改進篦冷機系統(tǒng)熱回收效率 提高余熱發(fā)電量

周文良

（四川嘉華企業(yè)〈集團〉股份有限公司，樂山市614003）

我公司有一條由南京院設(shè)計的2500t/d熟料生產(chǎn)線，建廠時只預留了篦冷機的余熱發(fā)電接口，并沒有配套建設(shè)余熱發(fā)電。2011年3月與一企業(yè)簽訂了4.5MW純低溫余熱發(fā)電總包合同。該項目于2012年5月投產(chǎn)，經(jīng)過調(diào)試改造，余熱發(fā)電指標達到了合同要求。

1 提高余熱發(fā)電的常用措施

余熱發(fā)電利用的熱源分窯頭和窯尾兩部分。窯尾部分氣體量和氣體溫度比較穩(wěn)定，很少由于窯尾的原因造成余熱發(fā)電的波動。窯頭部分由于受回轉(zhuǎn)窯煅燒、三次風閥開度、篦冷機操作、煤磨取風、窯頭余風的排放等多重因素的影響，氣體量和氣體溫度波動要大得多。

余熱發(fā)電量的高低主要受回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的廢氣量、廢氣溫度的影響。提高余熱發(fā)電量主要應(yīng)從提高廢氣溫度和提高用于余熱發(fā)電的廢氣量入手。所以，要提高AQC鍋爐蒸汽量，一方面要改善篦冷機的冷卻效果，提高篦冷機的熱回收效率；另一方面要合理利用篦冷機回收的熱量。我們針對影響窯頭AQC鍋爐蒸汽量的幾個問題進行了處理，提高了余熱發(fā)電量。

2 原工藝系統(tǒng)基本情況

篦冷機的性能參數(shù)見表1；篦冷機一室風機性能參數(shù)見表2。

表1 篦冷機性能參數(shù)

表2 篦冷機一室冷卻風機性能參數(shù)

3 窯頭余熱發(fā)電的影響因素與解決措施

3.1 篦冷機風機風壓問題

工廠投產(chǎn)后，二次風溫長期徘徊在1050℃左右，出篦冷機的熟料溫度在160℃以上，二次風溫同國內(nèi)同規(guī)模生產(chǎn)線相比要低100℃。篦冷機“堆雪人”頻繁，平均一個月要發(fā)生一次。根據(jù)中控顯示：篦冷機入口階梯梁風機和最前端固定梁風機，都是在風門全開的情況下，電機電流卻只達到額定電流的65%。冷卻風機鼓入的風量明顯偏小，初步認為“堆雪人”是篦冷機入口的階梯梁風機和前排的充氣梁風機的風壓偏小，不能及時冷卻篦冷機入口的熟料所致。

篦冷機風機的改造及效果：針對篦冷機前端冷卻差的問題，我們對冷卻風機進行了改造，將篦冷機入口原來的階梯梁風機改作篦冷機最前排的充氣梁風機，重新購買階梯梁風機。改造后的冷卻風機性能見表3。

表3 改造后的風機性能參數(shù)

剛改造過的5704A、5704B風機的風門開到70%時，電機電流就已達到額定電流，冷卻風機鼓入的風量增加明顯。后來將5704A、5704B的電機功率從55kW改為75kW并加裝了變頻器，在風機風門全開的情況下，電機電流穩(wěn)定在122A。

經(jīng)過對冷卻風機的改造，篦冷機的冷卻效果大為改善：入窯二次風溫能長期維持在1150℃以上，出篦冷機的熟料溫度長期在130℃以下，熟料熱回收效果提高明顯，篦冷機“堆雪人”的情況未再發(fā)生。

3.2 篦冷機擋墻和取風口的問題

由于公司生產(chǎn)線建設(shè)時并未同期配套建設(shè)余熱發(fā)電項目，篦冷機余熱利用主要考慮的是二、三次風溫。由于篦冷機排出的過剩風量較大，排風口的位置只要不影響回轉(zhuǎn)窯的二、三次風就可以。未建余熱發(fā)電時篦冷機擋墻和取風口的位置見圖1。

圖1 改造前的篦冷機擋墻和取風口的位置

新上余熱發(fā)電項目后，篦冷機的余熱就需要合理充分的運用，原來篦冷機不利于利用的部分就需要改掉。舊的篦冷機擋墻主要作用是將回轉(zhuǎn)窯用風和過剩風分隔，而余熱發(fā)電投運后，擋墻的主要作用就變成將回轉(zhuǎn)窯用風和余熱發(fā)電用風、過剩風分隔開來。擋墻的位置就需要改到過剩風的排風口附近。

原篦冷機的煤磨取風口在篦冷機的一段，取風口溫度一般在380～420℃，而我公司入磨氣體溫度達到250℃時，就可滿足煤粉烘干的需要，所以煤磨入口的冷風閥長期處在40%的開度，造成高溫氣體的浪費，而且由于冷風閥長期處于較大開度，造成整個系統(tǒng)的電耗偏高。煤磨取風口與處在一、二段之間的余熱發(fā)電取風口位置過近，也不利于余熱發(fā)電的抽風。

擋墻和取風口的改造：篦冷機擋墻位置由一段改到二段。煤磨取風口由原來的在余熱發(fā)電取風口之前改到余熱發(fā)電的取風口之后并靠近改后的篦冷機擋墻。改造后的擋墻和取風口的位置見圖2。

圖2 改造后的擋墻和取風口的位置

改造后，煤磨入口的熱風基本都在260～300℃之間，入口熱風閥基本處于關(guān)閉狀態(tài)，整個系統(tǒng)總的電耗降低了，提高了余熱發(fā)電量。

4 生產(chǎn)操作上的調(diào)整

4.1 一段篦床操作的調(diào)整

原來的篦冷機一段采用的是長行程低頻率的操作，行程：110～120mm；頻率：8～10次/分鐘；后來改為短行程高頻率的操作：一段行程：85～90mm；頻率：10～12次/分鐘。

4.2 余熱發(fā)電操作參數(shù)的調(diào)整

在余熱發(fā)電投產(chǎn)后較長時間內(nèi)，窯頭AQC余熱鍋爐入口負壓都保持在-300Pa左右。窯頭余熱發(fā)電量低，除了與廢氣溫度有關(guān)外，更與入余熱鍋爐的廢氣量有很大關(guān)系。后將余熱鍋爐入口負壓調(diào)整到-500Pa，較大地增加了入窯頭鍋爐的廢氣量。

5 余熱發(fā)電量的變化

通過對篦冷機的一系列改造及生產(chǎn)操作參數(shù)的調(diào)整，公司余熱發(fā)電量逐月上升，2013年各月噸熟料余熱發(fā)電量情況見表4。

表4 2013年各月噸熟料發(fā)電量