第三代預分解系統(tǒng)在華潤水泥（南寧）的應用

　　1、概述

　　天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司（以下簡稱天津院有限公司）在工程實踐、試驗及理論研究的基礎上，通過對已投產的大量5000t/d生產線的預分解系統(tǒng)進行了歸納總結和不斷的優(yōu)化改進，在此基礎上開發(fā)了新型第三代5000t/d預分解系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已應用于我公司—華潤水泥（南寧）有限公司（以下簡稱華潤南寧）1號生產線并于2007年12月26日點火投產運行，該系統(tǒng)投產之日即已實現(xiàn)了達標的要求，通過一段時間的運行表明，該系統(tǒng)的開發(fā)是成功的，技術是可靠的?，F(xiàn)將天津院有限公司第三代預分解系統(tǒng)在我公司的投產運行狀況作一介紹。

　　2、第三代預分解系統(tǒng)技術方案簡介

　　本文筆者之一曾撰文對第三代預分解系統(tǒng)的技術方案進行了詳細介紹[1]，現(xiàn)在此簡要歸納介紹如下： 

　　2.1. 預熱器

　　預熱器系統(tǒng)開發(fā)主要考慮提高其換熱效果，降低系統(tǒng)阻力。并使系統(tǒng)布置更為合理。有關措施分別如下： 

　　通過采用結構型式合理的撒料裝置（圖1），提高物料在風管中的分散度，從而提高換熱效果；通過適當提高風管風速（17~19m/s）來提高預熱器系統(tǒng)的換熱效果同時系統(tǒng)阻力增加很少。

圖1 撒料盒結構示意圖 

理論研究表明[2]，提高旋風筒分離效率可有效提高預熱器系統(tǒng)換熱效果，通過理論研究及實踐的總結，天津院有限公司采用分離效率高、結構型式合理270°大蝸殼型式（圖2）的旋風筒，研究顯示其分離效率（圖3）較高。數(shù)值模擬研究CFD計算結果表明，該旋風筒C1分離效率可達94～96%，其它各級～90%，較第二代（分離效率C193～95%，其它～88%）有一定幅度的提高，而預熱器系統(tǒng)阻力相當。

圖2 旋風筒示意圖

圖3   旋風筒分離效率

  2)通過采用結構合理的二心大蝸殼型旋風筒、合理設計進風口及適當合理的降低筒內氣流旋轉速度、合理設計內筒直徑，適當降低旋風筒出口風速，縮短氣流在旋風筒內的無效行程等措施來有效降低預熱器系統(tǒng)阻力。

　　2.2. 分解爐

　　第三代預分解系統(tǒng)的開發(fā)一個主要的思路是提高分解爐對各種煤質的適應性，第三代預分解系統(tǒng)采用的分解爐型式為三噴騰型TTF分解爐，結構示意于圖4，其工藝特點如下：

圖4 分解爐示意圖

　　三噴騰效應：TTF爐固氣停留時間比（tm/tg=4.8）大，爐流場大大優(yōu)化，物料停留時間長，有利于煤粉的充分燃燒及生料充分分解；喂料方式：上下料點合理分料，分解爐中部局部溫度可達～1300℃，可大幅提高煤粉燃燒效果，高溫區(qū)間設計～1.5s，可保證劣質煤及無煙煤的充分燃燒；物料置于三次風正上方，可充分分散，分解爐物料分布均勻，流場更合理，同時可減少錐部塌料，分解爐的壓損可大幅減少，系統(tǒng)阻力相應降低；喂煤方式：單通道對稱四點噴入，優(yōu)化分解爐溫度場。

　　3、第三代預分解系統(tǒng)的運行狀況

　　華潤水泥（南寧）有限公司是華潤水泥控股公司旗下的一個水泥生產基地，地處廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)雙定鎮(zhèn)，該基地計劃建設兩條日產5000噸水泥熟料的新型干法水泥熟料生產線，現(xiàn)一期工程于2007年12月26日點火投產，二期工程正在施工建設。華潤南寧公司一期工程燒成系統(tǒng)（配置見表1）為天津院有限公司開發(fā)設計，該系統(tǒng)窯尾采用天津院新開發(fā)的第三代預分解系統(tǒng)，生產線于2007年12月31日投料，當日即生產合格熟料，2008年1月4日凌晨6：00開始達標考核，2008年1月7日凌晨實現(xiàn)了設計達標（回轉窯72h平均產量為5183t），達標后系統(tǒng)一直在較高產量下穩(wěn)定運行，天津院有限公司曾派人對該廠的生產操作進行技術指導，并對生產運行參數(shù)進行現(xiàn)場測試以為實際操作運行提供依據，從而進一步提升系統(tǒng)運行質量，現(xiàn)將生產運行情況介紹如下：

表1  燒成系統(tǒng)配置表 

　　第三代預分解系統(tǒng)投產運行后，天津院有限公司技術人員對現(xiàn)場運行參數(shù)進行了實際檢測，在投料量為360t/h（本生產線窯灰完全入窯，按料耗比1.56 kg生料/kg熟料考慮，產量在5538t/d），燒成系統(tǒng)主要運行參數(shù)實測見表2，典型操作畫面見圖5。

表2a  預分解系統(tǒng)操作參數(shù)測定結果 

表2b  預分解系統(tǒng)氣體分析結果 

　　從實測結果及操作分析，本預分解系統(tǒng)在煅燒揮發(fā)分Vad為6~8%，熱值為20000~22000kJ的無煙煤時能達到很好的運行效果，生產期間，分解爐及煙室?guī)缀鯖]有結皮情況發(fā)生。從氣體分析結果可知，本系統(tǒng)拉風稍偏大，如控制預熱器出口O2含量在1~3%的話，則預熱器出口溫度及壓力還會更低。

　　4、小結

　　通過華潤水泥（南寧）有限公司1號生產線的穩(wěn)定投產運行證明天津院有限公司開發(fā)的第三代預分解系統(tǒng)是成功的，從其運行指標及運行可靠性分析，其技術是成熟可靠的，相信通過華潤南寧公司一段時間的運行之后，工廠會進一步掌握系統(tǒng)特點，在該基地2號生產線上，第三代預分解系統(tǒng)會發(fā)揮其更好的技術特點，從而對降低系統(tǒng)熱耗及電耗十分有利，對于整個系統(tǒng)的節(jié)能減排將會發(fā)揮其應有的作用。

　　參考資料
　　[1]：陶從喜等. “第三代5500 t/d預分解系統(tǒng)的研究開發(fā)及應用” 水泥技術 2007，3 
　　[2]：徐德龍. “水泥懸浮預熱分解技術理論與實踐” 科學技術文獻出版社