优化制备工艺改进设备降低回转窑能耗

王中文

（湖南湘钢鑫通炉料有限公司 湖南湘乡）

湖南湘钢鑫通炉料有限公司轻烧白云石生产线3#窑采用回转窑生产工艺，窑规格为Φ3.6×55 m，设计生产能力400 t/d，年产轻烧白云石13.2万吨。回转窑配套的预热器选用竖式、8套推料装置，预热白云石量750 t/d。配备竖式冷却器，排料口4个，冷却轻烧白云石量400 t/d。采用3通道烧嘴，回转窑要求煤粉细度＜90 μm的≥85%，含水率＜1.5%，需要量约4 t/h，设计选用1台能力为 6～8 t/h的HRM1100立式磨煤机作为煤粉制备系统主机。

窑于2010年4月投产，投产初期运行很不稳定，产量达不到设计能力，煤耗、电耗较高。通过优化煤粉制备工艺，改进工艺设备，降低回转窑能耗，提高运行效率，到2014年8月，煤耗、电耗分别从运行第一个月的 219.9 kg/t和 40.69 kW·h/t下降到132.66 kg/t和30.37 kW·h/t；煤耗历史最好水平为2014年8月，为132.66 kg/t；电耗历史最好水平为2014年5月为27.84 kW·h/t。投产后各年度产量及煤耗、电耗情况见表1。从表1数据可以看出，回转窑自投产后，产量逐年上升，而单位产量的煤耗和电耗呈逐年下降趋势。

一、优化煤粉制备工艺

改进煤粉制备系统。回转窑采用的烟煤粒度为0～70 mm，灰分≤18%，挥发分20%左右，T1＞1250℃，热值≥5500 kcal/kg，S≤1.0%，用 HRM1100立式磨加工成200目煤粉。该系统投入运行初期系统出现一些问题，如果要达到煤粉粒度要求则磨煤效率低下，平均仅3 t/h，由于煤粉供应不足，造成轻烧白云石产量不到350 t/d，远远达不到设计生产能力，且由于磨煤时间长，电耗升高；如果提高煤粉产量，则煤粉粒度达不到要求，喷煤系统不稳定，造成煤耗大幅度增加，且窑内温度波动大，还因燃烧不充分，经常产生窑内爆炸现象，产品质量不稳定，给生产带来安全隐患。投产运行时的煤粉制备工艺流程如图1所示。

表1 2010～2014年回转窑产量及煤耗、电耗情况

图1 改造前煤粉制备工艺流程

图2 优化后的煤粉制备工艺流程

图3 煤粉仓改进示意图

针对上述问题，通过摸索发现，如果进入立磨的煤粒度控制在较小范围内且温度控制适当，能提高磨煤的效率。据此，对煤粉制备工艺进行了优化。优化后的煤粉制备系统虽然仅增加了1台破碎机，但由于在窑尾抽风加热立磨内烟煤，充分利用了窑尾引风机，使流程上可减少1台离心引风机，不仅用电设备总功率减少，磨煤效率也显著提高，小时合格煤粉＞6 t/h，解决了原来存在的磨煤效率低、能耗高、窑内爆燃及煤粉收集器起火等问题。优化后的煤粉制备工艺流程见图2。

二、改进工艺设备

（1）改进煤粉仓和煤粉输送系统。针对煤粉输送系统不稳定的问题，一是对煤粉仓进行了改进，将煤粉仓下部改成不锈钢斗（图3），防止煤粉在仓内积拱而不下料；二是对煤粉输送系统进行重新接地改进，解决输送计量受变频器等干扰的问题。

（2）改进烧嘴。原设计使用的是3通道烧嘴，在使用过程中燃烧不稳定，火焰温度提升困难，后改用襄樊大力机电技术有限公司生产的4通道烧嘴，问题得到解决。

（3）改进窑衬砌筑方法。原设计窑衬是采用常规砌筑方法，高温段使用230 mm厚的磷酸盐复合砖，窑尾预热带使用粘土砖，窑头、窑尾用含3%以上不锈钢纤维的窑口浇注料浇注。用此方法施工的窑衬12个月左右就要进行更换，且生产中窑衬历史记录的外壳温度均在260℃以上。2012年12月对窑衬进行了改进，采用预制砖与浇注料混砌方式施工，所用材料采用山东鲁铭高温材料有限公司专利产品LM-1复合预制砖及LM-1浇注料复合砌筑。采用该方法施工的窑衬外壳温度在200～220℃，运行了1年6个月后的窑衬磨损量相当少，预计使用寿命在2年以上，并使能耗降低。

（4）更换节能型电机。投产初期时使用西安西码生产的560 kV·A，10 kV电机，使用时电流在17 A左右。2012年7月更换为湘潭电机厂生产的560 kV·A，10 kV电机，在同样工艺参数情况下，电机电流为14 A左右。

通过上述一系列改进，公司400 t/d回转窑生产能力不断提升，能源消耗不断下降，目前能保证产量稳定在500 t/d的情况下确保产品质量，设备稳定运行。