技术 | 硫铝酸盐水泥熟料烧成系统的技术改造

引言

某公司硫铝酸盐水泥熟料采用窑外预分解工艺技术生产，生产线配套ф2.7m×50m回转窑、单系列五级旋风预热器和LHL管道式分解炉、推料棒式篦冷机，经冷却的熟料由链板式输送机送至熟料库中储存。

该生产线投产以来，烧成系统的熟料产量长期在400t/d左右，一直没有达到600t/d的设计目标。烧成系统长期存在人窑生料喂料量不稳定、冲料频发、工况波动大等现象；篦冷机冷却效果不佳，出篦冷机熟料温度高；熟料煤耗电耗也偏高，生产成本偏高。针对这些问题，公司于2019年6月～7月停窑维修期间对烧成系统进行了技术改造。

1.1 改造前烧成系统运行参数

技改前，烧成系统的主要运行参数见表1。从表1可知，系统投料量没有达标，二三次风温低，出冷却机熟料温度高。据此，我们结合现场情况，将技改目标放在喂料系统和冷却机上。

表1 改造前烧成系统运行参数

1.2 喂料系统存在问题的分析

原有入窑生料秤计量系统采用带裙边的皮带秤，规格为B800×2500mm，喂料量程为2～50t/h，喂料系统采用双管螺运机，规格为ф300mm×2500mm，正常生产过程中喂料量波动大，冲料时最大波动幅度可达±10t/h。大波动的入窑生料量引发冲料时，预热器塌料频繁，煅烧制度难以控制。相比较通用硅酸盐水泥生料，硫铝酸盐水泥生料中的石灰石含量减少30％，生料细度控制在80μm方孔筛筛余≤12.0％，生料堆积容重偏低，生料粉流动性较好。改造前的喂料系统对流动性好的生料无法实现稳定控制，是喂料量波动和频发冲料现象的根本原因。

1.3 熟料冷却效果差的原因分析

二三次风温低，出冷却机熟料温度高，原因在于：出窑的熟料在篦床上分布不均匀，篦床上熟料存在“红河”现象；硫铝酸盐水泥熟料煅烧温度仅为1300～1350℃，烧结范围较窄，大块窑皮较多，熟料堆积密度仅为(1000±50)g/L；篦冷机篦床的有效冷却面积为14.5㎡，冷却面积未充分考虑硫铝酸盐水泥熟料的特点，冷却风机的配置能力也偏小。这样一来，产量稍微提高，出冷却机的熟料温度就会更高，红料频现，威胁着熟料输送设备的安全运行，设备故障率较高。

1.4 熟料输送能力偏小

改造前，熟料输送采用链板输送机，输送能力最大为30t/h，为减少大块熟料卡堵破碎机，熟料破碎机采用颚式破碎机。技改后，熟料产量将显著提高，且熟料堆积容重偏低，原有的设备输送能力严重不足，需要重新考虑设备选型。

2.1 喂料系统的改造

取消原有的皮带秤计量和双管螺运机输送设备，量身定制TSFC12生料转子秤，喂料量程为0.5～50t/h，其工艺布置见图1。生料由称重小仓直接喂入转子秤，使得秤体内物料均匀填充。由于该转子秤流量调节方式前馈式调节，相比较于传统的流量阀后馈式调节，更快速、准确到位，流量跟踪迅速，在入窑生料喂料计量实际使用中，喂料波动范围较小，计量精确。

图1 改造后的喂料系统

2.2 熟料冷却系统的改造

原有篦冷机的前端布置有窑头电气室，已没有足够空间通过增加篦冷机篦床长度来增加冷却面积。将原篦冷机整体拆除，更换为第四代步进式稳流篦冷机，篦冷机的平面布置方向与回转窑方向垂直布置，篦床宽度为2400mm，长度为12000mm，篦床有效冷却面积增加至28.8㎡，冷却风机全部为变频调节。改造之后的篦冷机分两段，第一段固定床，篦板倾斜10°布置；第二段分三个室，配套新的液压站和润滑站。考虑到在硫铝酸盐水泥熟料生产过程中大块窑皮较多的特点，熟料破碎机采用了三轴辊式破碎机。改造后的篦冷机参数配置见表2。

表2 新篦冷机的技术参数

技改后，生料喂料波动幅度减少至±0.5t/h，预热器频繁塌料得到彻底解决，煅烧工况稳定，熟料产量超过600t/d。第四代步进式稳流篦冷机采用液压伺服系统，运行稳定。冷却后的熟料温度明显降低，经高温辊式破碎机破碎后的熟料粒度小于25mm，粒度均匀。从表3可知，技改后的熟料标准煤耗降低20kg/t，熟料工段电耗降低3kwh/t，按照年产15万t硫铝酸盐熟料来计算，每年可节约生产成本300万元。

表3 改造前、后的烧成系统运行参数对比表

作者：王志通

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