技术 | 窑尾预热器节能改造的技术措施

前言

某公司现有一条2000t/d带4.5MW余热发电窑外分解预热器回转窑水泥生产线，由南京院于2002年设计，2003年投产。随着水泥生产技术不断发展和进步，该公司窑时产、电耗、煤耗等技术指标日益显得落后，生产成本较高。2020年春季大修期间，对预热器系统进行了节能技术改造，取得了良好效果。

该线自2003年7月点火投料以来，经过多次调试，截至2019年，日产量已逐步提高至2750t/d左右，但高温风机单机电耗很高，达到10.2kwh/t。高温风机能耗指标偏高的原因为系统阻力高。当投料量达到180t/h时，高温风机转速在800～820r/min，C1出口负压达到-6200Pa以上，C1出口温度370℃，氧含量2.5％左右，分解炉出口负压-1300～-1400Pa。高温风机单机电耗达到10.2kWh/t，较正常水平高出近2kWh/h，同时分解炉与c5经常出现温度倒挂现象，改造前预热器工艺参数情况见表1。

表1 改造前预热器工艺参数

针对系统阻力高、能耗高及温度倒挂现象的问题，分析认为有以下几个原因：

(1)窑尾烟室缩口内径设计偏小(1750mm)，当出现结皮等现象时，有效通风面积过小。

(2)各旋风筒进口与出口通风截面积过小，导致风速高，阻力大，进口风速在20m/s左右，旋风筒出口风速达到26m/s。

(3)各翻板阀漏风偏大，导致旋风筒收尘效率下降。

2.1 预热器系统改造

根据预热器现系统检测运行参数、风速及结构尺寸，将C1、C2、C4内筒直径扩大、各级旋风筒进风口蜗壳加大等改造。具体如下：

(1)将C1内筒直径扩大250mm加长400mm(插入深度约为0.8倍的旋风筒直径或与进风口高度一样)C2-C1风管与C1旋风筒进口下部底板降低400mm。

(2)将C2、C3、C4、C5进口蜗壳各往外扩大500mm，进口上部抬高500mm。

(3)将C2、C4旋风筒内筒直径扩大200mm，C4内筒高度缩短700mm，C2内筒高度维持不变。

(4)取消C5旋风筒的内筒。

(5)将各级翻板阀更换为新型高效锁风翻板阀，共更换6只。

(6)将分解炉缩口尺寸ф1750mm扩大为ф1950mm，将分解炉喷煤管移至缩口出。

预热器改造示意图见图1，2。

2.2 改造过程

整个改造过程工期20天，利用2020年春季年度大修期间实施，包含预热器旋风筒壳体加大和内筒扩大加长、拆除安装、内筒耐火浇注料等。经财务结算，改造费用为：钢板材料及制作安装费92.3万元，浇注料及施工费94.2万元，合计186.5万元。

2.3 改造效果

所有改造施工完成后，经多次调试，生产逐步稳定，投料量稳定在197t/h左右，在此工况下，高温风机转速仍维持在810r/min左右，C1出口负压降至-5300Pa左右，C1出口温度降至350℃左右，分解炉出口负压-1100~-1200Pa，系统阻力显著降低，高温风机单机电耗下降至8kWh/t左右。本次预热器降阻改造取得了较好的节能降耗效果。

2.4 技术经济指标对比情况

改造后，窑产量提高258t/d，熟料电耗下降2.9kwh/t，熟料实物煤耗下降6.2kg/t，技术指标明显改善。

通过对窑尾预热器各级旋风筒改造，降低各旋风筒进出口风速，减少各翻板阀的内漏风，对预热器系统降阻、窑产量提产、煤耗和电耗下降取得良好效果，同时对预热器降阻改造有一定借鉴推广。

作者：孙诗华1，邢愚2，楼美善2，戴建盛2，邓新和2，李友芳2

来源：《1金华职业技术学院，2兰溪南方水泥有限公司》

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