降低水泥窑熟料阶段能耗实践.docxVIP

引言

四川某水泥制造有限公司2500t/d新型干法水泥生产线，配套Ф4m×60m回转窑，立磨型号HRM3400E，建成投产至今已12年。历经多年的精细化管理和技术优化提升，2023年1～11月，熟料单位产品综合电耗58kWh/t，熟料单位产品综合煤耗93kg/t，受设备配置陈旧、初建时设计理念落后等影响，与新建二代新型干法水泥生产线相比综合竞争力明显不足。决定于2023年11月开始对生产线进行升级改造，以期降低综合能耗。

针对生产线瓶颈问题，经过广泛研究，提出降低旋风筒阻力，提高篦冷机热回收效率，以及运用新型风机叶轮提高风机效率等理论基础，从而确定实施预热器降阻改造、冷机改造、循环风机叶轮改造，预期将熟料单位产品综合电耗从58kWh/t降到56kWh/t以下，熟料单位产品综合煤耗从93kg/t降到90kg/t以下。

1、存在的问题

改造前主要存在以下问题

(1)预热器系统阻力大，C1出口压力在-7000Pa左右，导致高温风机单台设备单位熟料电耗高；

(2)篦冷机存在出料温度高(180℃以上)、二次风温偏低(约为1080℃)、余热发电量偏低(约20kWh/t.cl)等问题，导致熟料煤耗较高，降低了经济效益。也严重影响水泥质量和后续工序的生产。??

(3)立磨循环风机效率低下(63%)，导致立磨单位电耗偏高。

2、改造项目及方案

2.1预热器改造

在探讨旋风筒阻力的成因时，我们不能忽视沿程阳力损失(即摩擦阻力)的重要性。这种阻力损失主要源于气固两相流与筒体固壁间的摩擦，其大小与旋转切向速度和固壁光滑度等因素密切相关。降低进口面积和进口速度是减少旋风筒沿程阻力的有效方法，进而降低整体阻力。

旋风筒的固气分离功能主要依赖于离心力。若进口风速减小，固气分离效率将受到影响。内筒延长对提高分离效率具有积极作用，同时，它能减轻空气短路现象如果进口下部风速过快，会导致短路现象加剧，进而降低分离效率。因此，在延长内筒的同时，需注意进口下部的风速调整。

(1)C2改造

C2旋风筒已进行了降阻技改。在原设计基础上，对旋风筒进风口向下扩大了0.62m，旋风筒进口面积增大到8.88m2，经计算，进口风速20.3m/s。

在已改的旋风筒基础上，综合采用将下斜边角度调整为45°、向下扩大0.7m、向内扩大0.25m的方法，将旋风筒进口面积增大到11.76m2，相同产量及相同拉风条件下，进口风速降低到15.3m/s，旋风筒内筒深度同步加高0.7m。

阻力损失预计降低114Pa，C2改造示意图如图1。??

(2)C3改造

C3旋风筒已进行了降阻技改。在原设计基础上，对旋风筒进风口向下扩大了0.5m同时向外扩大0.4m，旋风筒进口面积增大到10.37m2，经计算，进口风速20.5m/s。

在已改的旋风筒基础上，综合采用将下斜边角度调整为45°、向下扩大0.72m、向内扩大0.169m的方法，将旋风筒进口面积增大到13.75m2，相同产量及相同拉风条件下，进口风速降低到15.4m/s。旋风筒内筒深度加高350mm。

阻力损失预计降低140Pa，C3改造示意图如图2。??

(3)C4改造

C4旋风筒已进行了降阻技改。在原设计基础上，对旋风筒进风口向下扩大了0.6m同时向外扩大0.4m，旋风简进口面积增大到11.42m2，经计算，进口风速20.3m/s。

在已改的旋风筒基础上，综合采用将下斜边角度调整为45°、向下扩大0.7m、向内扩大0.21m的方法，将旋风筒进口面积增大到15.46m2，相同产量及相同拉风条件下，进口风速降低到15.0m/s。旋风筒内筒深度加高500mm。

阻力损失预计降低150Pa。C4改造示意图如图3。??

(4)C5改造

C5旋风筒已进行了降阻技改。在原设计基础上，对旋风筒进风口向下扩大了0.8m，旋风筒进口面积增大到11.33m2，经计算，进口风速21.48m/s。

在已改的旋风简基础上，综合采用向下扩大1m、向内扩大0.10m的方法，将旋风筒进口面积增大到14.33m2相同产量及相同拉风条件下，进口风速降低到16.99m/s。旋风筒内筒深度加高650mm。

阻力损失预计降低150Pa，C5改造示意图如图4。??

经过对C2～C5旋风筒改造后，C2～C5各级阻力损失总和在现有基础上降低约1000～1200Pa，高温风机功率下降80～100kW，熟料单位电耗下降1kWh/t。

2.2篦冷机改造

增加热负荷最高(也是热交换效率最高)的固定阶梯梁，延长固定阶梯区域的长度，增加此处的料层后以此进一步提高热交换效率。增加充气梁数量，可以有效用风效率更高的充气梁替代原风室供风型式的篦板梁。

应用阻料篦板可以在于降低两侧物料的流动速度使物料能与冷风有充足的时间进行热交换，以达到减缓、消除“红河”的目的。使用阻流板，物料离开冷机进入破碎机阶段，改