窑头余热在水泥粉磨系统节能提产改造中的应用

2020-09-01吴红波杨立强陈昌友

建材发展导向 2020年12期

吴红波，杨立强，陈昌友

（云南建工云岭水泥有限公司云南昆明 650220）

0 引言

该生产线主要生产PPS32.5R、PPS42.5 和PO42.5 水泥，水泥粉磨时混合物料有熟料、磷渣、磷石膏、粉煤灰等，磷渣和磷石膏水分含量较高，配合完成物料的综合水分PPS32.5 达到4.97%雨季甚至达到5.62%（详见表1）。在水泥粉磨过程中，发现当物料综合水分超过3%时就会给水泥粉磨系统工况带来一系列的问题，水分越高影响越大，具体表现为：物料粘附在设备通道内壁形成厚厚的结皮腐蚀设备、还会造成堵料塌料、电机烧、入到磨内物料会结块堵塞隔仓板孔、糊磨、饱磨等，还会腐蚀设备，缩短设备使用寿命，最终导致了设备运转率低、台产低、能耗高，直接影响到公司的生存。

表1 物料配比及水分

1 工艺流程与存在问题

1.1 工艺流程

该生产线采用的是辊压机+管磨机联合粉磨系统：物料经配料后通过入料输送带输送至稳流仓，经辊压机碾压后通过回料提升机提升至打散分级机，打散分级后，粗物料流回稳流仓再次进入辊压机继续碾压，细物料通过料管入磨机，在此过程中磨头收尘器在磨头排风机的引风下，将循环打散分级系统内部空气往外抽，粉尘通过磨头收尘器过滤后进入磨机终粉磨，设计产能65t/h。

图1 水泥粉磨工艺流程图

1.2 存在问题

在生产过程中，PPS42.5 混合物料的水分波动在2%～3%之间，台时产量基本能够保持在70～75t/h 范围内波动，糊磨、饱磨等不良工况也极少出现；粉磨PPS32.5 水泥时不但产量低，还同时出现了糊磨、饱磨、糊袋等一系列不良工况。通过对比分析，同期物料来源相同，最大的差别就是物料的综合水分，水分就是问题的关键。

2 技改内容

2.1 实验

如图2 所示，采取简易方法，通过增加两个燃煤火炉，将燃烧产生的热气分别引入到打散分级系统的粗物料通道和细物料通道，在磨头排风机的引风作用下，使热风充满整个循环碾压打散分级系统，热风与物料充分的接触，迅速带走物料中的水分，在不增加额外的烘干设备跟工艺过程的情况下对物料进行烘干。

在粉磨PPS32.5 水泥时，物料综合水分经过烘干后由4.91%～5.62%降低到2.1%～3.2%，有效改善了物料粘附在设备通道内壁形成厚厚的结皮腐蚀设备、堵塞物料通道，入到磨内物料会结块堵塞隔仓板孔、糊磨、饱磨等，节约了大量人力经常停产清理，台时产量也由62.81t/h 提高到了70.5t/h。

在粉磨PPS42.5 时，物料综合水分降到1%左右，产量烘干前持平，反而造成了辊压机内的料层不稳定，停止烘干，料层不稳定现象消失。物料中含有一定的水分对水泥粉磨是有利的，在我公司2%～3%的水分比较适合。

表2 烘干前后不同品种水泥参数对比表

2.2 窑头余热利用

通过增加燃煤炉的实验，降低水分后，产量提升、台时电耗降低明显，扣除增加的煤耗，效益十分显著，但对环保不利。于是考虑将窑头余热（除用于煤磨烘干等，仍有60 000m3/h，200℃的废气需要排放）来替代燃煤炉。

热量计算：

60 000m3/h，200℃的废气降低到100℃放热：

式中：Cp=1.34kj/kg.℃

Q放=10 403 760kj/h

实验时：投料量70t/h，水分由5.62%下降2.5%到3.12%，用煤129.17kg/h。

Q煤=M*Qnet

式中：

M=129.17kg/h； Qnet=21771.36kj/kg

Q煤=2 812 206.6kj/h

Q放/ Q煤=3.7，废气放热3.7 倍于燃煤产生的热量，利用磨头现有排风机（28 000m3/h）就能满足要求。

实施方案：

从篦冷机废气出口取风，管径Φ=1m，通过架设管道，如图2 所示将热风引入，替代煤炉热风，取得同样的效果。

图2 煤炉烘干与窑头余热烘干

2.3 收尘器改造

在对水泥粉磨系统进行了热工改造后，水分随着排风被带到收尘器中，在低温天气，水气和粉尘粘结到收尘器滤袋上，造成糊袋，通过对磨头收尘器的改进，将收尘器袋笼、滤袋数量从455 条的数量480 条，将收尘器袋笼、滤袋尺寸由Φ130×2 500 提升至Φ130×3 000，使得收尘器的总过滤面积由465m2增加至585m2，增加收尘器过滤面积，状况有改善。但半个月还是需安排人员对收尘器风道、料道、滤袋、袋笼进行系统的清理维护。我们目前仍然在风道结构、滤袋新材质上不断进行探索尝试，在资金投入与实际效果之间找到新的平衡点。