技术 | 新型干法水泥熟料生产线节电技术研究与应用（下）

2.2对熟料烧成系统关键部位进行技术升级改造后，研究探索出能确保熟料烧成系统在最佳经济状态下运行时的系统用风、投料、燃煤及设备运转率之间的相互关系和参数范围

2.2.1对窑尾预热器下料密封装置和撒料装置进行研究加以改进

系统总用风量取决于用煤量的大小和系统生产能力，风量控制的依据是既要保证煤粉的完全燃烧，又要满足物料在预热器内悬浮的需要，不能塌料，同时还不能有太多的过剩空气量。通过控制过剩空气量，就可以满足煤粉燃烧的需要。但是，过小的空气量易造成系统塌料。传统意义上的塌料是预分解窑生产中经常遇到的一种不正常现象，其表现特征是在极短时间内有一股料失控下落，经窑尾烟室进入窑内，使窑内生料量骤增，以致形成生烧。塌料严重时，这股料可直接冲窑头，形成窑头返火，甚至从窑头罩或冷却机冲出高温红料，危及设备及人身安全，并对环境造成污染。如果想降低系统用风，就必须对系统塌料或漏料做彻底根除。

我们对形成塌料的原因逐条分析：

因风速低形成的塌料，为常态化塌料，通过相关温度和分解率检测就可以发现，且易处理，通过风量调节就可以解决；物料忽大忽小造成的塌料主要是由旋风筒内漏风造成的。但内漏风一般不被人们所重视，也不易被发现，需要重点关注；物料分散的问题，是悬浮预热器的核心技术问题，分散效果是衡量悬浮预热器性能的主要指标，也是需要重点关注的关键问题。

通过分析，我们将解决漏风和物料分散列为研究对象进行攻关。

旋风筒作为水泥悬浮预热分解工艺过程的重要设备,其漏风,无论是内漏风还是外漏风,都是有害无益的。预热系统的外漏风直接影响其热效率,并增大排风机功率消耗，外漏风对旋风预热器的影响表现为：

外漏风主要存在于捅灰孔，检修门，以及仪表安装孔等地方。在实际生产过程中,预热器系统的外漏风很容易被发现，但并没有引起现场人员和管理人员的重视。课题组组织人员，从上到下，对外漏风点采取有效措施，分别予以处理，并要求车间加强管理,提高操作人员的责任心，外漏风问题得到有效控制。

为解决内漏风问题，我们安排专人对预热器进行巡检，严格检查锁风阀锁风效果，发现问题及时调整，并安装摄像头，将锁风阀画面引入中控室，由操作员随时观察锁风阀动作情况，对异常问题及时通知现场巡检人员予以处理有效控制了系统漏风。

物料分散问题，我们对各大设计院撒料器的结构进行对比分析，结合现场使用效果，对原有撒料器结构形式进行了改进，经实践检验，相同投料量情况下，有效降低了系统对风量的要求，撒料分散效果非常好：高温风机可由原来的44Hz，167A以上降至现在的39Hz，119A；由于窑系统高温风机转速降低后，相应的头排、尾排风机的转速，以及篦冷机系统风机的风量都会相应下降，为熟料工序电耗的降低奠定基础。

2.2.2对篦冷机篦下灰斗卸料进行改造

篦冷机弧形阀控制有两种：一是料位控制，始终保持灰斗内的料不能完全放空，以料来密封。实际使用中射频导纳料位计受灰斗内料的温度，粒度等影响，时常会出现动作失灵的现象，造成灰斗内积灰过多，托住活动梁而导致篦冷机故障，因此操作人员一般不喜欢采用。二是时间控制，由于灰斗内料的多少受煅烧情况影响不是固定的，放料时间很难调整合适，致使放料过程出现冷却风短路喷出，造成拉链机内熟料灰尘的飞扬，严重污染环境，同时造成冷却风的浪费。

我们经过仔细分析研究，决定拆除弧形阀，改由双气动闸板控制卸料：当上端气动闸板打开时，下端气动闸板关闭，灰斗内的料储存在两个气动闸板之间，确保密封；当下气动闸板打开卸料时，上气动闸板关闭，杜绝了灰斗内没料时冷却风的短路。由程序控制，如此往复循环。彻底杜绝了冷却风的短路和灰尘对环境的污染，同时对降低综合电耗有直接的关系。

2.2.3对窑头窑尾密封装置的改造

回转窑是在负压下运行的。一般而言，热端负压约为20Pa～30Pa，冷端负压约为250Pa～300Pa。其运行过程中，若热端（窑头）漏风，就会降低窑二次风温，造成热损失；若冷端（窑尾）漏风，不仅燃料不能充分燃烧，且会影响窑内通风，使热耗增加，影响熟料的产、质量，同时冷端废气中含有大量粉尘状物料，由  于  倒  风  而外溢，既污染了环境，又对岗位工人的健康造成伤害。我们对其进行了改造，效果明显。

2.2.4调整预热器一级旋风筒内筒的结构尺寸

通过对一级预热器内筒尺寸进行调整，既降低了系统阻力，又提高分离效率，减小回灰量，降低能耗。

2.2.5窑头和窑尾大布袋收尘器除了加强灰斗锁风效果外，对清灰压缩空气的喷吹时间和次序进行优化、调整，减小收尘系统漏风和通风阻力。

大布袋收尘器的阻力分为两部分：一部分是设备的固有阻力（即原始阻力），这是由设备的各个烟气流通途径造成的，作为使用者基本无法改变。第二部分是设备的运行阻力。设备的运行阻力是由收尘器在运行过程中滤袋表面形成的挂灰层的厚度导致的一个循环值。运行阻力可以通过对脉冲次序及脉冲时间、脉冲间隔等参数优化获得一个较低的循环值。课题组经过认真分析，对脉冲时间长短，脉冲间隔长短做了对比研究，获得了理想的控制参数。但是经过我们分析研究，原设计的脉冲次序，存在循环过程不合理，滤袋挂灰不均匀的缺陷。循环次序不能通过修改参数来完成，为此我们调取了其控制程序，对脉冲循环次序的控制部分做了修改。经过以上措施的实施，大布袋收尘器运行阻力分别有所下降：窑尾大布袋进出口压差下降800-1000Pa；窑头大布袋收尘器进出口压差下降400-600Pa。运行阻力的降低，对风机功耗的降低提供了条件。

大布袋收尘器回转卸料器虽然功率不大，但数量较多，如果能减少其空转的时间，对节约电耗还是有帮助的。为此，我们调取了其控制程序，对回转卸料器控制程序作了修改：由原来的开机就运行，改变为哪一室开始清灰，哪一室的回转卸料器就开始运转，并设定足够的运转时间，确保灰斗内无积灰，到了设定时间停止运转。大大减少了回转卸料器因为空转造成的电力损耗，同时也延长了设备的使用寿命。

2.2.6确保系统的稳定运行，对降低电耗具有重要的作用

2.2.6.1入窑生料喂料系统原设计为冲板流量计，喂料量设定在300t/h时，反馈量在280-320t/h之间波动，入窑提升机电流在165-185A之间波动，入窑生料极为不稳定，对稳定热工制度不利。由于冲板流量计控制精度设计为5%，基本满足喂料需要，但是其控制过程受上游流量阀调节回路滞后的限制，实际控制精度大于10%。为了减小入窑生料量的波动范围，我们决定采用转子秤代替冲板流量计，将冲板流量计作为当转子秤故障时的备用喂料设备，确保窑系统的稳定运行。

安装转子秤后，同样喂料量为300t/h时，反馈量295-305之间波动，提升机电流在170-180A之间波动，实际喂料精度小于5%，有效地解决了入窑生料量的稳定。

同时，经过观察，出转子秤至入窑提升机间的空气斜槽收尘器卸料由于采用双翻板卸料，当收尘器工作时卸料的，不连续、不均匀也会造成入窑提升机电流的波动，为此我们采用回转卸料器代替双翻板阀。由于空气斜槽收尘器回灰量不是很大，为了均匀卸料，我们选择速比比较大的减速机与回转卸料器配套，基本解决了收尘器卸料不均造成的提升机电流波动，基本保持在172-178A之间波动，而且波动频次降低了很多。

2.2.6.2 该系统原设计预热器一级出口和窑尾烟室由烟气分析仪，分解炉的燃烧情况不能有效监测，如果按照一级出口气体分析仪作为判断，显得滞后，不利于及时掌握分解炉内的燃烧情况。为了使风、煤、料的配合更加合理，我们决定在分解炉出口安装气体分析仪，使操作员能够及时掌握炉内燃烧情况，同时通过和窑尾烟室气体分析仪对照，可以合理调整三次风的用量，对稳定窑的热工制度有帮助。

2.2.6.3 该系统原有喷煤管为天津博纳产品，使用效果不错。经过几年的使用，喷煤管磨损比较严重，需要更换或是返厂维修。借此机会，为了使入窑煤粉与空气混合更好，燃烧更完全，保证降低过剩空气系数后煤粉能完全燃烧，我们更换了大推力的皮纳德喷煤管。

2.2.7研究探索熟料烧成系统用风、投料和燃煤的最佳参数范围。

预分解窑生产过程控制的关键是均衡稳定运转，它是生产状态良好的重要标志。运转不能均衡稳定、调节控制频繁、甚至出现恶性的“周期循环”,是窑系统生产效率低，工艺和操作混乱的明显迹象。因此调节控制的目的就是要使窑系统经常保持最佳的热工制度，实现持续地均衡运转。

新型干法窑系统操作的一般原则就是根据外部条件变化，适时调整工艺参数，最大限度的保持系统“均衡稳定”的运转。“均衡稳定”是事物发展过程中的一个相对静止状态，它是有条件的，暂时的。在实际生产过程中，由于各种主、客观因素的变化干扰，难免打破原有的平衡稳定状态，这都需要操作人员予以适当调整，恢复或达到新的平衡条件下的均衡稳定，因此运用各种调节手段来保持或恢复生产的均衡稳定，是控制室操作员的主要任务。在产量稳定的前提下，合理用风就显得尤为重要。

通过不断对台产、风量之间匹配关系的实验和数据分析，发现当熟料产量在185吨，高温风机转速为39Hz时，风机单电耗最低，熟料工序电耗最低。

同时，由于高温风机转速的降低，对应的头排风机、尾排风机转速也有适当的降低，对应的单电耗也跟着降低，见下表；篦冷机冷却风机的风量也随之降低。由此我们认为，窑台产控制在170-185t/h，高温风机转速控制在37-39Hz操作，是比较经济的控制范围。通过操作员一段时间的适应，熟料工序电耗逐步下降，在实施改造前，吨熟料工序电耗平均在38.5kwh/t左右，实施改造后最低时可达30.02kwh/t。

来源：《水泥工程技术》

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