技术丨低氮燃烧器在5000t/d新型干法水泥生产线上的改造

1、应用背景

某水泥有限公司（以下简称公司）5000t/d新型干法水泥生产线是南京院设计的Φ5.0×68m回转窑，RF5/5000预热器带分解炉的系统。于2006年建成并投产运行。但在同类窑型中一直存在能耗偏高的问题，而且经在线监测系统显示氮氧化合物排放值较高，达不到现行标准要求。因此，我们对系统进行了热工标定和分析，结果显示：系统所配置的燃烧器存在一次风量偏高、管径偏大等一系列问题，需要进行必要的技术改造，决定在更换新型的低氮节煤燃烧器。

2、作用原理

目前国内生产的低氮节煤燃烧器主要是通过控制入窑的一次风量，将传统燃烧器的“大推力”的用风特点改为“相对高动量”的原理。也就是说利用“高风速、低风量”来抑制氮氧化合物的生成。

3、改造过程

我们选用了郑州奥通热力工程有限公司研制的低氮燃烧器，窑头燃烧器型号选用DJGX-530B；分解炉燃烧器型号选用DJGX-5000t/d。具体窑头和分解炉燃烧器主要技术参数改造如下：

1）窑头送煤风机：流量由原先的76m3/min改为45m3/min；压力由68.6kpa改为49kpa；功率由132kw改为55kw。

2）窑头净风机：流量由原先的161m3/min改为70m3/min；压力由29.4kpa改为49kpa；功率110kw不变。

3）窑头将送煤管道由ф273mm改为ф194mm，在满足稳定输送的前提下保证较高的煤粉喷射速度。

4）窑尾送煤风机：流量由原先的114m3/min改为70m3/min；压力由68.6kpa改为45kpa；功率由185kw改为75kw。

5）窑尾送煤管道：主管道ф377mm改为ф273mm；分管道由ф299mm改为ф203mm。

6）把原来分解炉单管喷煤改为旋流燃烧器，以保证煤粉迅速扩散，均匀混合，提高燃烧效率。

4、应用调整

2014年3月份改造完成后我们进行工业试验。由于以前使用的蒙煤水分较高，煤粉平均水分大约在6%左右。这样煤粉着火预热时间长，而且水蒸气汽化吸热对煅烧热力强度有较大的影响。因此，通过调节净风占窑风总量的5.1%，煤风占2.9%，控制一次风总量为8%。净风风速提高后可形成热烟气回流，提高起火温度，有效的缩短预热时间。

5、应用效果

经过上述改造和调整，窑系统运行稳定，质量合格。熟料结粒均齐致密，色泽好，无黄芯料。改造前后，窑台时产量同比提高5t/h,相当于单线每年多生产熟料约4万吨，实现净利润约320万元；熟料煤耗同比下降2.5kg/t，相当于每年节约用煤4365吨，煤价按600元/吨计算，则每年节约资金262万元；熟料综合电耗同比下降2.1度/吨，则每年节约电费约83万元。可见，日产5000吨的熟料生产线三项综合每年可节约资金665万元，节能及经济效益十分显著。同时，使用低氮节煤燃烧器以后氮氧化物排放值下降至318mg/m3 左右，脱销效果也十分明显，可降低热力NO2排放约20%以上。具体能耗及NO2排放值见表4。

表4：能耗和排放指标对比情况

6、应用结论

可见，低氮节煤燃烧器在新型干法水泥生产线上的应用是成功的，是水泥企业降本增效的新起点。实现了社会和经济效益的双赢，符合国家节能减排的有关产业政策，值得推广和扩大应用。但需要根据企业工艺配置、煤粉质量和特性等实际情况进行必要的技术调整，才能达到预期效果。

作者：姚文平 孙柏

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