新型干法水泥生产线窑尾预热器的改造

刘劲松，陈廷伟，冯长林

目前，国内大多数水泥生产线都是在2005年之前设计的，这些生产线设计之初大多是建立在使用较好煤质的情况下，如使用挥发分较高的高热值烟煤。烧成系统整体设计上大多也都局限于此，故而烧成系统对于煤质波动的适应性较弱。现在，由于燃料供应变化或出于降低燃料成本的目的，越来越多的水泥生产企业开始使用煤质较差的无烟煤，也称低品质煤，以降低生产成本。这种燃煤挥发分较低，不易燃烧，燃烧时间大大延长，导致烧成系统窑尾分解炉内存在着后燃烧现象，预热器系统一级出口温度明显升高，从而使得整个烧成系统热耗增加。由于煤粉后燃，容易形成结皮、结焦，导致整个窑尾烧成系统的通风面积变小，系统阻力增大，从而增加整个窑尾预热器系统的电耗。水泥生产企业要解决上述问题，对窑尾预热器系统进行改造是十分必要的。

1 窑尾预热器的改造方案

针对目前广泛使用的窑尾预热器系统，主要通过增加分解炉炉容来增加燃料在分解炉内燃烧的时间及物料在分解炉内的停留时间，以利于煤粉的燃烧和生料的分解。

根据预热器具体布置形式，以下三种方案可以实施：

（1）在分解炉两钵炉体的基础上再增加一钵，即通过增加炉体的方式来增加分解炉炉容。

图1 方案一改造示意图

图2 方案二改造示意图

图3 方案三改造示意图

（2）在分解炉与C5旋风筒之间增加延伸管道，以增加分解炉炉容。

（3）在分解炉旁增加悬浮炉，通过管道将分解炉与悬浮炉连接，以此来增加分解炉炉容。

2 改造方案在实际生产中的应用

目前，由中材装备集团有限公司热工分公司实施的窑尾改造项目达几十个，并取得了非常好的效果。不但成功提高了整个烧成系统对煤质波动的适应性，降低了整个烧成系统的煤耗和电耗，同时也为整个系统的提产奠定了一个良好的基础。

2.1 华润红水河公司改造方案

广西华润红水河水泥有限公司有一条由原天津水泥工业设计研究院有限公司设计的2500t/d预分解窑新型干法水泥生产线，由于窑尾系统对煤质的适应性较差，煅烧较差的燃煤时，预热器出口温度较高，系统煤耗较高。为了节能降耗及使用无烟煤的需要，华润红水河公司委托中材装备集团有限公司对该生产线窑尾系统进行了优化改进，改造方案如下：

（1）将原撒料盒更换成由中材装备集团有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在风管中的撒料效果，从而加强了风管中气固的换热效果，降低了预热器出口温度。

（2）缩小并加长C1旋风筒内筒，进一步提高其分离效率。对C2～C5旋风筒的内筒也进行了相应调整，以提高整个窑尾预热器系统的换热效果。

（3）在原有窑尾塔架旁新增一台带流化床的悬浮预燃炉，通过上升管道与现有的TDF型分解炉连接组合，大大延长了气体停留时间，增强了分解炉对煤质的适应性。

与改造前相比，系统改造完成后，不仅在使用低品质的无烟煤的情况下能够顺利进行生产，而且标煤耗降低9kg/t熟料，电耗降低6kWh/t，熟料强度也有所提高。

2.2 中材亨达公司改造方案

中材亨达水泥有限公司一线是由原天津水泥工业设计研究院有限公司设计的5000t/d预分解窑新型干法水泥生产线，由于这条生产线运行时间较长，很多设备出现了不同程度的老化、破损、运转不灵等问题，导致该生产线煤耗、电耗偏高。为了降低煤耗和电耗，使系统运行正常，中材亨达水泥有限公司委托中材装备集团有限公司热工分公司对该生产线窑尾系统进行了优化改进，改造方案如下：

（1）将原撒料盒更换成由中材装备集团有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在风管中的撒料效果，从而加强了风管中气固的换热效果，降低了预热器出口温度。

（2）增大喂料室通风口。增加C1～C5旋风筒进风面积，增加预热器系统整体的通风面积，使系统阻力整体降低。

（3）在原两钵分解炉的基础上，增加一钵，加大分解炉炉容。

与改造前相比，系统改造完成后，产量不仅大大提高，由原来不足5000t/d,提高到5500t/d以上，而且标煤耗降低5kg/t熟料，电耗降低2kWh/t，熟料质量也有所提高。