立筒預(yù)熱器窯改造的途徑

1.1　改進型立筒預(yù)熱器技術(shù)(見圖1) 
　　 




　　圖1　改進型立筒預(yù)熱器 
　　1.一級旋風筒；2.二級旋風筒；3.三級旋風筒；4.立筒；5.回轉(zhuǎn)窯 

　　改進型立筒預(yù)熱器頂部采用兩或三級旋風預(yù)熱器，下部采用兩缽立筒。旋風預(yù)熱器的一級旋風筒為2個，底級旋風筒為1個，采用雙進風，其分離出的物料由立筒頂部中心進入立筒，使物料充分分散，避免貼壁下落，有利于物料預(yù)熱。由于其獨特的工藝布置和自身結(jié)構(gòu)，減少了物料在立筒中的循環(huán)量，較大地提高了預(yù)熱器熱效率，從而使窯產(chǎn)量提高20%～30%，熱耗降低20%～35%。 
　　1985～2001年，先后有十幾條生產(chǎn)線采用該項技術(shù)。目前，改進型立筒預(yù)熱器已經(jīng)形成從200～1000t/d系列，主要技術(shù)性能及指標參數(shù)見表1。  

1.2　窯尾立筒內(nèi)加把火技術(shù) 
　　1)窯尾立筒改作分解爐，三次風利用預(yù)熱器廢氣預(yù)熱的空氣(見圖2)。 
　　  




　　圖2　窯尾加把火的立筒窯系統(tǒng)(Ⅰ) 
　　1.高溫風機；2.增濕塔；3.三級預(yù)熱器；4.立筒；5.三次風系統(tǒng)；6.回轉(zhuǎn)窯；7.單筒冷卻機；8.窯尾煤粉倉；9.窯尾喂煤系統(tǒng)；10.窯頭煤粉倉；11.窯頭喂煤系統(tǒng)；12.燃燒器；13.一次風機 

　　此技術(shù)是在立筒底部噴入適量的煤粉，以提高預(yù)熱分解能力；為降低預(yù)熱器出口溫度，需在立筒頂部增加1～2級旋風筒。但由于這種技術(shù)利用預(yù)熱器廢氣預(yù)熱三次風，三次風溫不可能高，一般在150～300℃，不利于筒內(nèi)煤粉快速燃燒；且入窯物料仍從立筒底部入窯，熱交換時間短，成團物料不能分解；加上頂部旋風筒能力限制，窯尾用煤量只能達到20%～30%。入窯物料分解率一般在30%～40%之間。 
　　

技改范圍及內(nèi)容:校核技改后設(shè)備配套情況，一般應(yīng)改造窯尾立筒預(yù)熱器；高溫排風機；窯尾廢氣系統(tǒng)；冷卻機；增設(shè)窯尾喂煤系統(tǒng)；生料制備系統(tǒng)增容等。 
　　應(yīng)用實例:赤峰元寶山Φ3m×45m立筒窯改造 
　　改前狀況:1985年建成，設(shè)計規(guī)模11.5萬t/年，窯設(shè)計產(chǎn)量12t/h。實際最高年產(chǎn)水泥9萬t，窯產(chǎn)量9t/h。 
　　改造方案及主要內(nèi)容:1992年利用原窯尾框架，采用帶半分解的三級預(yù)熱器，頂級出口加設(shè)一空氣預(yù)熱器，為爐子提供熱風作為燃燒空氣，窯尾喂煤25%～35%。 
　　改造投資:窯尾預(yù)熱器帶加把火總設(shè)備費130萬元，包括全廠系統(tǒng)改造總投資660萬元。 
　　改造停窯期:30d。 
　　改造效果:窯臺時由9～10t/h提高到17～18t/h，增產(chǎn)66.7%；熱耗由6307.6kJ/kg降到4182kJ/kg；年增熟料4.8萬t，水泥5.85萬t；每年節(jié)煤1.1萬t，合219萬元，大大改善了企業(yè)經(jīng)濟狀況，僅1993年4～8月即實現(xiàn)利稅140萬元。 
　　2)窯尾立筒改作分解爐，三次風從窯頭大窯門罩抽出(見圖3)。 
　　 




　　圖3　窯尾加把火的立筒窯系統(tǒng)(Ⅱ) 
　　1.高溫風機；2.增濕塔；3.三級預(yù)熱器；4.立筒；5.三次風管；6.回轉(zhuǎn)窯；7.單筒冷卻機；8.窯尾煤粉倉；9.窯尾喂煤系統(tǒng)；10.窯頭煤粉倉；11.窯頭喂煤系統(tǒng)；12.燃燒器；13.一次風機 

　　此技術(shù)由于三次風從窯頭大窯門罩抽出，三次風溫提高(一般可達700℃以上)，有利于筒內(nèi)煤粉快速燃燒。窯尾用煤量可達30%～40%。入窯物料分解率能達到40%～60%。 
　　改造范圍及內(nèi)容基本同立筒加把火技術(shù)(Ⅰ)，不同的是改窯頭罩為大窯門罩，從大窯門罩抽三次風。技改投資、停窯期基本同立筒加把火技術(shù)(Ⅰ)。 
　　技改效果好于立筒加把火技術(shù)(Ⅰ)。 
1.3　應(yīng)用窯外分解技術(shù)改造立筒預(yù)熱器窯(見圖4) 
　　 




　　圖4　預(yù)分解立筒窯系統(tǒng) 
　　1.高溫風機；2.增濕塔；3.分解爐；4.四級預(yù)熱器；5.三次風管；6.回轉(zhuǎn)窯；7.單筒冷卻機；8.窯尾煤粉倉；9.窯尾喂煤系統(tǒng)；10.窯頭煤粉倉；11.窯頭喂煤系統(tǒng)；12.燃燒器；13.一次風機 

　　此技術(shù)原理是將原立筒改造為噴騰式或旋流噴騰式分解爐，原1～2級旋風預(yù)熱器改造為四級。改造后，通過三級預(yù)熱器預(yù)熱的物料從立筒底部進入分解爐分解，出立筒分解爐物料經(jīng)第四級旋風預(yù)熱器收集后進入窯內(nèi)；三次風從窯頭大窯門罩抽出，從立筒底部引入分解爐。煤粉從其三次風入口上方噴入。 
　

此技術(shù)三次風溫可達700～800℃，有利于筒內(nèi)煤粉快速燃燒；窯尾用煤量可達55%～60%；入窯物料分解率能達到80%～90%。 
　　技改范圍及內(nèi)容: 
　　1)利用原有預(yù)熱器框架及原有立筒和可用旋風筒，增設(shè)輔助框架，改窯尾立筒預(yù)熱器為預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)； 
　　2)窯頭增設(shè)分解爐喂煤系統(tǒng)； 
　　3)冷卻機作增加能力改造或換大規(guī)格； 
　　4)煤磨系統(tǒng)作擴容改造； 
　　5)改造窯中傳動裝置，將窯最高轉(zhuǎn)速提高到3～3.2r/min； 
　　6)改造窯尾廢氣系統(tǒng)(更換高溫風機，改造增濕塔，改造或更換窯尾除塵器)； 
　　7)改窯頭罩為大窯門罩，加設(shè)三次風管； 
　　8)生料制備系統(tǒng)增容改造； 
　　9)水泥粉磨系統(tǒng)擴容； 
　　10)輔機能力改大，以適應(yīng)提高產(chǎn)量的需要； 
　　11)其他改造如窯頭燃燒器、穩(wěn)料、計量及檢測等。 
　　技改投資:隨技改內(nèi)容變化而變化，一般為700～1000萬元。 
　　停窯期:約2～3個月。 
　　改造效果:窯臺時可提高100%～150%；燒成熱耗可降低50%～100%；水泥綜合電耗可降至110kWh/t。 
1.4　完全預(yù)分解技術(shù)改造 
　　完全預(yù)分解技術(shù)改造是將原立筒預(yù)熱器完全拆除或僅保留原有土建框架，安裝新型四級或五級預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)。 
　　技改范圍及內(nèi)容基本同1.3項，唯一的區(qū)別是完全廢棄原立筒預(yù)熱器。 
　　技改投資:隨技改內(nèi)容變化而變化，一般為800～1200萬元。 
　　停窯期:約2～3個月。 
　　改造效果:好于1.3項改造途徑。 
　　應(yīng)用實例:山東廠1號窯(Φ3m×45m) 
　　改前狀況:每年熟料產(chǎn)量僅6萬t左右，平均臺時產(chǎn)量9～10t/h。 
　　改造內(nèi)容:扒掉立筒等窯尾系統(tǒng)和老式小生料磨，新建預(yù)熱器塔架，采用我院HF3-5/700型分解爐，新建窯尾廢氣處理系統(tǒng)；新建生料均化庫；提高窯速；生料磨采用加裝輥壓機、打散分級機；改造篦冷機等。 
　　投資:～4500萬元。 
　　效果:生料磨產(chǎn)量由25～30t/h提高到55t/h以上，滿足了擴容需要，電耗由原33kWh/t降為20.74kWh/t。窯產(chǎn)量達750～800t/d，改造當年生產(chǎn)熟料16.8萬t，達產(chǎn)率80%；第二年即超過21萬t，實現(xiàn)年達產(chǎn)。該系統(tǒng)經(jīng)工廠在原基礎(chǔ)上稍作改造后，日產(chǎn)甚至超過900t/d。 
1.5　改造為五級預(yù)熱器窯 
　　五級預(yù)熱器技術(shù)已經(jīng)成熟，許多五級預(yù)熱器窯已經(jīng)達標達產(chǎn)。對于不適合采用預(yù)分解技術(shù)改造的立筒預(yù)熱器窯可改造為五級預(yù)熱器窯，改造費用比采用預(yù)分解技術(shù)改造低，但效果不及采用預(yù)分解技術(shù)改造。 

2　幾種改造途徑比較