石灰回轉窯供熱節能優化改造

陸懷銀

（嘉峪關大友嘉鎂鈣業有限公司， 甘肅 嘉峪關 735100）

0 前言：

近年來隨著工業的發展，社會對能源的需求越來也高，能源價格也不斷上漲，在石灰回轉窯的生產過程中，燃料成本占比越來越高。通過對石灰回轉窯進行供熱節能優化改造，降低能源消耗，不僅可以提高經濟效益，而且可以降低污染，保護環境。傳統的煅燒工藝尾氣一般采用重力沉降的方式除塵，但是難以達到標準，造成了一定的環境污染，通過優化改造可以改善這一點。

1 石灰回轉窯的概述

石灰回轉窯主要用定型耐火磚為材料修建，修建方式分為縱向修建與橫向修建。在石灰回轉窯的生產過程中，窯內的耐火磚磚縫間會產生縱橫向的竄氣，從而導致窯皮溫度升高。耐火磚不僅要面對熱沖擊、窯氣侵蝕、物料磨損等問題，而且還要面對殼體耐火磚振動和擠壓的應力。窯體的耐火磚不僅強度高，而且在修建時要精心施工，嚴格保障施工工藝。

石灰回轉窯的改造主要注重節能減排降耗，可以通過選用預制磚和澆注料混砌，創新修建方式，將耐火材料錨固在窯殼之上，解決竄動問題，這樣保溫材料不受壓強限制，就可以選擇隔熱性能更好的隔熱材料，提高保溫效果，從而降低窯皮溫度和熱量損失。

2 石灰回轉窯能耗高的因素

石灰回轉窯的如要物理是塊狀石灰石，對窯內造成的磨損比較嚴重，而且石灰回轉窯會因為一些意外的原因停開窯，溫度變化對耐熱材料的穩定性提出了很高的要求。石灰回轉窯的設計施工主要是環型砌磚，實際使用情況中磨損嚴重，甚至會出現掉磚的情況，造成停窯檢修，對生產效率影響比較大；而且這種修建工藝，無法選擇質量較大的更好的耐火和保溫材料，導致了窯體的隔熱性能差，窯外體的溫度高，熱量損失大，對能源造成了一定的浪費。

石灰回轉窯的生產成本高，主要是以下幾個因素造成的：

（1）石灰回轉窯襯磚強度低，導致無法安裝性能更好質量更大的耐火與保溫材料，導致窯體溫度高，熱量的損失大；

（2）石灰回轉窯技術落后，熱能利用低；

（3）除塵器落后，不僅使用壽命短而且煙氣溫度高，未利用煙氣余熱，造成了余熱浪費。

因此提高回轉窯建筑的強度，加裝質量更大性能更好的耐熱保溫材料，降低窯體溫度，提高能源利用率，并充分利用煙氣余熱是石灰回轉窯供熱節能改造的方向。

3 石灰回轉窯供熱節能優化改造的措施

（1）石灰回轉窯窯體襯磚改造：石灰回轉窯窯體襯磚的使用條件苛刻，燒成帶的溫度高，冷卻帶的溫度低，而且活性石灰的性質是堿性，腐蝕性強，再加上因意外故障開停窯，窯體的溫度變化頻繁，導致窯體襯磚易松動掉落，最終降低石灰回轉窯的保溫性能。因此為降低窯體的溫度，提高石灰回轉窯襯磚的壽命，石灰回轉窯的窯體襯磚要具有抗堿性腐蝕、耐高溫、耐磨損以及熱穩定性強等特點。一般的石灰回轉窯的窯體襯磚是鎂鉻磚，屬于堿性耐火磚，具有抗高溫，抗堿性腐蝕等優點，但是這種磚的熱穩定性差，抗熱疲勞性差，使用壽命較短，長時間使用易掉落，降低窯體的保溫效果。經過研究分析將單層鎂鉻磚改造為雙層結構，在修建窯體時采用火泥濕砌方式，并停用膨脹縫紙板，可以有效避免耐火磚停窯時出現環隙。

（2）提高石灰回轉窯的熱能利用率：活性石灰回轉窯燃燒器設計為生產運行幾年后，在高溫狀態下易變形，并且會被煤氣和空氣磨損，燃燒器煤焦油積垢后會堵塞，難以調整火焰，會導致能源不能充分利用，浪費資源。因此，對燃燒器的結構進行改造，充分利用能源，降低能耗。通過在燃燒器的不同風口加裝控制閥，實現對不同風口的單獨調節，通過調節噴出口的面積和風速提高能源燃燒率和熱量利用率。這種改造主要有以下特點：燃燒器火焰形狀調節方便，可以根據實際情況調整火焰，通過風口的面積和風速調節，降低火焰的沖刷，可以延長石灰回轉窯的窯體襯磚壽命和周期；降低進風量的同時提高能源的利用率，不僅節約能源而且由于風量小，高溫風機的風門開度也適當減小，電耗也降低了；通過調節風口面積與風速，石灰回轉窯的溫度易控制，成品冷卻速度快，從而提高了生產效率。

（3）回收煙氣余熱，提高熱利用率：石灰回轉窯的煙氣中含有大量熱量，直接進入布袋除塵器對結構的損傷比較大，因此一般在設計時會使用摻冷風的方法降低煙氣溫度，煙氣余熱未回收利用浪費了熱量。通過在煙氣出口加裝熱回收系統，對煙氣余熱回收利用，通過換熱器和高溫風機把風加熱后引入一次風道，可以降低一次風加熱所需的能源，再增加風水換熱器，可以作為公司生活用水的熱源，不僅可以延長布袋除塵器的壽命，而且可以降低能耗，提高熱量利用率，提升石灰回轉窯的經濟效益。真正改造為節能環保型活性石灰回轉窯。

4 節能環保型活性石灰回轉窯的關鍵設備

（1）豎式預熱器：活性石灰窯的產量不同豎式預熱器的大小形狀和覆蓋面積不同；豎式預熱器內應用低壓設備降低煙氣阻力和排煙設備動力需求，而且回收利用煙氣熱量可以直接預熱生產原料，提高原料溫度的同時降低了廢氣的排出溫度，延長了布袋除塵器的使用壽命；豎式預熱器的加料設備穩定可靠；豎式預熱器的料倉料層高度穩定主要由料位計控制；豎式預熱器的結構簡單，修建方便而且其中的設備都是靜設備對維護的要求低。

（2）回轉窯：回轉窯是主體設施，規模應用設計產量要求相符，進料出料的傳動設備要求穩定可靠，調節方便；進出口都要有可靠實用的密封結構，同時在意外斷電時要有備用驅動設備。

（3）豎式冷卻器：豎式冷卻器的不同區域具有獨立控制單元，并且冷卻風直接冷卻產出物，具有效果好，出灰溫度低，熱量回收率高等特點，并且豎式冷卻器內都是靜設備，維修率較低。

（4）燃燒裝置：燃燒裝置要根據窯體的形狀和規模進行配置，關鍵的組成結構要采用可靠性強的耐高溫結構，并且通過對風口面積和風速流量的控制，實現對火焰的調節控制，將助燃空氣與燃燒能源充分混合燃燒，提高能源利用率。

5 石灰回轉窯供熱節能的優化改造效果

通過優化改造石灰回轉窯的結構，加強窯體襯磚的強度，可以使用質量和性能更好的耐火保溫材料，避免生產過程中的掉磚現象，提高了材料穩定性，強度的同時降低了故障率和維修工作。通過實際應用看出在對石灰回轉窯優化改造后，窯體的溫度降低、能源消耗降低，污染物排放減低、單次運行生產時間加長，不僅提高了生產效率和經濟效益，而且節約了能源，實現了可持續發展。尤其具有豎式預熱器和豎式冷卻器的節能環?；钚允一剞D窯，與改造后的布袋除塵器配合，不僅實現了對煙氣余熱的吸收利用，而且煙氣產生少且污染物少，做到了達標排放，同時降低了能源消耗和生產成本，是目前比較先進的活性石灰回轉窯系統。

6 結束語：

隨著綠色經濟的發展，可持續發展已經成為主題，活性石灰回轉窯生產工藝是高能耗的系統，通過優化改造實現節能降耗非常有意義。通過分析石灰回轉窯的結構與能耗特點，對石灰回轉窯的構建材料和建筑結構進行優化改造，改進燃燒器、工藝以及風口調節等裝置，然后增加對煙氣余熱的吸收利用，不僅可以降低能耗而且可以延長石灰回轉窯的使用壽命，提高石灰回轉窯的生產效率和經濟效率。