5000t/d預(yù)分解系統(tǒng)優(yōu)化改造后大幅提產(chǎn)降耗

中國(guó)水泥協(xié)會(huì)技術(shù)中心 · 2014-09-03 09:43 留言

  0 引言

  筆者公司回轉(zhuǎn)窯預(yù)分解系統(tǒng)為天津院設(shè)計(jì)的5000t/d在線預(yù)分解系統(tǒng),采用雙列5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器+DD分解爐,配套Ф4.8×72m回轉(zhuǎn)窯和119.3m2篦冷機(jī),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力5000t/d,經(jīng)過(guò)8年的生產(chǎn)實(shí)踐,產(chǎn)能已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)量,實(shí)際產(chǎn)量5900t/d,標(biāo)煤耗≥110kg/t-cl?,F(xiàn)有預(yù)分解系統(tǒng)的生產(chǎn)及工藝數(shù)據(jù)見表1、表2。

5000t/d預(yù)分解系統(tǒng)優(yōu)化改造后大幅提產(chǎn)降耗

5000t/d預(yù)分解系統(tǒng)優(yōu)化改造后大幅提產(chǎn)降耗

  但受當(dāng)時(shí)燒成技術(shù)的制約,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也存在一定的局限,回轉(zhuǎn)窯的基本運(yùn)行狀況以及主要存在問(wèn)題如下:

  (1)C1出口風(fēng)溫350~360℃,明顯偏高,其余各級(jí)旋風(fēng)筒溫度梯度基本正常。

  (2)分解爐出口溫度890~910℃,C5旋風(fēng)筒出口溫度910~920℃。

  以上兩組數(shù)據(jù)明顯偏高,是導(dǎo)致C1出口風(fēng)溫高的主要原因。分析認(rèn)為:煤粉在分解爐內(nèi)燃燒不充分,隨氣、料進(jìn)入C5后繼續(xù)燃燒換熱,導(dǎo)致C5出口溫度和整個(gè)預(yù)分解系統(tǒng)出口溫度偏高;分解爐出口、C5出口及下料管溫度倒掛。

  (3)三次風(fēng)分兩路進(jìn)分解爐,風(fēng)量靠高溫閘閥控制,不能均衡量化,造成分配失衡,影響分解爐內(nèi)流場(chǎng)的穩(wěn)定性;

  三次風(fēng)管在框架內(nèi)的水平長(zhǎng)度為34.4m,并有4個(gè)90?彎頭,造成管壁襯料磨損、管內(nèi)積灰;

  三次風(fēng)進(jìn)口在分解爐直筒部位,喂煤點(diǎn)在進(jìn)風(fēng)口上部,占用了3m左右的直筒高度,減少了分解爐的有效容積。原三次風(fēng)管接口位置在分解爐的錐體部分之上,占用2.3m高度的直筒,沒有充分利用分解爐的有效容積,縮短了三次風(fēng)在分解爐內(nèi)的停留時(shí)間。

  (4)各級(jí)旋風(fēng)筒間的連接風(fēng)管上的撒料裝置安裝位置偏高,物料進(jìn)入換熱管道后的的運(yùn)動(dòng)距離較短、氣、料換熱時(shí)間不充足。

  當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到5900t/d時(shí),分解爐容積不足,溫度倒掛比較嚴(yán)重,預(yù)熱器的換熱交換功能被削弱,熟料燒成熱耗增加。

  1 技改方案

  1.1 分解爐改造

  原分解爐直筒高度只有22m,而且被三次風(fēng)管接口占用了3m左右,總?cè)莘e偏小,必須擴(kuò)大分解爐容積。

  加高后的分解爐保留大部分殼體,比原分解爐增高12.5m,原分解爐直筒部分有效容積823m3,加高后增加了467m3,比原有效容積增加了57%,達(dá)到1290m3。

  熟料產(chǎn)量5900t/d時(shí),原分解爐內(nèi)氣體停留時(shí)間為2.2s,加高分解爐后,氣體停留時(shí)間為3.6s。

  1.2 增設(shè)分解爐-C5旋風(fēng)筒管道

  分解爐加高后出風(fēng)口位置向上移動(dòng)了13m左右由于框架梁的限制,鵝頸管若設(shè)計(jì)成圓柱體,其截面積較小將不能滿足要求,只能根據(jù)框架梁的位置把鵝頸管設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體,才能獲得最大的截面積。

  鵝頸管主體截面是5.4×4.4m長(zhǎng)方形,總高度18m,有效容積330m3。增設(shè)鵝頸管后,熟料產(chǎn)量5900t/d時(shí),管內(nèi)氣體停留時(shí)間為1.0s。

  技改后,分解爐+鵝頸管的有效容積達(dá)到1620m3,比之前增加了97%。對(duì)煤粉燃燒、氣固換熱、和CaCO3分解率等均有明顯改善作用,整個(gè)預(yù)熱器的氣體溫度整體下降。

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  1.3 更換C5旋風(fēng)筒蝸殼

  原分解爐出風(fēng)口與C5旋風(fēng)筒通過(guò)平管道相聯(lián),增設(shè)鵝頸管后必須對(duì)C5蝸殼進(jìn)風(fēng)口方向進(jìn)行改動(dòng)。原C5旋風(fēng)筒蝸殼是270?三心結(jié)構(gòu)+等高錐體,偏心距450mm,這種結(jié)構(gòu)形式在新建生產(chǎn)線上已不采用了。經(jīng)推算,原C5旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口有效截面積為8.1m2,熟料產(chǎn)量5900t/d時(shí),截面風(fēng)速為≥22m/s,明顯偏大。新蝸殼采用三心結(jié)構(gòu)+等角變高錐體,增大進(jìn)風(fēng)口截面積,使截面風(fēng)速≤19m/s。配套的內(nèi)筒也隨之進(jìn)行調(diào)整。

  更換較大的蝸殼和內(nèi)筒,降低了C5旋風(fēng)筒的氣體阻力,并使全系統(tǒng)的氣體阻力降低。

  1.4 改造分解爐與三次風(fēng)管接口

  將三次風(fēng)管改為單路進(jìn)分解爐,通過(guò)1臺(tái)高溫閘閥調(diào)節(jié)風(fēng)量,將與分解爐接口位置移至分解爐錐體部分,偏心側(cè)旋入爐。燃燒器的位置下移2m。原C4旋風(fēng)筒分兩路下料與分解爐接口,擬保留位置較低的下料點(diǎn),棄用位置較高的接口。

  技改后簡(jiǎn)化了工藝流程,三次風(fēng)的風(fēng)量容易控制。三次風(fēng)管在框架內(nèi)長(zhǎng)度縮短為8.2m,且無(wú)急彎,減少了水平積灰段長(zhǎng)度和氣體阻力。減少了殼體表面散熱和漏風(fēng)點(diǎn);

  三次風(fēng)管從分解爐錐體部位側(cè)旋進(jìn)入,與縮口分解爐底部上升窯氣相遇,產(chǎn)生噴旋結(jié)合氣流,有利于氣、料、煤的混合;進(jìn)風(fēng)位置下移可增加氣流在爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離和氣料煤混合換熱時(shí)間;C4下料點(diǎn)和燃燒器的位置下移,增加了料煤在爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離,等于又增加了2m的分解爐有效高度。

  1.5 預(yù)熱器部分改造

  預(yù)分解系統(tǒng)的氣體阻力主要是由預(yù)熱器部分產(chǎn)生,經(jīng)計(jì)算,改造后預(yù)熱器直筒截面風(fēng)速最大值為5.9m/s,各級(jí)風(fēng)管截面風(fēng)速最大值為16.6m/s,雖然相對(duì)于目前各設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)值略大,但作為技改項(xiàng)目屬于正常范圍,不必對(duì)預(yù)熱器部分做較大改動(dòng),僅在局部技改。

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  1.5.1更換各級(jí)上升風(fēng)管上撒料箱,降低撒料箱位置

  原有的撒料裝置底部距離旋風(fēng)筒出風(fēng)口2m位置,是出于防止物料撒入風(fēng)管后“短路”落入旋風(fēng)筒考慮而設(shè)計(jì)的。目前的產(chǎn)量為5900t/d,上升風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速大于設(shè)計(jì)值,對(duì)物料的懸浮能力增大,排除了物料“短路”的現(xiàn)象。技改僅更換為新型擴(kuò)散式撒料裝置,使物料分散更均勻,提高換熱效率。

  在保證內(nèi)筒完整的情況下,物料撒入風(fēng)管的位置盡量降低,這樣可增加物料在換熱管道里的停留時(shí)間。

  1.5.2處理漏風(fēng)點(diǎn)、檢修各級(jí)鎖風(fēng)閥

  由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年生產(chǎn),檢修門、捅料孔、連接法蘭等存在不同程度的漏風(fēng),在技改時(shí)統(tǒng)一進(jìn)行了處理。對(duì)各級(jí)鎖風(fēng)閥進(jìn)行檢修,有損壞的閥板全部更換。

  1.6 窯頭窯尾燃燒器

  根據(jù)改造要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)及燃料特點(diǎn),確定窯頭采用性能先進(jìn)的HP強(qiáng)渦流型多通道燃燒器替換現(xiàn)有燃燒器,分解爐采用兩臺(tái)三通道燃燒器,詳細(xì)改造內(nèi)容如下:

  (1)HP強(qiáng)渦流型大推力多通道燃燒器利用現(xiàn)有移動(dòng)行走裝置,現(xiàn)有送煤風(fēng)機(jī);更換窯頭凈風(fēng)機(jī),更換柴油點(diǎn)火助燃系統(tǒng)。

  (2)分解爐采用兩臺(tái)三通道燃燒器替換現(xiàn)用的燃燒器。新增兩臺(tái)窯尾燃燒器凈風(fēng)機(jī),利用現(xiàn)有送煤風(fēng)機(jī)。

  2 技改后系統(tǒng)運(yùn)行情況(見表5)

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  3 項(xiàng)目效益情況

  經(jīng)過(guò)半年多的生產(chǎn)比較,窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由原來(lái)的238.25t提高至現(xiàn)在的251.06t。五級(jí)筒出口和下料管溫度比分解爐出口低10-20℃左右,一級(jí)筒出口溫度比以前低了20到30℃。

  改造后,窯平均熟料燒成標(biāo)煤耗由≥112kg/t-cl降為108kg/t-cl,噸熟料實(shí)物煤耗從147.61kg下降至142.25kg,下降了5.36kg,噸熟料工序電耗下降2.18度,噸熟料發(fā)電量降低2.87度,合計(jì)熟料實(shí)物煤耗降低5.36+2.18-2.87=4.67kg,按年生產(chǎn)熟料170萬(wàn)噸熟料計(jì)算,年可節(jié)約170 *0.00467 =7752噸實(shí)物煤。

  4 仍存在的問(wèn)題

  (1)一級(jí)筒出口溫度目前基本在335度左右,溫度偏高,與設(shè)計(jì)要求的310度,還有一定的改造空間。

  (2)原設(shè)計(jì)圖紙中三次風(fēng)管與分解爐接口位置存在拐角,生產(chǎn)實(shí)際中磨損較大。停機(jī)時(shí)已將側(cè)面進(jìn)風(fēng)口拉直,目前使用情況較好。

  (3)生產(chǎn)大半年以來(lái),實(shí)際標(biāo)煤耗為108-111公斤,與設(shè)計(jì)要求的106公斤有較大差距。

  (4)改造配套備件中更換的翻板閥存在漏風(fēng)問(wèn)題,密封效果不好,在以后變更解決。

  5 結(jié)論

  通過(guò)合肥院熱工裝備公司對(duì)燒成系統(tǒng)的技改,系統(tǒng)產(chǎn)量、煤耗,熱耗等有了明顯的改觀,達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。

編輯:何姝

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