變黑,極大的提高了急冷效果。熟料的易磨性得到提高。已經(jīng)完成的有提高15—20%的 (水泥磨機(jī)產(chǎn)量提高幅度)。
3 結(jié)論
經(jīng)過(guò)以上的分析和論述。一是分析了燒成系統(tǒng)的目前狀況,二是提出了采取措施的方面;我們可以發(fā)現(xiàn),針對(duì)前面所述的10個(gè)問(wèn)題,我們都可以采取更加合理的理論和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),來(lái)改變?cè)械膮?shù)和工況,使現(xiàn)有的燒成系統(tǒng)的技術(shù)性能再提高一個(gè)水平。
系統(tǒng)的性能提高后,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1 預(yù)熱器的熱交換效率提高了。分解爐出口溫度與一級(jí)旋風(fēng)筒的出口溫度之差在560--570℃左右。增加了約20--30℃;
2 一級(jí)旋風(fēng)筒出口壓力降低300—800Pa;
3 三次風(fēng)溫度在入分解爐進(jìn)口2000mm處的溫度,可提高到950℃以上;
4 二次風(fēng)溫度在窯頭罩壓力為-30—50pa時(shí),可以提高到1150℃以上;
5 三次風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度,可以開(kāi)到80%,甚至全開(kāi);
6 三次風(fēng)管兩端的溫度差在 200℃以下(窯頭罩到入分解爐進(jìn)口2000mm處);
7 篦冷機(jī)熟料溫度降低到120℃左右(只改落料端);
8 噴煤管的定位位置,大都在原點(diǎn)之上10—50mm(0,50);
9 在入窯生料合格率不變的情況下,熟料的質(zhì)量波動(dòng)不在與生料的波動(dòng)同波幅;
10 系統(tǒng)控制能力變強(qiáng)。在媒質(zhì)變化,生料變化的情況下,操作人員可以不做或是稍作調(diào)整即可。
由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高了,對(duì)各種變化的適應(yīng)性提高了,因此,在運(yùn)行中,減料減窯速保證質(zhì)量的情況就會(huì)減少,各種熱工參數(shù)就會(huì)合理穩(wěn)定,系統(tǒng)的熱耗會(huì)降低 5—10%,電耗會(huì)降低2-6%。
有人可能會(huì)問(wèn),為什么沒(méi)有對(duì)旋風(fēng)筒的優(yōu)化措施。這里我說(shuō)明一下:
旋風(fēng)筒在預(yù)熱器中 共有五個(gè) 其中一級(jí)旋風(fēng)筒的主要作用是收塵。而只有其他四個(gè)是有熱交換作用的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這四個(gè)旋風(fēng)筒只承擔(dān)了20%的熱交換作用。80%是被四個(gè)連接管道承擔(dān)了。
并且大量的實(shí)驗(yàn)證明,旋風(fēng)筒的阻力是與收塵效率成反比的。所以在收塵效率基本保證的情況下,如果旋風(fēng)筒的規(guī)格沒(méi)有到極限,就沒(méi)有必要對(duì)其進(jìn)行改動(dòng)了。而提高收塵效率的工作,可以用減少漏風(fēng),減少二次揚(yáng)塵來(lái)保證。而且旋風(fēng)筒的改動(dòng)工作量大,產(chǎn)生的效果不是很明顯,因此,在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化中,我認(rèn)為旋風(fēng)筒不是首選的目標(biāo)。只有在經(jīng)過(guò)重新平衡,確認(rèn)必須對(duì)旋風(fēng)筒進(jìn)行改造時(shí)方可進(jìn)行旋風(fēng)筒的優(yōu)化。分析一下一些已經(jīng)對(duì)旋風(fēng)筒進(jìn)行改造的例子都可以發(fā)現(xiàn),實(shí)際效果并不明顯。
4 優(yōu)化升級(jí)的實(shí)例
某水泥有限公司,是2003年開(kāi)始建設(shè)的工廠,04年7月投產(chǎn)了一條2500t/d生產(chǎn)線。
旋窯和預(yù)熱器、篦冷機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)都是標(biāo)準(zhǔn)的配置。噴煤管如下圖所示。
生產(chǎn)線投產(chǎn)后,經(jīng)過(guò)調(diào)試和試生產(chǎn),基本達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)量,正常生產(chǎn)時(shí),產(chǎn)量一般在2600左右。
由于工廠沒(méi)有自己的礦山,且不能控制進(jìn)場(chǎng)石灰石的質(zhì)量,加之均化庫(kù)基本不起作用,因此,窯內(nèi)經(jīng)常結(jié)圈,在多方尋找無(wú)果的情況下,工廠只好采用了改變配料的對(duì)應(yīng)措施,勉強(qiáng)使窯內(nèi)不再結(jié)圈,生產(chǎn)基本穩(wěn)定。但是熟料的質(zhì)量一直不理想,熟料的熱耗也居高不下,高達(dá)800多大卡。
在采用上述部分技術(shù),并利用20天的大修時(shí)間完成一些改造后,系統(tǒng)的工藝參數(shù)和工況比原來(lái)有了脫胎換骨的改變。
在喂料量比原來(lái)提高了4A電流的情況下(提升機(jī)電流):
----系統(tǒng)的壓力從6500pa降到了 5600pa;
----窯尾煙室的溫度從只能控制在960℃提高到了1050--1100℃;
----三次風(fēng)管的閥門(mén)從只能開(kāi)40%,到全部打開(kāi)(三次風(fēng)管沒(méi)有全部改);
----分解爐的溫度和窯尾煙室的溫度穩(wěn)定可控,在入窯生料的成分波動(dòng)比較大的情況下,操作人員不需要經(jīng)常打慢車(chē)了;
----一級(jí)筒出口的溫度從原來(lái)的340—375℃的波動(dòng)范圍,降低到320--330℃的范圍;
----分解爐出口的溫度到一級(jí)筒出口的溫度的差值保持在560-570℃;
----與原來(lái)相比,以前經(jīng)常是加煤提溫,現(xiàn)在經(jīng)常是要減煤降溫,以至于用煤量比原來(lái)少得多,操作人員不敢減煤;
----在產(chǎn)量比以前提高約300t/d的情況下,熟料溫度降低了100℃左右。二次風(fēng)溫較前略有提高(目前改造還沒(méi)全面實(shí)施完成)。
----從輸送煤粉的壓力上來(lái)看,系統(tǒng)增加了300t/d時(shí),送煤壓力與以前差不多(提產(chǎn)11.5%)。
----根據(jù)工廠以前的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,再提高產(chǎn)量還有空間。系統(tǒng)還有加煤提溫的能力。
----從點(diǎn)火投料后,2h就投到了歷史最高產(chǎn)量,并且連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行15d.上述參數(shù)是在點(diǎn)火的當(dāng)天達(dá)到的,并一直保持穩(wěn)定;只有二次風(fēng)溫度是在第二天晚上達(dá)到的。
由于眾所周知的原因,即大多數(shù)是泥廠的計(jì)量秤是不準(zhǔn)確的,因此,我么按照常用的辦法,生料喂料量看提升機(jī)電流,煤粉計(jì)量看壓力。所以得出數(shù)據(jù)都是不十分準(zhǔn)確。但是從工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷,是達(dá)到了如上效果。
因此,對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)線,采用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行升級(jí)。可以達(dá)到節(jié)能降耗,減排增效的效果。為工廠帶來(lái)相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益;
同時(shí)實(shí)施這一項(xiàng)目,還可以按照政策,得到國(guó)家財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)。
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