四川JG2500t/d生產(chǎn)線熱工標(biāo)定與降耗分析

趙登彥齊硯勇鄧國亮

（1.四川川煤水泥股份有限公司，四川 劍閣 628317 2.西南科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010）

四川JG2500t/d生產(chǎn)線熱工標(biāo)定與降耗分析

趙登彥1齊硯勇2鄧國亮2

（1.四川川煤水泥股份有限公司，四川 劍閣 628317 2.西南科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010）

通過對(duì)四川JG 2500t/d水泥生產(chǎn)線的熱工標(biāo)定和降耗分析，診斷出該系統(tǒng)能耗高的原因并指出改進(jìn)方向。

熱工標(biāo)定 降耗

1. 前言

四川JG水泥有限公司2500t/d新型干法預(yù)分解窯生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)主要由五級(jí)單列旋風(fēng)預(yù)熱器、CDC 型分解爐、Φ4m×60m 回轉(zhuǎn)窯，三代充氣梁篦式冷卻機(jī)組成。自投產(chǎn)以來，熱工制度較為穩(wěn)定，但存在熟料燒成能耗偏高的問題。為了找到出現(xiàn)能耗高的原因和改進(jìn)方向，四川JG水泥有限公司和西南科技大學(xué)共同對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行了綜合的熱工標(biāo)定檢測(cè)。

2. 工標(biāo)定數(shù)據(jù)及分析

熱工檢測(cè)方法與數(shù)據(jù)處理按照《JC/T 733-2007水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡測(cè)定方法》和《GBT26281-2010水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計(jì)算方法》進(jìn)行。

2.1 熟料產(chǎn)量及熱耗

標(biāo)定期間入窯生料斗提電流122A，投料量為220 t/h，折合熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為122.2 t/h，日產(chǎn)量2933 t，已達(dá)到并超過設(shè)計(jì)能力；該生產(chǎn)線平均用煤量為18.354 t/h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤耗119.1 kg/t。熟料單位燒成熱耗偏高，達(dá)3486.2kJ/kg，與國內(nèi)同類型同規(guī)格生產(chǎn)線的先進(jìn)水平3100 kJ/kg[1]相比，差距較大。

2.2 系統(tǒng)的熱損失

該生產(chǎn)線熟料形成熱占主要支出熱耗的46.75%。而要進(jìn)一步降低燒成熱耗應(yīng)著手降低剩余53.25%的支出熱耗。其中，預(yù)熱器出口廢氣帶走熱、系統(tǒng)表面散熱、機(jī)械不完全燃燒熱、AQC帶走熱及熟料帶走熱分別占18.39%、10.54%、5.15%、10.57%、3.63%，是影響熟料燒成熱耗的主要原因。

（1）預(yù)熱器出口廢氣帶走的熱損失占熱耗能量的17%～22%，是預(yù)分解窯熱損失中最大項(xiàng)目，主要由廢氣量和廢氣溫度決定。該生產(chǎn)線預(yù)熱器出口總廢氣量187970 Nm3/h，較高，單位熟料2.23 kg/kg.cl，而國內(nèi)現(xiàn)有預(yù)分解窯優(yōu)秀參數(shù)為1.96 kg/kg.cl。SCJG廠預(yù)熱器C1出口溫度294℃的，較其它廠家較低，溫度指標(biāo)相對(duì)較好。系統(tǒng)漏風(fēng)量0.16 kg/kg.cl，表明漏風(fēng)量略高。

（2）機(jī)械不完全燃燒及熟料帶走熱分別占熱耗的5.15%和3.63%，是帶走熱的較大部分，也是降耗的最直接有效的一部分。理論上認(rèn)為熟料中的燒失量為煤粉中未完全燃燒的碳，碳的熱值按照33874kj/kg計(jì)算，我廠熟料燒失量0.56%，帶出的熱量高達(dá)188kj/kg。

出篦冷機(jī)熟料溫度越高，帶走熱量越多，并且此部分熱量不可回收，既影響熟料質(zhì)量又增加熱耗。據(jù)估計(jì)，溫度下降10℃，熱耗約可降低8kj/kgcl。標(biāo)定期間出冷卻機(jī)熟料溫度較高，平均為160℃，表明熟料冷卻不好。

（3）系統(tǒng)散熱以回轉(zhuǎn)窯最大，以下依次為預(yù)熱器、三次風(fēng)管、分解爐、冷卻機(jī)，其中回轉(zhuǎn)窯、預(yù)熱器兩者散熱損失之和要占系統(tǒng)總散熱量的70%左右。除去二者的外表面積較大的原因外，設(shè)備的表面溫度較高也不容忽視，特別是回轉(zhuǎn)窯。標(biāo)定期間回轉(zhuǎn)窯局部表面溫度高達(dá)380℃，系統(tǒng)散熱損失達(dá)384 kJ/kg.cl。

2.3 預(yù)熱器系統(tǒng)與分解爐

預(yù)熱器出口負(fù)壓達(dá)5650Pa，高溫風(fēng)機(jī)單位熟料拉風(fēng)量2.23kg/kg cl，較高，主要原因在于系統(tǒng)燒成熱耗偏大，煤用量較大，增加了大量的煙氣。據(jù)估算，如果熱耗降低10%，煙氣量將降低約8%（考慮一定的空氣過剩系數(shù)），C1出口壓力可降低約500Pa[4]。C1出口粉塵濃度含量平均高達(dá)147Nm3/h，C1分離效率較低。C2～C3溫差較小，平均50℃，換熱效果較差，較好的換熱溫差應(yīng)該在150℃左右。C5錐部負(fù)壓波動(dòng)大，分解爐出口的鵝頸管可能存在積料，影響C5的工作狀況及換熱效率。

2.4 窯系統(tǒng)

該生產(chǎn)線入窯二次風(fēng)溫 (957℃) 與入爐三次風(fēng)溫( 850℃) 都非常低。根據(jù)筒掃也可看出，窯頭窯皮偏長，達(dá)到了28m左右，導(dǎo)致窯內(nèi)冷卻帶偏長。窯尾部也有8m較厚的窯皮，燃燒器工作不良，外風(fēng)風(fēng)速慢，卷攜二次風(fēng)的能力不強(qiáng)，與旋流風(fēng)配合性較差，導(dǎo)致煤粉燃燒較慢，火力不集中，熟料的燒失量也達(dá)到0.4～0.7%。

2.5 篦冷機(jī)及AQC鍋爐系統(tǒng)

冷氣機(jī)冷卻效果較差。主要原因在于篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)鼓入風(fēng)量不足，單位熟料鼓入空氣量2.24kg/kg.cl，較低，一般三代篦冷機(jī)單位配風(fēng)量為2.5～2.8kg/kg.cl，是同類型各廠相中最小的。且篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)一段鼓入風(fēng)量89059Nm3/h，二段鼓入風(fēng)量123092Nm3/h一段風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了18.35t/h煤粉燃燒所需的111130Nm3/h空氣，加之AQC拉取了83171Nm3/h，425℃的高溫空氣，導(dǎo)致了二三次風(fēng)向篦冷機(jī)二段拉取了大量的冷空氣，直接降低了二三次風(fēng)溫，增加了系統(tǒng)的熱耗。在篦冷機(jī)高溫段鼓入風(fēng)量不足的情況下，窯頭排風(fēng)機(jī)和窯尾高溫風(fēng)機(jī)也將出現(xiàn)搶風(fēng)的現(xiàn)象，造成高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，電流高（735rpm、131～135A）。

3. 能降耗可行性的措施

提高二三次風(fēng)溫，降低熟料出冷卻機(jī)溫度

建議增大充氣梁風(fēng)機(jī)的壓頭及風(fēng)量，保證一段熟料的急冷和窯爐的熱風(fēng)供應(yīng)。增大一段的篦下壓力，進(jìn)行厚料層操作，提高二三次風(fēng)溫，降低燒成熱耗。

減少不完全燃燒熱損失

應(yīng)及時(shí)調(diào)整內(nèi)、外風(fēng)比例，提高火焰剛度，保證熟料煅燒。此外，還應(yīng)合理控制煤粉質(zhì)量指標(biāo)，適當(dāng)提高煤粉細(xì)度，并減少漏風(fēng)、改善窯內(nèi)通風(fēng)，穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度，使煤粉充分燃燒。

調(diào)整AQC的取風(fēng)

加大了篦冷機(jī)一段風(fēng)壓和風(fēng)量，提高二三次風(fēng)溫，降低AQC的取風(fēng)溫度，適當(dāng)增加AQC的拉風(fēng)量。其次AQC鍋爐的阻力偏大，達(dá)到了800Pa，出口溫度偏高，達(dá)到120℃，應(yīng)及時(shí)檢查鍋爐是否積灰嚴(yán)重，提高換熱效率和發(fā)電量。

提高預(yù)熱器分離和換熱效率

檢查C1內(nèi)筒高度、有無脫落等情況，找到C1旋風(fēng)筒分離效率的低的原因，是當(dāng)務(wù)之急。其次，C2～C3溫差較低，C5錐部負(fù)壓波動(dòng)大，也是當(dāng)前亟待解決的問題，建議檢查C3撒料板工作狀況，C5錐部及翻板閥有無漏風(fēng)等情況。

4. 結(jié)論

通過對(duì)四川JG 預(yù)分解窯系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)熱工標(biāo)定數(shù)據(jù)的分析，表明燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備運(yùn)行情況正常，但與國內(nèi)同類型同規(guī)格生產(chǎn)線相比，其熟料煅燒熱耗相對(duì)較高，部分設(shè)備需更換或改造，操作參數(shù)仍有待改進(jìn)，具有較大節(jié)能降耗的潛力。

[1]齊硯勇. 從預(yù)熱器出口溫度估算廢氣損失熱[J]. 四川水泥,2013,01:122-125.

[2]胡道和. 水泥工業(yè)熱工設(shè)備[M]. 武漢: 武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1996.114-117.

[3]陸雷,吳國芳,考宏濤等.100%燒無煙煤的預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)的熱工標(biāo)定與分析[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào),2006,12(6):4-7.

[4]趙國華,齊硯勇,潘玉峰. YNLL新型干法水泥2500t/d生產(chǎn)線的熱工檢測(cè)與分析[J]. 硅酸鹽通報(bào),2015,09:2645-2651.

[5]于遠(yuǎn)友,高樹朋,張紅麗. 控制窯皮 穩(wěn)定熟料質(zhì)量[J]. 水泥技術(shù),2004,05:49-51.

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1007-6344（2015）12-0001-01