水泥廠C1 筒節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用

浙江長廣（集團(tuán)）有限公司長廣企業(yè)服務(wù)分公司 任 亮

■概況

浙江長廣水泥公司2500t/d 的熟料生產(chǎn)線于2004 年7 月建成投產(chǎn)，使用的是五級旋風(fēng)預(yù)熱器，其原理是出窯煙氣從預(yù)熱器中通過，同時(shí)使入窯前的生料粉末在預(yù)熱器中懸浮，與煙氣進(jìn)行熱交換，提高入窯前生料粉的溫度。

■存在問題

當(dāng)前企業(yè)面臨環(huán)保壓力越來越大，而另一方面企業(yè)追求節(jié)能減排，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況加以改造。

五級預(yù)熱器原理如圖1 所示。由于C1 筒內(nèi)的氣固分離效率低于90%，有10%～13%的粉塵隨煙氣逸出，表現(xiàn)為C1排出的溫度在360～380℃，存在較多的熱量和煙塵排入大氣，增加了電除塵的壓力和能量浪費(fèi)。

圖1 五級預(yù)熱器原理圖

■原因分析

新型干法生產(chǎn)線懸浮式預(yù)熱器是在各級旋風(fēng)筒中進(jìn)行熱交換和原料粉的收集，主要工藝流程為生料粉由上而下，出窯熱風(fēng)由上而下，為了熱交換盡可能的進(jìn)行徹底，采用的是切向反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)筒，以多級串聯(lián)形式排列，同時(shí)造成了沿程阻力損失和局部阻力損失，局部損失主要發(fā)生在旋風(fēng)筒入口，椎體部分和內(nèi)筒入口處，這是因?yàn)樾L(fēng)筒中心處強(qiáng)制渦和內(nèi)筒入口處的“短路氣流”交匯，形成強(qiáng)烈的摩擦并造成較大的壓力損失，“短路氣流”不僅產(chǎn)生壓力損失，還會(huì)帶走大量細(xì)粉，降低旋風(fēng)筒的分離效率。

■處理措施

基于C1 筒的基本結(jié)構(gòu)，原料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒之后，要使其分離出來就得取決其切向速度，它使原料受到離心力的作用，粉料末的密度大，在離心力的作用下，粉料沿邊壁運(yùn)動(dòng)并向下下滑，最后從錐形底部排出。

切向速度不僅對分離效率產(chǎn)生極大的影響，同時(shí)也反映旋轉(zhuǎn)動(dòng)能損失量，那么降低切向速度的衰減就顯得很有必要，“短路氣流”在內(nèi)筒入口處有極大的阻礙作用。若在C1 筒內(nèi)筒直筒下連接一個(gè)錐形整流器，那么筒內(nèi)筒中的中心強(qiáng)制渦流從整流器下端進(jìn)入時(shí)，可以減小“短路氣流”對中心渦流的影響，縮小了進(jìn)風(fēng)口的面積，改變了渦流風(fēng)流方向，可以減少內(nèi)流風(fēng)和外流風(fēng)“紊流”和“短路氣流”，也減小了細(xì)粉從筒內(nèi)筒中逸出，減輕了電除塵的壓力。

■錐形整流器的參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）材料：δ=8mm，16Mn 的耐磨鋼板和δ=6mm A3 鋼板。

（2）結(jié)構(gòu)：C1 筒內(nèi)筒下端直徑與錐形整流器的上端直徑相等，且整流器上端有螺孔，用法蘭與C1 筒內(nèi)筒下端相連,由于旋風(fēng)筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對稱，因此中心強(qiáng)制渦流也會(huì)偏離旋風(fēng)筒內(nèi)筒的中心軸線，如圖2 所示。

圖2 筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

（3）錐形整流器的參數(shù)設(shè)計(jì)：r=0.6R，l=0.1L，內(nèi)筒的中心軸線與整流器下端軸線成30°左右的夾角θ。

■改造后的效果

提高了C1 筒的氣固分離效率，降低了C1筒排出的煙氣溫度20℃左右，提高熱交換效率，以此達(dá)到節(jié)能減排的目的。浙江長廣水泥公司改造后三年來運(yùn)行狀況良好，經(jīng)統(tǒng)計(jì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤1kg/t熟料，按日產(chǎn)熟料3000t，年正常運(yùn)行320d，年節(jié)煤960t。其他工藝設(shè)備涉及到氣固分離進(jìn)行熱交換，根據(jù)實(shí)際情況也可以根據(jù)其原理進(jìn)行改造。