窯頭余熱在水泥粉磨系統節能提產改造中的應用

吳紅波，楊立強，陳昌友

（云南建工云嶺水泥有限公司 云南 昆明 650220）

0 引言

該生產線主要生產PPS32.5R、PPS42.5 和PO42.5 水泥，水泥粉磨時混合物料有熟料、磷渣、磷石膏、粉煤灰等，磷渣和磷石膏水分含量較高，配合完成物料的綜合水分PPS32.5 達到4.97%雨季甚至達到5.62%（詳見表1）。在水泥粉磨過程中，發現當物料綜合水分超過3%時就會給水泥粉磨系統工況帶來一系列的問題，水分越高影響越大，具體表現為：物料粘附在設備通道內壁形成厚厚的結皮腐蝕設備、還會造成堵料塌料、電機燒、入到磨內物料會結塊堵塞隔倉板孔、糊磨、飽磨等，還會腐蝕設備，縮短設備使用壽命，最終導致了設備運轉率低、臺產低、能耗高，直接影響到公司的生存。

表1 物料配比及水分

1 工藝流程與存在問題

1.1 工藝流程

該生產線采用的是輥壓機+管磨機聯合粉磨系統：物料經配料后通過入料輸送帶輸送至穩流倉，經輥壓機碾壓后通過回料提升機提升至打散分級機，打散分級后，粗物料流回穩流倉再次進入輥壓機繼續碾壓，細物料通過料管入磨機，在此過程中磨頭收塵器在磨頭排風機的引風下，將循環打散分級系統內部空氣往外抽，粉塵通過磨頭收塵器過濾后進入磨機終粉磨，設計產能65t/h。

圖1 水泥粉磨工藝流程圖

1.2 存在問題

在生產過程中，PPS42.5 混合物料的水分波動在2%～3%之間，臺時產量基本能夠保持在70～75t/h 范圍內波動，糊磨、飽磨等不良工況也極少出現；粉磨PPS32.5 水泥時不但產量低，還同時出現了糊磨、飽磨、糊袋等一系列不良工況。通過對比分析，同期物料來源相同，最大的差別就是物料的綜合水分，水分就是問題的關鍵。

2 技改內容

2.1 實驗

如圖2 所示，采取簡易方法，通過增加兩個燃煤火爐，將燃燒產生的熱氣分別引入到打散分級系統的粗物料通道和細物料通道，在磨頭排風機的引風作用下，使熱風充滿整個循環碾壓打散分級系統，熱風與物料充分的接觸，迅速帶走物料中的水分，在不增加額外的烘干設備跟工藝過程的情況下對物料進行烘干。

在粉磨PPS32.5 水泥時，物料綜合水分經過烘干后由4.91%～5.62%降低到2.1%～3.2%，有效改善了物料粘附在設備通道內壁形成厚厚的結皮腐蝕設備、堵塞物料通道，入到磨內物料會結塊堵塞隔倉板孔、糊磨、飽磨等，節約了大量人力經常停產清理，臺時產量也由62.81t/h 提高到了70.5t/h。

在粉磨PPS42.5 時，物料綜合水分降到1%左右，產量烘干前持平，反而造成了輥壓機內的料層不穩定，停止烘干，料層不穩定現象消失。物料中含有一定的水分對水泥粉磨是有利的，在我公司2%～3%的水分比較適合。

表2 烘干前后不同品種水泥參數對比表

2.2 窯頭余熱利用

通過增加燃煤爐的實驗，降低水分后，產量提升、臺時電耗降低明顯，扣除增加的煤耗，效益十分顯著，但對環保不利。于是考慮將窯頭余熱（除用于煤磨烘干等，仍有60 000m3/h，200℃的廢氣需要排放）來替代燃煤爐。

熱量計算：

60 000m3/h，200℃的廢氣降低到100℃放熱：

式中：Cp=1.34kj/kg.℃

Q放=10 403 760kj/h

實驗時：投料量70t/h，水分由5.62%下降2.5%到3.12%，用煤129.17kg/h。

Q煤=M*Qnet

式中：

M=129.17kg/h； Qnet=21771.36kj/kg

Q煤=2 812 206.6kj/h

Q放/ Q煤=3.7，廢氣放熱3.7 倍于燃煤產生的熱量，利用磨頭現有排風機（28 000m3/h）就能滿足要求。

實施方案：

從篦冷機廢氣出口取風，管徑Φ=1m，通過架設管道，如圖2 所示將熱風引入，替代煤爐熱風，取得同樣的效果。

圖2 煤爐烘干與窯頭余熱烘干

2.3 收塵器改造

在對水泥粉磨系統進行了熱工改造后，水分隨著排風被帶到收塵器中，在低溫天氣，水氣和粉塵粘結到收塵器濾袋上，造成糊袋，通過對磨頭收塵器的改進，將收塵器袋籠、濾袋數量從455 條的數量480 條，將收塵器袋籠、濾袋尺寸由Φ130×2 500 提升至Φ130×3 000，使得收塵器的總過濾面積由465m2增加至585m2，增加收塵器過濾面積，狀況有改善。但半個月還是需安排人員對收塵器風道、料道、濾袋、袋籠進行系統的清理維護。我們目前仍然在風道結構、濾袋新材質上不斷進行探索嘗試，在資金投入與實際效果之間找到新的平衡點。

3 結語

改造后，一是水泥產量得到穩步提升， 32.5水泥臺時產量增加12.2%，耗電下降16.28%。二是在保證質量和滿足相關產品標準的要求，可以提高工業廢渣的加入量，取得量好的經濟和社會效益。