石灰回轉(zhuǎn)窯供熱節(jié)能優(yōu)化改造

陸懷銀

（嘉峪關(guān)大友嘉鎂鈣業(yè)有限公司， 甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 前言：

近年來隨著工業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)能源的需求越來也高，能源價(jià)格也不斷上漲，在石灰回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)過程中，燃料成本占比越來越高。通過對(duì)石灰回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行供熱節(jié)能優(yōu)化改造，降低能源消耗，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，而且可以降低污染，保護(hù)環(huán)境。傳統(tǒng)的煅燒工藝尾氣一般采用重力沉降的方式除塵，但是難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，造成了一定的環(huán)境污染，通過優(yōu)化改造可以改善這一點(diǎn)。

1 石灰回轉(zhuǎn)窯的概述

石灰回轉(zhuǎn)窯主要用定型耐火磚為材料修建，修建方式分為縱向修建與橫向修建。在石灰回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)過程中，窯內(nèi)的耐火磚磚縫間會(huì)產(chǎn)生縱橫向的竄氣，從而導(dǎo)致窯皮溫度升高。耐火磚不僅要面對(duì)熱沖擊、窯氣侵蝕、物料磨損等問題，而且還要面對(duì)殼體耐火磚振動(dòng)和擠壓的應(yīng)力。窯體的耐火磚不僅強(qiáng)度高，而且在修建時(shí)要精心施工，嚴(yán)格保障施工工藝。

石灰回轉(zhuǎn)窯的改造主要注重節(jié)能減排降耗，可以通過選用預(yù)制磚和澆注料混砌，創(chuàng)新修建方式，將耐火材料錨固在窯殼之上，解決竄動(dòng)問題，這樣保溫材料不受壓強(qiáng)限制，就可以選擇隔熱性能更好的隔熱材料，提高保溫效果，從而降低窯皮溫度和熱量損失。

2 石灰回轉(zhuǎn)窯能耗高的因素

石灰回轉(zhuǎn)窯的如要物理是塊狀石灰石，對(duì)窯內(nèi)造成的磨損比較嚴(yán)重，而且石灰回轉(zhuǎn)窯會(huì)因?yàn)橐恍┮馔獾脑蛲ｉ_窯，溫度變化對(duì)耐熱材料的穩(wěn)定性提出了很高的要求。石灰回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)施工主要是環(huán)型砌磚，實(shí)際使用情況中磨損嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)掉磚的情況，造成停窯檢修，對(duì)生產(chǎn)效率影響比較大；而且這種修建工藝，無法選擇質(zhì)量較大的更好的耐火和保溫材料，導(dǎo)致了窯體的隔熱性能差，窯外體的溫度高，熱量損失大，對(duì)能源造成了一定的浪費(fèi)。

石灰回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)成本高，主要是以下幾個(gè)因素造成的：

（1）石灰回轉(zhuǎn)窯襯磚強(qiáng)度低，導(dǎo)致無法安裝性能更好質(zhì)量更大的耐火與保溫材料，導(dǎo)致窯體溫度高，熱量的損失大；

（2）石灰回轉(zhuǎn)窯技術(shù)落后，熱能利用低；

（3）除塵器落后，不僅使用壽命短而且煙氣溫度高，未利用煙氣余熱，造成了余熱浪費(fèi)。

因此提高回轉(zhuǎn)窯建筑的強(qiáng)度，加裝質(zhì)量更大性能更好的耐熱保溫材料，降低窯體溫度，提高能源利用率，并充分利用煙氣余熱是石灰回轉(zhuǎn)窯供熱節(jié)能改造的方向。

3 石灰回轉(zhuǎn)窯供熱節(jié)能優(yōu)化改造的措施

（1）石灰回轉(zhuǎn)窯窯體襯磚改造：石灰回轉(zhuǎn)窯窯體襯磚的使用條件苛刻，燒成帶的溫度高，冷卻帶的溫度低，而且活性石灰的性質(zhì)是堿性，腐蝕性強(qiáng)，再加上因意外故障開停窯，窯體的溫度變化頻繁，導(dǎo)致窯體襯磚易松動(dòng)掉落，最終降低石灰回轉(zhuǎn)窯的保溫性能。因此為降低窯體的溫度，提高石灰回轉(zhuǎn)窯襯磚的壽命，石灰回轉(zhuǎn)窯的窯體襯磚要具有抗堿性腐蝕、耐高溫、耐磨損以及熱穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。一般的石灰回轉(zhuǎn)窯的窯體襯磚是鎂鉻磚，屬于堿性耐火磚，具有抗高溫，抗堿性腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但是這種磚的熱穩(wěn)定性差，抗熱疲勞性差，使用壽命較短，長時(shí)間使用易掉落，降低窯體的保溫效果。經(jīng)過研究分析將單層鎂鉻磚改造為雙層結(jié)構(gòu)，在修建窯體時(shí)采用火泥濕砌方式，并停用膨脹縫紙板，可以有效避免耐火磚停窯時(shí)出現(xiàn)環(huán)隙。

（2）提高石灰回轉(zhuǎn)窯的熱能利用率：活性石灰回轉(zhuǎn)窯燃燒器設(shè)計(jì)為生產(chǎn)運(yùn)行幾年后，在高溫狀態(tài)下易變形，并且會(huì)被煤氣和空氣磨損，燃燒器煤焦油積垢后會(huì)堵塞，難以調(diào)整火焰，會(huì)導(dǎo)致能源不能充分利用，浪費(fèi)資源。因此，對(duì)燃燒器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，充分利用能源，降低能耗。通過在燃燒器的不同風(fēng)口加裝控制閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同風(fēng)口的單獨(dú)調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)噴出口的面積和風(fēng)速提高能源燃燒率和熱量利用率。這種改造主要有以下特點(diǎn)：燃燒器火焰形狀調(diào)節(jié)方便，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整火焰，通過風(fēng)口的面積和風(fēng)速調(diào)節(jié)，降低火焰的沖刷，可以延長石灰回轉(zhuǎn)窯的窯體襯磚壽命和周期；降低進(jìn)風(fēng)量的同時(shí)提高能源的利用率，不僅節(jié)約能源而且由于風(fēng)量小，高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度也適當(dāng)減小，電耗也降低了；通過調(diào)節(jié)風(fēng)口面積與風(fēng)速，石灰回轉(zhuǎn)窯的溫度易控制，成品冷卻速度快，從而提高了生產(chǎn)效率。

（3）回收煙氣余熱，提高熱利用率：石灰回轉(zhuǎn)窯的煙氣中含有大量熱量，直接進(jìn)入布袋除塵器對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷比較大，因此一般在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)使用摻冷風(fēng)的方法降低煙氣溫度，煙氣余熱未回收利用浪費(fèi)了熱量。通過在煙氣出口加裝熱回收系統(tǒng)，對(duì)煙氣余熱回收利用，通過換熱器和高溫風(fēng)機(jī)把風(fēng)加熱后引入一次風(fēng)道，可以降低一次風(fēng)加熱所需的能源，再增加風(fēng)水換熱器，可以作為公司生活用水的熱源，不僅可以延長布袋除塵器的壽命，而且可以降低能耗，提高熱量利用率，提升石灰回轉(zhuǎn)窯的經(jīng)濟(jì)效益。真正改造為節(jié)能環(huán)保型活性石灰回轉(zhuǎn)窯。

4 節(jié)能環(huán)保型活性石灰回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵設(shè)備

（1）豎式預(yù)熱器：活性石灰窯的產(chǎn)量不同豎式預(yù)熱器的大小形狀和覆蓋面積不同；豎式預(yù)熱器內(nèi)應(yīng)用低壓設(shè)備降低煙氣阻力和排煙設(shè)備動(dòng)力需求，而且回收利用煙氣熱量可以直接預(yù)熱生產(chǎn)原料，提高原料溫度的同時(shí)降低了廢氣的排出溫度，延長了布袋除塵器的使用壽命；豎式預(yù)熱器的加料設(shè)備穩(wěn)定可靠；豎式預(yù)熱器的料倉料層高度穩(wěn)定主要由料位計(jì)控制；豎式預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)簡單，修建方便而且其中的設(shè)備都是靜設(shè)備對(duì)維護(hù)的要求低。

（2）回轉(zhuǎn)窯：回轉(zhuǎn)窯是主體設(shè)施，規(guī)模應(yīng)用設(shè)計(jì)產(chǎn)量要求相符，進(jìn)料出料的傳動(dòng)設(shè)備要求穩(wěn)定可靠，調(diào)節(jié)方便；進(jìn)出口都要有可靠實(shí)用的密封結(jié)構(gòu)，同時(shí)在意外斷電時(shí)要有備用驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

（3）豎式冷卻器：豎式冷卻器的不同區(qū)域具有獨(dú)立控制單元，并且冷卻風(fēng)直接冷卻產(chǎn)出物，具有效果好，出灰溫度低，熱量回收率高等特點(diǎn)，并且豎式冷卻器內(nèi)都是靜設(shè)備，維修率較低。

（4）燃燒裝置：燃燒裝置要根據(jù)窯體的形狀和規(guī)模進(jìn)行配置，關(guān)鍵的組成結(jié)構(gòu)要采用可靠性強(qiáng)的耐高溫結(jié)構(gòu)，并且通過對(duì)風(fēng)口面積和風(fēng)速流量的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰的調(diào)節(jié)控制，將助燃空氣與燃燒能源充分混合燃燒，提高能源利用率。

5 石灰回轉(zhuǎn)窯供熱節(jié)能的優(yōu)化改造效果

通過優(yōu)化改造石灰回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)窯體襯磚的強(qiáng)度，可以使用質(zhì)量和性能更好的耐火保溫材料，避免生產(chǎn)過程中的掉磚現(xiàn)象，提高了材料穩(wěn)定性，強(qiáng)度的同時(shí)降低了故障率和維修工作。通過實(shí)際應(yīng)用看出在對(duì)石灰回轉(zhuǎn)窯優(yōu)化改造后，窯體的溫度降低、能源消耗降低，污染物排放減低、單次運(yùn)行生產(chǎn)時(shí)間加長，不僅提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，而且節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。尤其具有豎式預(yù)熱器和豎式冷卻器的節(jié)能環(huán)保活性石灰回轉(zhuǎn)窯，與改造后的布袋除塵器配合，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣余熱的吸收利用，而且煙氣產(chǎn)生少且污染物少，做到了達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)降低了能源消耗和生產(chǎn)成本，是目前比較先進(jìn)的活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。

6 結(jié)束語：

隨著綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為主題，活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝是高能耗的系統(tǒng)，通過優(yōu)化改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗非常有意義。通過分析石灰回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)與能耗特點(diǎn)，對(duì)石灰回轉(zhuǎn)窯的構(gòu)建材料和建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，改進(jìn)燃燒器、工藝以及風(fēng)口調(diào)節(jié)等裝置，然后增加對(duì)煙氣余熱的吸收利用，不僅可以降低能耗而且可以延長石灰回轉(zhuǎn)窯的使用壽命，提高石灰回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效率。