水泥生产工艺节能技术探讨

2021-11-23张夫斗

商品与质量 2021年34期

关键词：球磨机回转窑燃烧器

张夫斗

华沃（枣庄）水泥有限公司生产运行部山东枣庄 277200

生产水泥的一系列设备组成的生产线：主要由破碎及预均化、生料制备均化、预热分解、水泥熟料的烧成、水泥粉磨包装等过程构成。在水泥生产线的过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料。

1 水泥生产工艺节能技术介绍

1.1 变频控制技术

水泥生产回转窑主传动会有动力产生，产生动力是频率控制技术电机设备的驱动力，所采用的电机系统有比较高的要求，启动扭矩高、调速性能稳定，才能够与回转窑搭配运行。比较传统的方式均是利用电机串联电阻调速达到回转窑驱动的目的，与此同时，回转窑运用晶体管技术，提升直流电动机调速系统应用频率。由于回转窑会散发大量热量，所以直流电机可能会导致炭刷、换向器头破损，影响到生产运行稳定性，还会在运转过程中产生大量能耗[1]。

1.2 燃烧技术

（1）双管煤粉燃烧器。水泥生产中运用燃烧技术，其中会包括新型双管燃烧器，这种燃烧器类型比较丰富，常用的有双管煤粉燃烧器，不仅具备传统形式的多通道燃烧器优势，还能够解决燃烧区个别部位高温这一问题，加强分布火焰温度的合理性，延长窑炉运行时间。

（2）煤粉燃烧技术。采用煤粉燃烧技术，因为充足氧区内部煤粉能够完全燃烧，在这一条件下煤粉化学不完全燃烧损失会在煤粉燃烧技术的作用下不断降低，提升燃烧效果。

（3）减少窑热损失。回转窑运行期间窑热损失随之减少，预热器空气内部损失热量在总热量中占比约为20%，附近空气利用衬套、浇注料可以接收到回转窑传输的热气流热量。如果内衬导热系数增加，会减小热阻，并提升热损失。所以窑衬热阻提升，绝热效果得到优化，而减少窑热损失便可以达到提升窑衬热阻的目的[2]。

1.3 预粉磨技术

水泥进入到球磨处理这一阶段之前，需要进行预粉磨处理，增加料床粉磨装置，确保原本运行的球磨系统能够增加节能生产效率。料床粉磨与单颗粒破碎对比存在差别，比较经典的料床粉磨设备包括辊式磨、辊压机、筒辊磨，三种不同的料床粉磨设备都可以进行预粉磨，其中辊压机用预粉磨相对较多。分析辊压机预粉磨大致可以划分成循环预粉磨、部分终粉磨、混合粉磨、联合粉磨等环节，其中循环预粉磨、联合粉磨比较常见。运用预粉磨技术可以简化循环预粉磨操作流程，电能节省效果明显。经过实践发现，单耗能降低可达到11%，但联合粉磨操作环节比较复杂，与水泥磨对比能够节省系统电耗在19%左右。

1.4 排气系统热管技术

水泥生产需要用到不同类型的热管，为了能够达到节能的目的，同时减少投资，重力型热管最为常见。该热管具有较好的密封性与洁净性，是抽成真空金属管。在管内填充工作介质，例如纯水、丙酮或者有机化合物等，可以在-200～2000℃这一温度区间内使用。如果下方高温热源传输热量到管腔，考虑到加热管腔下方为液态工质，可以快速蒸发上升至热管的上方。上方壳外低温冷源具有吸热的效果，蒸汽冷凝成液滴之后可以释放汽化潜热，此时液滴凭借自身重力顺沿管壁回流到下方，重新受热气化，反复循环这一流程，其间效率不断提高，便可以结束热回收处理。

1.5 煤粉喷腾燃烧技术

水泥熟料生产环节采用煤粉喷腾燃烧技术，需要用到煤粉燃烧器，在技术不断创新与改进之后，风煤混合处理得到的效果也更加优化，有效提高了煤粉燃烧效率。因为煤粉燃烧效果更为充足，水泥熟料生产环节火焰温度不断提升，通过煤粉燃烧技术使得综合煤、劣质煤生产燃烧效率得到提高。因为一次风量降低，煤粉喷腾燃烧过程中二次风量提高，煤粉燃烧效果更加理想，可以规避一次风量过大导致煤粉向低温区域飘落，引发的无法充分燃烧而浪费的现象，当二次风量加强之后，煤粉燃烧环节供氧更为充足，能够提升煤粉燃烧效率。

2 水泥生产节能优化建议

2.1 水泥粉磨生产节能优化

水泥粉磨是水泥生产的关键性环节，采用球磨机开路粉磨系统，通过球磨机这一设备，如果水泥熟料或者混合料的硬度不同，便可以同时放入到球磨机内展开粉磨处理，最终获得粉磨成品。总结该工艺的优势在于操作过程简单，对技术人员专业性要求不高，同时也不需要投入大量资金。但缺点是如果操作过程控制不到位，有可能会出现过粉磨这一现象。

采用球磨机进行闭路粉磨生产，这里提到的闭路粉磨同样是运用球磨机设备，针对水泥熟料展开加工处理，随后再采用选粉机将加工得到的成品划分类别，即成品和粗粉，得到的粗粉需要重新放入球磨机展开粉磨生产。通过该工艺能够解决过粉磨现象，并且不会导致大量能耗，最终成品产量较大，可以保证成品质量。然而操作过程中具有一定复杂性，对技术人员的要求相对较高。

2.2 水泥生产技术的节能优化

为了达到良好的分解节能效果，在水泥节能生产过程中运用新型干法水泥生产线，能够促进水泥生产，并且达到减少热量消耗的效果。采用该技术，包括选材、加工处理、粉磨生料等工序，在水泥节能生产这一方面有非常好的效果。在生料制备环节驾驶运输车辆将石灰石运输到破碎喂料仓，由破碎系统对石灰石进行破碎处理，最后再运输到预配料预均化堆场当中，所采用的辅助原料输送到相应的配料库。操作双辊破碎机处理。当粗颗粒破碎程度超过85%，且粒径不足25mm便可以转入到预配料预均化堆场。所有原材料经过破碎处理之后输送至配料库，经过皮带运输机、入磨锁风阀等运输装置传送到原料立式磨中展开烘干、粉磨加工。完成粉磨这一环节，如果依然有粗粉存在需要重新返工，确定不存在粗粉即可将其放入至旋风收尘器进行最后的处理[3]。