華潤水泥封開一線窯提質增效改造

趙純偉（華潤水泥（南寧）有限公司，廣西 南寧 530043）

1 技改前的基本情況

1.1 燒成系統的主機配置

在國家高耗能行業重點領域節能降碳改造升級的背景下，根據水泥控股窯系統提質增效總體規劃，華潤水泥（封開）有限公司一線窯系統有提質增效需求。該生產線燒成系統的主機配置見表1。

1.2 技改前現狀及存在的問題

（1）生料喂料量不穩定。窯尾生料喂料量上下波動50～60t/h，窯頭二次風溫度較低，窯尾分解爐出口溫度較高，窯操作員需要不斷調整喂料量和喂煤量，操作難度大，從而導致熟料日產量波動頻繁。

（2）旋風預熱器C1筒出口溫度偏高。C1筒出口廢氣溫度高，平均值達330℃；旋風預熱器系統阻力大，氣固物料分布不均衡，C1筒出口阻力達5 800～6000Pa，該值偏高；預熱器旋風筒進口風速偏大，說明分解爐內燃料燃燒不充分，存在煤粉后燃燒現象；且C5A筒與C5B筒出口溫差較大，說明可能存在分解爐出口氣固料加入兩列旋風筒分布不均衡的情況。

（3）篦冷機用風量低。冷卻機入口風量偏小，冷卻機熱回收效率低；出篦冷機熟料溫度為150～200℃，溫度偏高、熱效率偏低；三次風溫標定值為950℃，三次風溫低。篦冷機風機群運行狀況不良。通過標定發現篦冷機風機群，高壓風機全開運行時，風量較低，風壓較低；中壓風機在全開運行時，風量也較低。

（4）窯的運轉率可以達到90%以上，但窯熱工制度波動較大，熟料產量在5876t/d左右徘徊；熟料3d強度平均30.2MPa，28d強度平均60.1MPa，和其他同類型企業比較仍需提高。

2 技術改造方案

2.1 改造目標

（1）窯產量：≥6500t/d；（2）單位熟料標準煤耗：≤102kg/t；（3）電耗：降低1～2 kWh/t。

2.2 旋風筒改造

（1）C1旋風筒改造：C1旋風筒A列、B列各向外側偏轉約1.56°，出口管道連接做相應調整，C1出口管道Y型分叉管尺寸調整到2300mm3200mm，C1旋風筒更換蝸殼結構型式，C1內筒直徑由2175mm調整到2300mm、插入深度增加到4650mm，進口面積增大，進口向外、向下擴展，相應調整連接進風管的接口（見圖1）。

圖1 旋風筒改造示意圖

（2）C2-C5旋風筒改造：C2-C5旋風筒進口面積增大，進口向外、向下擴展，C5內筒插入深度增加575mm，蝸殼部分做相應擴大，相應調整連接進風管的接口。

2.3 撒料裝置改造

（1）生料喂料撒料裝置改造，更換入窯生料喂料撒料裝置，整體下移1611mm。下料管進行相應的調整，撒料板角度調整到5°。

（2）C1-C3撒料裝置改造，更換C1-C3下料撒料裝置，C1撒料裝置整體下移956 mm，C2撒料裝置整體下移1298mm,C3撒料裝置整體下移1418mm，下料管進行相應的調整，C1-C3下料撒料裝置撒料板角度調整到5°，優化分料效果，提高換熱效率，降低出口溫度。

2.4 分解爐改造

現分解爐與C5采用圓形鵝頸管方式連接，截面風速偏高，阻力偏大，充分利用原有的窯尾框架內部的有效空間，主要對鵝頸管進行優化，盡可能增加分解爐的容積，降低截面風速，改善煤粉在爐內的停留時間及燃燒。

增加分解爐主爐高度及管徑，鵝頸管上行管道直徑由Φ7 000 mm擴大到Φ7 800 mm（有效內徑Φ 7 400mm），下行管道直徑保持Φ7000mm（有效內徑Φ6 600mm），與下行管道接口調整成方形對接，分解爐3樓樓面下方位置增加中部縮口，縮口內徑Φ 6 000mm（有效內徑Φ5540mm），將原C4上部2個下料點提升到中部縮口上部，三次風管新增空氣分級風管，有效內徑Φ1960mm，原三次風管入爐段管徑內徑縮小到Φ2100mm。

2.5 煙室改造

擴大煙室縮口尺寸，降低系統阻力，方形口擴大到2500mm×2500mm。拱頂至斜坡尺寸擴大，擴大到2500mm，增大縮口面積，在風速不低于26m/s條件下增大窯內通風。

2.6 篦冷機改造

對四線篦冷機實施改造，提高熱回收效率。拆除原第三代NC42340篦冷機、離心風機和破碎機等設備設施，在原土建基礎上改建、安裝第四代中置輥破篦冷機及其他設備設施。

3 改造效果

技改完成后燒成系統整體運行狀況良好，窯產和熱耗相對于改造前都有較大改善，從系統運行的各項參數來看，基本上達到了預期值。在系統運行穩定之后，華潤水泥（封開）有限公司于2021年10月上旬邀請第三方對此項目進行了能效檢測。技改前后主要參數見表2。

表2 技改前后主要指標對比表

華潤水泥（封開）有限公司改造后的6500t/d水泥熟料生產線熟料產量為6595t/d，熟料綜合煤耗為2 989.45kJ/kg（102.01kg/t），熟料燒成系統總效率為55.56%，系統燒成效率為59.79%，實現節能降耗。回轉窯斷面熱負荷2.59×107kJ/（m-2·h-1），回轉窯單位容積熱力強度1.92×105kJ/（m-3·h-1），預熱器出口廢氣溫度在345～350℃，負壓為-5.79kPa，預熱器A列出口風量（標況下，以下同）約為180000m3/h（工況約450000m3/h），廢氣含塵平均為 111.54/m3。預熱器B列出口風量約為180000m3/h（工況約450000 m3/h），廢氣含塵平均為145.17g/m3。測試期間，測點氧含量波動范圍為0.90%～1.60%，該參數相對國內其他同規模熟料生產線，為目前國內正常水平。測試期間冷卻機單位面積產量1823.19kg/（m-2·h-1），測得的出冷卻機熟料溫度為92.3℃，噸熟料發電量32.10 kWh/t，篦冷機電耗為5.54 kWh/t。各項指標符合預期。

4 結語

華潤水泥（封開）有限公司#1窯提質增效改造項目在項目實施過程中，工程設計合理，主機選型滿足合同要求，施工及安裝質量達到合同要求，主要經濟技術指標基本達到合同要求。封開公司#1窯提質增效改造的項目響應了國家對高耗能產業加強能量系統優化、余熱余壓利用、污染物減排的工作要求，同時通過產量的提高和能耗的降低增加了利潤空間，提高了企業綜合競爭實力。