四川JG2500t/d生产线热工标定与降耗分析

2015-04-07赵登彦齐砚勇邓国亮

四川水泥 2015年12期

关键词：热耗冷机预热器

赵登彦齐砚勇邓国亮

（1.四川川煤水泥股份有限公司，四川剑阁 628317 2.西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳 621010）

四川JG2500t/d生产线热工标定与降耗分析

赵登彦1齐砚勇2邓国亮2

（1.四川川煤水泥股份有限公司，四川剑阁 628317 2.西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳 621010）

通过对四川JG 2500t/d水泥生产线的热工标定和降耗分析，诊断出该系统能耗高的原因并指出改进方向。

热工标定降耗

1. 前言

四川JG水泥有限公司2500t/d新型干法预分解窑生产线烧成系统主要由五级单列旋风预热器、CDC 型分解炉、Φ4m×60m 回转窑，三代充气梁篦式冷却机组成。自投产以来，热工制度较为稳定，但存在熟料烧成能耗偏高的问题。为了找到出现能耗高的原因和改进方向，四川JG水泥有限公司和西南科技大学共同对该生产线进行了综合的热工标定检测。

2. 工标定数据及分析

热工检测方法与数据处理按照《JC/T 733-2007水泥回转窑热平衡测定方法》和《GBT26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》进行。

2.1 熟料产量及热耗

标定期间入窑生料斗提电流122A，投料量为220 t/h，折合熟料台时产量为122.2 t/h，日产量2933 t，已达到并超过设计能力；该生产线平均用煤量为18.354 t/h，折合标准煤耗119.1 kg/t。熟料单位烧成热耗偏高，达3486.2kJ/kg，与国内同类型同规格生产线的先进水平3100 kJ/kg[1]相比，差距较大。

2.2 系统的热损失

该生产线熟料形成热占主要支出热耗的46.75%。而要进一步降低烧成热耗应着手降低剩余53.25%的支出热耗。其中，预热器出口废气带走热、系统表面散热、机械不完全燃烧热、AQC带走热及熟料带走热分别占18.39%、10.54%、5.15%、10.57%、3.63%，是影响熟料烧成热耗的主要原因。

（1）预热器出口废气带走的热损失占热耗能量的17%～22%，是预分解窑热损失中最大项目，主要由废气量和废气温度决定。该生产线预热器出口总废气量187970 Nm3/h，较高，单位熟料2.23 kg/kg.cl，而国内现有预分解窑优秀参数为1.96 kg/kg.cl。SCJG厂预热器C1出口温度294℃的，较其它厂家较低，温度指标相对较好。系统漏风量0.16 kg/kg.cl，表明漏风量略高。

（2）机械不完全燃烧及熟料带走热分别占热耗的5.15%和3.63%，是带走热的较大部分，也是降耗的最直接有效的一部分。理论上认为熟料中的烧失量为煤粉中未完全燃烧的碳，碳的热值按照33874kj/kg计算，我厂熟料烧失量0.56%，带出的热量高达188kj/kg。

出篦冷机熟料温度越高，带走热量越多，并且此部分热量不可回收，既影响熟料质量又增加热耗。据估计，温度下降10℃，热耗约可降低8kj/kgcl。标定期间出冷却机熟料温度较高，平均为160℃，表明熟料冷却不好。

（3）系统散热以回转窑最大，以下依次为预热器、三次风管、分解炉、冷却机，其中回转窑、预热器两者散热损失之和要占系统总散热量的70%左右。除去二者的外表面积较大的原因外，设备的表面温度较高也不容忽视，特别是回转窑。标定期间回转窑局部表面温度高达380℃，系统散热损失达384 kJ/kg.cl。

2.3 预热器系统与分解炉

预热器出口负压达5650Pa，高温风机单位熟料拉风量2.23kg/kg cl，较高，主要原因在于系统烧成热耗偏大，煤用量较大，增加了大量的烟气。据估算，如果热耗降低10%，烟气量将降低约8%（考虑一定的空气过剩系数），C1出口压力可降低约500Pa[4]。C1出口粉尘浓度含量平均高达147Nm3/h，C1分离效率较低。C2～C3温差较小，平均50℃，换热效果较差，较好的换热温差应该在150℃左右。C5锥部负压波动大，分解炉出口的鹅颈管可能存在积料，影响C5的工作状况及换热效率。

2.4 窑系统

该生产线入窑二次风温 (957℃) 与入炉三次风温( 850℃) 都非常低。根据筒扫也可看出，窑头窑皮偏长，达到了28m左右，导致窑内冷却带偏长。窑尾部也有8m较厚的窑皮，燃烧器工作不良，外风风速慢，卷携二次风的能力不强，与旋流风配合性较差，导致煤粉燃烧较慢，火力不集中，熟料的烧失量也达到0.4～0.7%。

2.5 篦冷机及AQC锅炉系统

冷气机冷却效果较差。主要原因在于篦冷机风机鼓入风量不足，单位熟料鼓入空气量2.24kg/kg.cl，较低，一般三代篦冷机单位配风量为2.5～2.8kg/kg.cl，是同类型各厂相中最小的。且篦冷机风机一段鼓入风量89059Nm3/h，二段鼓入风量123092Nm3/h一段风量远远满足不了18.35t/h煤粉燃烧所需的111130Nm3/h空气，加之AQC拉取了83171Nm3/h，425℃的高温空气，导致了二三次风向篦冷机二段拉取了大量的冷空气，直接降低了二三次风温，增加了系统的热耗。在篦冷机高温段鼓入风量不足的情况下，窑头排风机和窑尾高温风机也将出现抢风的现象，造成高温风机转速偏高，电流高（735rpm、131～135A）。