新型干法水泥生產線窯尾預熱器的改造

劉勁松，陳廷偉，馮長林

目前，國內大多數水泥生產線都是在2005年之前設計的，這些生產線設計之初大多是建立在使用較好煤質的情況下，如使用揮發分較高的高熱值煙煤。燒成系統整體設計上大多也都局限于此，故而燒成系統對于煤質波動的適應性較弱?，F在，由于燃料供應變化或出于降低燃料成本的目的，越來越多的水泥生產企業開始使用煤質較差的無煙煤，也稱低品質煤，以降低生產成本。這種燃煤揮發分較低，不易燃燒，燃燒時間大大延長，導致燒成系統窯尾分解爐內存在著后燃燒現象，預熱器系統一級出口溫度明顯升高，從而使得整個燒成系統熱耗增加。由于煤粉后燃，容易形成結皮、結焦，導致整個窯尾燒成系統的通風面積變小，系統阻力增大，從而增加整個窯尾預熱器系統的電耗。水泥生產企業要解決上述問題，對窯尾預熱器系統進行改造是十分必要的。

1 窯尾預熱器的改造方案

針對目前廣泛使用的窯尾預熱器系統，主要通過增加分解爐爐容來增加燃料在分解爐內燃燒的時間及物料在分解爐內的停留時間，以利于煤粉的燃燒和生料的分解。

根據預熱器具體布置形式，以下三種方案可以實施：

（1）在分解爐兩缽爐體的基礎上再增加一缽，即通過增加爐體的方式來增加分解爐爐容。

圖1 方案一改造示意圖

圖2 方案二改造示意圖

圖3 方案三改造示意圖

（2）在分解爐與C5旋風筒之間增加延伸管道，以增加分解爐爐容。

（3）在分解爐旁增加懸浮爐，通過管道將分解爐與懸浮爐連接，以此來增加分解爐爐容。

2 改造方案在實際生產中的應用

目前，由中材裝備集團有限公司熱工分公司實施的窯尾改造項目達幾十個，并取得了非常好的效果。不但成功提高了整個燒成系統對煤質波動的適應性，降低了整個燒成系統的煤耗和電耗，同時也為整個系統的提產奠定了一個良好的基礎。

2.1 華潤紅水河公司改造方案

廣西華潤紅水河水泥有限公司有一條由原天津水泥工業設計研究院有限公司設計的2500t/d預分解窯新型干法水泥生產線，由于窯尾系統對煤質的適應性較差，煅燒較差的燃煤時，預熱器出口溫度較高，系統煤耗較高。為了節能降耗及使用無煙煤的需要，華潤紅水河公司委托中材裝備集團有限公司對該生產線窯尾系統進行了優化改進，改造方案如下：

（1）將原撒料盒更換成由中材裝備集團有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在風管中的撒料效果，從而加強了風管中氣固的換熱效果，降低了預熱器出口溫度。

（2）縮小并加長C1旋風筒內筒，進一步提高其分離效率。對C2～C5旋風筒的內筒也進行了相應調整，以提高整個窯尾預熱器系統的換熱效果。

（3）在原有窯尾塔架旁新增一臺帶流化床的懸浮預燃爐，通過上升管道與現有的TDF型分解爐連接組合，大大延長了氣體停留時間，增強了分解爐對煤質的適應性。

與改造前相比，系統改造完成后，不僅在使用低品質的無煙煤的情況下能夠順利進行生產，而且標煤耗降低9kg/t熟料，電耗降低6kWh/t，熟料強度也有所提高。

2.2 中材亨達公司改造方案

中材亨達水泥有限公司一線是由原天津水泥工業設計研究院有限公司設計的5000t/d預分解窯新型干法水泥生產線，由于這條生產線運行時間較長，很多設備出現了不同程度的老化、破損、運轉不靈等問題，導致該生產線煤耗、電耗偏高。為了降低煤耗和電耗，使系統運行正常，中材亨達水泥有限公司委托中材裝備集團有限公司熱工分公司對該生產線窯尾系統進行了優化改進，改造方案如下：

（1）將原撒料盒更換成由中材裝備集團有限公司研制的新型撒料盒，提高了物料在風管中的撒料效果，從而加強了風管中氣固的換熱效果，降低了預熱器出口溫度。

（2）增大喂料室通風口。增加C1～C5旋風筒進風面積，增加預熱器系統整體的通風面積，使系統阻力整體降低。

（3）在原兩缽分解爐的基礎上，增加一缽，加大分解爐爐容。

與改造前相比，系統改造完成后，產量不僅大大提高，由原來不足5000t/d,提高到5500t/d以上，而且標煤耗降低5kg/t熟料，電耗降低2kWh/t，熟料質量也有所提高。