5000t/d水泥窯系統節能降耗改造

(吉林省建筑材料工業設計研究院， 吉林 長春 130062)

某水泥廠有已運行七年之久的水泥窯，由于當地處于2400m的海拔高度上，所以在熟料生產上生產能力只能維持在4700t/b的水平。其中水泥窯系統的主機裝置主要有：窯頭燃燒器、一次風機、頭排風機、回轉窯、窯尾預熱器、窯尾高溫風機以及風機電動機、分解爐用燃燒器、篦式冷卻機。文章以此為例對水泥窯系統能節能降耗改造進行具體的分析。

1 改造前存在的主要問題分析

一是，喂料不穩問題。正常情況下水泥窯的喂料量處于每小時395t的水平，在此情況下，空載電流為120A、入窯斗提的平均電流處于235A至245A的范圍內，電流波動最大程度處于±15A的水平，從而導致喂料波動出現了60t/h的差距。喂料不穩問題會導致窯系統的煅燒出現質量問題。經過配件更換以及增加沖板流量計也未徹底改善此問題[1]。

二是，喂煤不穩問題。此案例中窯系統的的喂煤精度較差，主要是由于轉子秤不穩造成的運行中經常出現故障，同時，喂煤管道因內徑尺寸設計問題，存在脈沖現象，在進行送煤過程中存在煤粉沉積的問題，在運行過程中需要通過送煤風機的配合才能完成生產，所以造成了電力能源浪費。

三是，分解爐熱工不穩問題。由于喂料與喂煤都存在不穩定的問題，從而影響了分解爐內部燃料燃燒情況，導致系統內溫度不能處于穩定狀態，溫差甚至超過了10℃的范圍，而且溫度波動的頻率十分頻繁，平均三個多小時就會出現一次，嚴重的影響了煅燒質量；并且燃料燃燒不完整的情況嚴重影響了能源的利用率；再加上溫度不穩定工作人員需要頻繁進行調試，增加了人工工作量[2]。

四是，預熱器撒料存在問題。此窯系統中使用的是圖 1所示結構的預熱器，這種預熱器的東西兩側溫度持續處于不平衡的狀態下，所以因溫度存在較大差異，筒壓也出現差別，當預熱器hld＜0.7、（h＋s）/d＜1.5的情況下，預熱器發生短路的幾率較高。所以預熱器不合理嚴重影響了其撒料效果。

圖1

五是，預熱器下料管管徑小，經常出現堵塞問題。窯系統煅燒材料中含有大量的堿，預熱器的很多下料管都需要頻繁結皮才能完成，但一些下料管因過于頻繁操作，出現了結皮垮落的情況，而且有些下料管的管徑要明顯小于其它部位的下料管，這樣導致厚結皮無法正常順暢的通過，從而出現了下料管堵塞的問題。此水泥廠每年處理下料管堵塞問題的頻率是每月1.5次，這也成為該廠生產工藝管理以及生產效率控制的主要難題[3]。

六是，冷卻機效果不明顯問題。此水泥廠使用的是篦式冷卻機，在使用過程中發現了以下幾個主要問題：一是，進行熟料急冷時效果差。冷卻機高溫段穩流閥部位設置了諸多彈簧，一旦彈簧出現失靈的問題，自動進行分風的功能就無法發揮作用，從而導致風量較小，智能對薄料的表層進行處理，無法把風送到需要的地方。而從監控中可以看到，固定段內冷卻中存在明顯的吹透問題，從而無法有效進行溫度控制，這樣溫度持續偏低會嚴重影響煅燒質量。二是，風室配置存在不合理的問題。冷卻機主要有六個風室，其中四個風室的面積過大，風機之間也設置隔墻，無法保障鼓風機的電流處于平衡狀態，同時也證明鼓風機產生的風力存在很大的差別；在這樣的情況下，風室的不嚴密，無法保障冷卻空氣作用到熟料層[4]。三是，驅動程序中液壓缸過小，當料層過厚時，就會出現崩管等問題，所以生產過程中需要調節料層的厚度來完成施工。四是，冷卻過程中對熱回收效率過低，偶爾會出現紅料情況。

2 節能降耗改造的主要措施分析

解決喂煤不穩問題的措施：將原窯系統中使用的計量系統替代為轉子秤，重新進行吸塵器型號選擇，并調整了吸塵器的吸塵位置，避免因憋風問題導致下料不暢通問題的出現；并且通過使用轉子秤能夠提高計量的精準性，降低漏風的影響，保障下料的可靠、順暢進行。

解決尾煤送煤過程中管道存在脈動問題的措施：縮小原有尾煤管道內徑，調整為Φ273毫米。

解決喂料不穩問題的措施：將原窯系統中使用的DRW秤以及電控系統用TSLC生料秤進行替代。

解決預熱器撒料效果差問題的措施：針對預熱器系統中存在問題的下料口，重新進行分解爐改造，增加撒料盒的數量，并更改改料盒的形狀，從而避免表面撒料不均等問題的出現。

解決下料管堵塞問題的措施：針對預熱器下料管堵塞問題，可將管徑下料管更換為管徑大的下料管。例如將內徑擴大到850毫米。

解決篦式冷卻機問題的措施：一是，改造固定篦板，將原有的 5排延長至 7排，從而要向破碎機方向移動連桿裝置 800毫米，為兩排篦板提供位置，增加篦板后，原有的支撐、橫梁等裝置要重新進行制作與安裝；并增加高壓風箱的個數，遷移潤滑油路管道；重新組合急冷單元、增加臺風機數量，保障臺風機作用的發揮；并更換葉輪，增加風壓，提升急冷效果以及熱回收效率。二是，改造活動床，為了保障風機能夠單獨進行供風，應增加風室設置：加長固定床，保障風室之間有隔墻設施，并將單獨風室劃分成兩個單獨的小風室，保障能夠實現每臺風機單獨供風。但由于風室可以分割，液壓系統無法分割，所以必須更換葉輪。這樣能夠有效降低風機的消耗能力。三是，拆除活動床中間的分風閥，以便減小成產過程中的阻力，同時要清洗并更換料層薄兩側的分風閥，保障分風功能正常進行，避免系統運行過程中，自動分風功能失效的問題，出現系統憋風情況。四是，要確定合理的觀察位置，保障能夠檢測到篦式冷卻機側面的運行情況，這樣能夠標注出運行的高溫位置，從而觀察料層厚度是否與冷卻機性能相符合，從而改造液壓系統，避免料層過厚影響冷卻機工作效果[5]。

除此之外，在工藝上完成節能降耗改造后，也要注意到工藝管理上存在的問題，統一窯系統運行參數，并嚴格按照參數進行系統內設備調試；通過強化監督系統建設，嚴格管理工作人員的操作行為，并與隨意調試設備參數的工作人員要給予嚴厲的懲罰，從而保障節能降耗的有效落實。

3 結束語

綜上所述，隨著市場環境競爭程度的越演愈烈，水泥工業也在不斷通過工藝、管理上的措施降低生產消耗，保障自身的利益的獲取。但由于水泥窯系統內存在的問題，嚴重的影響了生產質量以及生產消耗，所以，文章以某水泥廠5000t/b水泥窯系統為例對節能降耗改造措施進行了分析，希望能夠為水泥工業的發展與改造提供參考，從而促進我國水泥工業的持續發展。

[1]張立華.5000t/d及 2500t/d生產線預熱器節能改造[J].中國水泥,2017,30(12):103.

[2]焦繼先,尚再國,韓博文.5000t/d水泥窯系統節能降耗改造[J].水泥,2017,29(12):22-26.

[3]陳廷偉,劉勁松,鄧榮娟, 等.5000t/d生產線燒成系統的節能改造[J].水泥,2014,22(11):39.

[4]尹號,李堅.兩種水泥窯余熱鍋爐蒸汽利用技術的比對分析[J].四川水泥,2017,33(5):5,293.

[5]劉仁德.適用于 5000t/d預分解窯的節能煅燒技術改造[J].四川水泥,2013,21(1):102-109.