水泥熟料线烧成系统节能降耗技术的研究与应用

2021-06-07李乐意

建材发展导向 2021年8期

李乐意

（安徽海螺水泥股份有限公司安徽芜湖241000）

0 引言

中国水泥生产主要消耗的燃料为煤，位列工业用煤的第三位；同时设备运行时将带来大量的电耗[1-2]；生产线污染物的排放问题一直也是水泥行业的研究重点。随着水泥工业技术的发展，水泥装备的更新，工艺技术的改善，新材料的使用，一些较老生产线的技术指标与新线相比具有较大差距，已经不能满足智能化、高能效、低排放的目标。就某5 000t/d水泥熟料生产线综合节能技术改造项目进行对比，分析评价技改前后各项技术指标的实施效果。

1 水泥熟料生产线运行现状

技改前为了充分了解某5 000t/d水泥熟料生产线的实际运行情况，对正常运行时该生产线的技术指标进行调研分析，具体指标如表1所示。

表1 改造前生产线各项技术指标

调研结果显示该生产线实际生产过程中吨熟料标煤耗约为108kg/t.cl，熟料综合电耗为56kwh/t.cl左右，综合能耗较高。为进一步降低生产线煤耗和电耗等技术指标，需对该生产线进行针对性综合节能技术改造。主要改造包括粉磨系统、窑尾预热器系统以及回转窑系统。

2 综合节能技改措施

通过对该生产线运行工况进行调研，分析发现目前该生产线主要存在预热器出口温度高，负压大，各级旋风筒之间温差较大，窑尾预热器出口C1汇总处至高温风机段管道压损接近1 300Pa，烧成系统表面散热损失较高，生料制备电耗和熟料综合电耗偏高等问题。结合实际生产中存在的问题，针对性提出技改方案，本项目主要从节煤和节电两个角度进行技术改造。

针对预热器出口温度高，负压大和各级旋风筒之间温差较大的问题，可结合预热器系统规格参数对旋风筒进风口和蜗壳结构进行局部改造，换热管道的优化设计以及下料点的重新布置等，以达到降低系统热耗的目标；结合目前分解炉炉容较小的问题，可将分解炉扩容至2 400 m3左右，延长气体在炉内停留时间，增加分解炉的预分解能力，配套优化3次风管入炉位置、喷煤点和C4下料管设计，使煤粉得到充分燃烧，进一步降低系统热耗；同时通过优化预热器C1出口至高温风机段管道设计，降低该段管道压损以节省电耗；对于生料制备电耗偏高的问题可采取将生料立磨改为辊压机终粉磨系统，进一步降低生料制备电耗。

3 综合节能技改前后效果对比

通过以上节煤和节电技改措施，对试运行生产线进行跟踪调试并检测各项关键性技术指标实施效果，结果表明生产线技改效果明显，各项指标均得到改善提升，改造前后生产线各项技术指标对比如表2，具体指标数据分析如下：

表2 改造前后生产线各项技术指标对比

3.1 烧成系统热耗降低

（1）技改后烧成系统热耗由改造前756 kcal/kg.cl降低为690 kcal/kg.cl左右，标煤耗由108 kg/t.cl降低为99 kg/t.cl左右，热耗较改造前降低了8%左右。

（2）技改后预热器出口温度和压力均降低，温度降低20℃左右，预热器出口负压降低500Pa左右。

（3）使用新型耐火材料后预热器系统（含C1～C5旋风筒及连接风管、分解炉及延伸管、窑尾烟室、三次风管、C1～C5下料溜管、窑头罩等）表面散热大幅降低。最高温差约为80℃，平均温差在30℃左右，烧成系统表面散热降低为62 kcal/t.cl左右，较技改前72 kcal/t.cl降低了10kcal/t.cl左右。烧成系统热工设备壳体技改前后温度对比如图1所示。