水泥廠燒成窯尾改造特點與方法

譚長明，苑明華，錢旺龍，許廣豐

(南京西普水泥工程集團有限公司裝備，南京 211100)

每一家水泥生產企業(yè)，都希望自家的生產線節(jié)能、高產，以降低自家產品成本，提高競爭力，這也就牽涉到了提產、降耗的改造工作。在實際的提產、降耗改造中，燒成窯尾的改造往往是難點所在，這涉及到原有燒成窯尾的空間、設計、高空作業(yè)等等各項工作。在此就燒成窯尾的改造布置方法進行淺要的探討。在水泥廠的燒成窯尾改造中，技術改造方案根據(jù)業(yè)主所要求的提產幅度的不同、原框架及預熱器結構的不同、要求施工周期的不同而不同。下面以2 500 t/d生產線為例進行介紹。

1 小規(guī)模改造

2 500 t/d生產線，標準產量為2 500 t/d，最大產量為2 750 t/d，這是設計過程中為了抵消各種不確定因素而預留的10%的富裕量[1]。那么一般該生產線可以提產到2 750 t/d，再往上提產，便會遇到各種各樣的瓶頸問題。

在正常的生產線中，為了提產，一般會加大投料量，加大窯尾系統(tǒng)拉風，直到高溫風機或尾排風機的極限為止，以達到燒成窯尾的最大產能。由于這類生產線經過業(yè)主各方面長期摸索，已經達到了該生產線的極限情況，解決現(xiàn)場所遇到各種難以處理的瓶頸之后逐步穩(wěn)定下來，并且產量一般已經在2 800 t/d以上。

在這種生產線的改造中，一般具有可提產幅度較小、瓶頸多、改造風險大、預算少、施工周期短等特點。這類生產線改造的提產空間已經不大，并且受限于預算和施工周期的各種因素控制，不能有大量改變，而存在的瓶頸又比較多，因此改造難度是最大的。

另一種就是采用了一些較老的技術，以煙煤為基礎設計而改用無煙煤，以高熱值燃料設計而改用低熱值燃料等等的這一類生產線，往往會存在著較為明顯的瓶頸制約，一直難以提產，或者提產后生產線難以穩(wěn)定。一般該類生產線對相應的瓶頸進行改造后，可以有較為明顯的改造效果，投資回收周期短，有較好的改造收益。

例如RSP(Reinfored Suspension Preheater)爐采用了預燃技術，生料、三次風與燃料一同進入旋渦燃燒室，然后經旋渦分解室，一同向下運行進入混合室。由于連接旋渦分解室與混合室的風管內氣流與物料均是向下運行，來源于回轉窯出來的高溫窯廢氣通過縮口產生噴騰運動，因此縮口大小很關鍵[2]。那么表現(xiàn)出來就是當產量降低時，風速降低，縮口的風速不足,不容易產生較好的噴騰效果，托不住物料而出現(xiàn)串料現(xiàn)象。尤其是部分生產線為了提產，故意將縮口放大，這就會導致該分解爐對低產量的適應性更加不適應。因此，鑒于以上所表現(xiàn)出的問題，一般會將預燃室拆除，將三次風直接通入分解爐內，改造成噴旋結合的HD(High Dual Spout Furnace)分解爐，可以完美地解決該問題。

在小規(guī)模提產中，還有一個有時不會引起人們注意，但如果處理起來，投入人力及資金非常少，卻有時可以起到非常好的效果，那就是漏風現(xiàn)象。漏風是影響預熱器系統(tǒng)的重大因素，會嚴重影響預熱器的運行效果。在一些生產線的考察中，會遇到窯尾及預熱器系統(tǒng)存在較嚴重的漏風問題，嚴重的甚至能夠影響50 t/d產量及以上，因此檢查膨脹節(jié)、人孔門、翻板閥等有可能漏風的地方是非常重要的。

2 中、大規(guī)模改造

2 500 t/d生產線如果想提產到5 000 t/d以上，這種產量翻番的提產就會進行比較大規(guī)模的改造了，這種改造大體有3種方法。

第一種方法是異地改造，那么對于設計人員來講便是新設計了，與老的生產線不會有太多的牽連，這兒就不再贅述。

第二種方法是原有的設備全部拆除，需要繼續(xù)使用原回轉窯基礎，那么就會涉及到預熱器系統(tǒng)與回轉窯間如何進行布置和連接的問題。如果改造中繼續(xù)采用長徑比為15的回轉窯，那么便會根據(jù)回轉窯的實際布置情況確定原預熱器塔架是否保留，原塔架是否可以放置煙室和分解爐。如果改造中采用長徑比為11～13的短窯[3]，那么大多數(shù)情況下原有預熱器塔架可以繼續(xù)保留，并將煙室和分解爐放置在原預熱器塔架內。由于新的旋風筒直徑大幅度擴大，原有的預熱器塔架已經不能滿足布置需求，便需要在旁邊新建預熱器塔架來放置新的旋風筒。

新塔架與原預熱器塔架的錯位布置以及如何連接是布置的難點和重點[4]。例如，一般分解爐出口的鵝頸管需要與C5(第5級旋風筒，以下簡寫為C5)進行連接，因此C5一般要放置在容易與分解爐方便連接的位置；另一方面，C5下料管需要連接到煙室，那么C5下料管如何順暢連接，又是一個難點；再一方面，由于C5在新塔架內，與煙室的距離較遠，并且為了保證物料的順暢下滑，那么C5旋風筒所在平面的高度便會大幅度抬高，這會增加新塔架的高度和投資。C4旋風筒(第4級旋風筒，以下簡寫為C4)的放置又是另一個難點，由于最好的位置給了C5，而C4也要盡量靠近分解爐放置，并且需要方便布置C4下料管。如果布置較遠，便會出現(xiàn)C4下料管角度難以保證或者C4旋風筒平臺亦大幅度上抬，同樣會增加新塔架的高度和投資。

第三種方法是保留原有設備，在旁邊新建塔架，放置新的分解爐和新的旋風筒，并新增配套的高溫風機系統(tǒng)。那么便會形成新舊的旋風筒有單獨的高溫風機，原有旋風筒與新旋風筒形成并聯(lián)，直到將新舊系統(tǒng)的物料同時喂入分解爐內。這種方法并不常見，能耗一般難以下降，操作復雜，但可以降低投資，達到提產的目標。

3 結 語

在小規(guī)模改造中，一般技術老舊或者改變燃料而導致生產線出現(xiàn)瓶頸，難以繼續(xù)提產降耗的情況，技術改造的成果會比較明顯，投資回收周期短，建議進行改造，可以有效提升在水泥行業(yè)的競爭力；在生產線運行正常，已經超產10%以上的生產線，并且遇到多處較難處理的瓶頸的生產線，技術改造的投資會比較大，成果不太明顯，投資回收周期較長，改造風險大，一般水泥設計院對其改造意愿也較低，建議通過自身及設計院尋找一些優(yōu)化措施，做一些小范圍的改動，達到提產降耗的目的。

在中、大規(guī)模改造中，第一種方法異地改造是效果最好，難度最小，往往投資最省的方式，但是也是審批最困難的方式；第二種方法拆除原有設備，新建塔架放置旋風筒方法的效果居于中間，但投資最高，并且投資高于第一種異地改造，但限于布置困難，位置沒有異地改造優(yōu)化，能耗指標相較異地改造也偏弱一些，但相較第三種方法效果好很多。第三種保留原設備，再并列一新塔架旋風筒系統(tǒng)的方法投資最省，但效果也最差，并且運行中對操作人員的要求也最高；綜合考慮優(yōu)缺點，推薦采用第一和第二種方法進行較大規(guī)模的改造。