水泥熟料線燒成系統節能降耗技術的研究與應用

李樂意

（安徽海螺水泥股份有限公司 安徽 蕪湖241000）

0 引言

中國水泥生產主要消耗的燃料為煤，位列工業用煤的第三位；同時設備運行時將帶來大量的電耗[1-2]；生產線污染物的排放問題一直也是水泥行業的研究重點。隨著水泥工業技術的發展，水泥裝備的更新，工藝技術的改善，新材料的使用，一些較老生產線的技術指標與新線相比具有較大差距，已經不能滿足智能化、高能效、低排放的目標。就某5 000t/d水泥熟料生產線綜合節能技術改造項目進行對比，分析評價技改前后各項技術指標的實施效果。

1 水泥熟料生產線運行現狀

技改前為了充分了解某5 000t/d水泥熟料生產線的實際運行情況，對正常運行時該生產線的技術指標進行調研分析，具體指標如表1所示。

表1 改造前生產線各項技術指標

調研結果顯示該生產線實際生產過程中噸熟料標煤耗約為108kg/t.cl，熟料綜合電耗為56kwh/t.cl左右，綜合能耗較高。為進一步降低生產線煤耗和電耗等技術指標，需對該生產線進行針對性綜合節能技術改造。主要改造包括粉磨系統、窯尾預熱器系統以及回轉窯系統。

2 綜合節能技改措施

通過對該生產線運行工況進行調研，分析發現目前該生產線主要存在預熱器出口溫度高，負壓大，各級旋風筒之間溫差較大，窯尾預熱器出口C1匯總處至高溫風機段管道壓損接近1 300Pa，燒成系統表面散熱損失較高，生料制備電耗和熟料綜合電耗偏高等問題。結合實際生產中存在的問題，針對性提出技改方案，本項目主要從節煤和節電兩個角度進行技術改造。

針對預熱器出口溫度高，負壓大和各級旋風筒之間溫差較大的問題，可結合預熱器系統規格參數對旋風筒進風口和蝸殼結構進行局部改造，換熱管道的優化設計以及下料點的重新布置等，以達到降低系統熱耗的目標；結合目前分解爐爐容較小的問題，可將分解爐擴容至2 400 m3左右，延長氣體在爐內停留時間，增加分解爐的預分解能力，配套優化3次風管入爐位置、噴煤點和C4下料管設計，使煤粉得到充分燃燒，進一步降低系統熱耗；同時通過優化預熱器C1出口至高溫風機段管道設計，降低該段管道壓損以節省電耗；對于生料制備電耗偏高的問題可采取將生料立磨改為輥壓機終粉磨系統，進一步降低生料制備電耗。

3 綜合節能技改前后效果對比

通過以上節煤和節電技改措施，對試運行生產線進行跟蹤調試并檢測各項關鍵性技術指標實施效果，結果表明生產線技改效果明顯，各項指標均得到改善提升，改造前后生產線各項技術指標對比如表2，具體指標數據分析如下：

表2 改造前后生產線各項技術指標對比

3.1 燒成系統熱耗降低

（1）技改后燒成系統熱耗由改造前756 kcal/kg.cl降低為690 kcal/kg.cl左右，標煤耗由108 kg/t.cl降低為99 kg/t.cl左右，熱耗較改造前降低了8%左右。

（2）技改后預熱器出口溫度和壓力均降低，溫度降低20℃左右，預熱器出口負壓降低500Pa左右。

（3）使用新型耐火材料后預熱器系統（含C1～C5旋風筒及連接風管、分解爐及延伸管、窯尾煙室、三次風管、C1～C5下料溜管、窯頭罩等）表面散熱大幅降低。最高溫差約為80℃，平均溫差在30℃左右，燒成系統表面散熱降低為62 kcal/t.cl左右，較技改前72 kcal/t.cl降低了10kcal/t.cl左右。燒成系統熱工設備殼體技改前后溫度對比如圖1所示。

圖1 燒成系統熱工設備殼體技改前后溫度對比圖

3.2 燒成系統電耗降低

技改后生料制備電耗由17 kwh/t.cl降低為14kwh/t.cl，降低了3kwh/t.cl；熟料綜合電耗小于48kwh/t.cl，降低了8kwh/t.cl左右，技改后電耗降低效果顯著。

4 結語

通過對該項目采用節煤和節電的綜合節能技改措施，生產線的熱耗指標和電耗指標均得到一定程度的改善，技改效果總結如下：

（1）熱耗指標降低：技改后預熱器出口溫度降低了20℃左右；燒成系統表面散熱量約降低10kcal/t.cl；燒成系統總熱耗較改造前降低了8%左右。

（2）電耗指標降低：技改后生料制備電耗降低了3kwh/t.cl；熟料綜合電耗降低了8kwh/t.cl左右。