水泥行業(yè)如何以低投資 短周期完成節(jié)能技改？

水泥行業(yè)是傳統(tǒng)耗能大戶，近年來(lái)水泥行業(yè)在能效方面取得了較大的進(jìn)步，能效水平大幅度降低。

最新版的《GB16780-2021水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)從2022年11月1日開(kāi)始執(zhí)行，國(guó)家不斷加大對(duì)高能耗企業(yè)的管理力度，限制能源消費(fèi)總量。

水泥行業(yè)實(shí)行節(jié)能降碳改造符合高質(zhì)量發(fā)展要求，行業(yè)、企業(yè)應(yīng)始終深入貫徹落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略部署，積極響應(yīng)節(jié)能降碳改造升級(jí)的要求，在節(jié)能降碳改造升級(jí)工作上統(tǒng)籌謀劃，科學(xué)布局，重點(diǎn)圍繞“加大技術(shù)改造力度”“推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”“尋求清潔能源替代”等方面發(fā)力，推動(dòng)低碳化、智能化、服務(wù)化發(fā)展。

浙江中錦材水泥技術(shù)有限公司通過(guò)不斷研發(fā)、并得到技改實(shí)踐檢驗(yàn)的新型煤料混燒（MCCS)技術(shù)+配套分料技術(shù)等綜合改造技術(shù)，能以低投資、短周期的技改實(shí)施，實(shí)現(xiàn)高效的節(jié)煤效果。因此，成為眼下行業(yè)內(nèi)最為炙手可熱的一種燒成系統(tǒng)節(jié)能技改方式。

新型煤料混燒（MCCS)技術(shù)+配套分料技術(shù)原理

物料經(jīng) C4 下料管及分料閥兩路（或三路）進(jìn)入分解爐（分解爐下錐部做適當(dāng)改造，新型大渦殼結(jié)構(gòu)）， 與此同時(shí)煤粉多點(diǎn)多股（通常按6路）分散入分解爐，由于煤料進(jìn)料巧妙設(shè)計(jì)布局并配合充分混流措施，使入爐的煤料在進(jìn)口優(yōu)化改進(jìn)后的三次風(fēng)高切向旋流及窯尾噴騰氣流雙向效應(yīng)共同作用下，得以迅速混合、分散并進(jìn)行爐內(nèi)相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。

由于在此過(guò)程中強(qiáng)化了煤料混燒，一部份物料可以沿著三次風(fēng)入口角度流向窯尾縮口，往復(fù)形成多次噴騰，從而增加了物料停留時(shí)間和物料分散功能；由于在此過(guò)程中煤粉放熱與生料吸熱的熱量傳換方式發(fā)生了改變，使得傳熱性能更為直接高效、傳熱效率加強(qiáng)，同時(shí)煤粉燃燒方式也由傳統(tǒng)、帶有一定火星且光亮的輝焰燃燒方式變成了無(wú)焰燃燒方式。因此，通過(guò)分解爐內(nèi)一系列物理化學(xué)變化后，在分解爐操作溫度較常規(guī)降低控制的條件下，生料分解率仍能得到充分保證（一般在93%～95%），使得分解爐內(nèi)系統(tǒng)換熱效果明顯加強(qiáng)。同時(shí)，由于在上述反應(yīng)過(guò)程始終處于無(wú)焰燃燒狀態(tài)之中，有效避免了分解爐內(nèi)局部高溫現(xiàn)象，因此消除了分解爐內(nèi)結(jié)皮，從而可起到了加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)的作用。  

配套分料技術(shù)是應(yīng)用了一種新型的下料管分料裝置，從而來(lái)降低各級(jí)預(yù)熱器和分解爐的塌料風(fēng)險(xiǎn)（因?yàn)槿魏晤A(yù)熱器和分解爐都存在沿壁塌料現(xiàn)象）；同時(shí)使料氣換熱更加充分、接觸面積加大，因而提高了系統(tǒng)換熱效率。

通過(guò)新型煤料混燒（MCCS)技術(shù)+配套分料技術(shù)綜合運(yùn)用后，由于預(yù)熱器C1出口廢氣溫度降低（約降低25℃～30℃），出口廢氣量同步減?。▏?guó)內(nèi)五級(jí)預(yù)熱器常規(guī)出口廢氣量為1.45Nm3/t.cl，應(yīng)用該技術(shù)改造后的出口廢氣量為1.30～1.35Nm3/t.cl）,因此系統(tǒng)得以大幅節(jié)煤。從目前已實(shí)施技改的幾臺(tái)水泥窯運(yùn)行的綜合情況來(lái)看，噸熟料標(biāo)煤耗可下降5.5～7.5Kg。

河北武山水泥有限公司2500t/d生產(chǎn)線

河北武山水泥有限公司2500t/d生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)綜合技改項(xiàng)目，由浙江中錦材水泥技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)承建，全面提供設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨及安裝施工、技改調(diào)試等服務(wù)工作。

目前，技改項(xiàng)目自2024年3月13日窯系統(tǒng)投料以來(lái)，已調(diào)試運(yùn)行至今。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證：技改后的窯工藝穩(wěn)定、系統(tǒng)可靠、操作方便，故障率幾乎沒(méi)有，杜絕了系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞等不安全因素，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度及空氣炮使用，取得了較為明顯的技改效果。具體情況如下：

一、噸熟料標(biāo)煤耗:下降約8~9.5kg。

由于頭、尾煤秤計(jì)量不準(zhǔn)，只能用送煤管道壓力作為標(biāo)定依據(jù)：

由此得出：

頭煤量下降：0.05÷23.94＝0.2%；

尾煤量下降：6.58÷28.87＝22.8%；

考慮頭尾煤比例約為33:67，可得出：總用煤量下降比例：（33×0.2%+67×22.8%）÷100＝15.34%；

公司用煤的發(fā)熱量按5555.31KCal計(jì)，則得出：總用煤量折合成標(biāo)煤的下降比例：5555.31÷7000×15.34%＝12.17%；

公司技改前標(biāo)煤耗為111Kgce/t.cl，則得出：技改后標(biāo)煤耗下降量為：111×12.17%＝13.51Kgce/t.cl

結(jié)論：考慮頭、尾煤管道壓力波動(dòng)變化等因素，標(biāo)煤耗最少降低8~10.5Kgce/t.cl。

二、C1出口負(fù)壓：降低約1220Pa

技改前6581Pa；技改后5361Pa；兩者相差降低約1220Pa

三、燒成工序綜合電耗：降低約1度

（1）方法一：

總體下降7.6A，按常規(guī)1A約折合0.15Kwh計(jì)，則7.6×0.15=1.14Kwh；

（2）方法二：

C1出口負(fù)壓降低1220Pa，按常規(guī)每下降500Pa約節(jié)電0.6kwh計(jì)，則1220×0.6÷500=1.46kwh；

根據(jù)該公司2個(gè)月度的抄表核算，噸熟料實(shí)際節(jié)電為5度。

四、同等NOx排放量（技改前后均按小于50mg/m3控制），噸熟料SNCR脫硝噴氨量：下降約33.3%

五、技改前中控畫面

六、技改后中控畫面