改造4500td線篦冷機(jī)及預(yù)熱器提高發(fā)電量

  1 生產(chǎn)中存在的問題

  我公司4 500t/d生產(chǎn)線于2010年11月份投產(chǎn)，投產(chǎn)以來(lái)熟料生產(chǎn)基本正常。余熱發(fā)電機(jī)組于2011年2月份運(yùn)行，運(yùn)行后一直存在AQC爐和SP爐入口溫度低，AQC爐入口溫度一般在330℃，SP爐入口溫度一般在280℃～300℃，發(fā)電機(jī)有功功率維持在6 500kW/h，噸熟料發(fā)電量平均在28kWh/t，長(zhǎng)期制約著我公司余熱發(fā)電總量。同時(shí)出篦冷機(jī)熟料溫度高，平均在240℃，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)的環(huán)境溫度+65℃，余熱利用率低；預(yù)熱器系統(tǒng)壓力偏高，高溫風(fēng)機(jī)負(fù)荷加大，造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。

  針對(duì)以上存在的問題，公司組織各相關(guān)部門的技術(shù)人員經(jīng)過研討后認(rèn)為：篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)的總裝機(jī)容量為1 977kW，總風(fēng)量為640 220m3，一段冷卻風(fēng)量不足，特別是一室風(fēng)量只有57 600m3。預(yù)熱器二級(jí)旋風(fēng)筒（C2）內(nèi)筒高度為3.24m，三級(jí)旋風(fēng)筒（C3）內(nèi)筒高度為3.35m，四級(jí)旋風(fēng)筒（C4）內(nèi)筒高度為3.92m，五級(jí)旋風(fēng)筒（C5）內(nèi)筒高度為3.4m。參閱相關(guān)4 500t/d生產(chǎn)線設(shè)計(jì)資料，認(rèn)為內(nèi)筒高度偏高。導(dǎo)致整條生產(chǎn)線運(yùn)行雖基本正常，但余熱發(fā)電有功功率較低，出篦冷機(jī)熟料溫度高。與我集團(tuán)其它公司的相關(guān)指標(biāo)存在很大的差距，具體如下：

  （1）噸熟料發(fā)電量低，在28kWh/t左右。

  （2）在同產(chǎn)量的情況下，C1級(jí)筒出口溫度低可降至300℃以下。

  （3）在同產(chǎn)量的情況下，AQC爐的入口溫度也只有平均的330℃。

  （4）出篦冷機(jī)熟料溫度一直偏高，溫度平均在240℃。

  （5）預(yù)熱器系統(tǒng)阻力偏大，C1級(jí)筒出口負(fù)壓可達(dá)-6 300Pa，風(fēng)速高。

  2 技術(shù)改造方案

  為進(jìn)一步提高余熱發(fā)電量，我公司確定的改造方案是：在現(xiàn)有篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，一段新增加了兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并對(duì)一段各風(fēng)室風(fēng)機(jī)進(jìn)行了調(diào)整。對(duì)預(yù)熱器C2級(jí)至C5級(jí)的旋風(fēng)筒內(nèi)筒的高度進(jìn)行了針對(duì)性的調(diào)整。具體做法如下：

  （1）篦冷機(jī)一段新增兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)容量由1 977kW提升至2 269kW?？傦L(fēng)量由640 220m3提升至682 156m3，一室風(fēng)量由57 600m3提升至75 900m3，一段各風(fēng)室風(fēng)機(jī)也做相應(yīng)的調(diào)整。優(yōu)化了篦冷機(jī)各段風(fēng)量分配，提高入窯二、三次空氣溫度，提高余熱發(fā)電的AQC爐入口溫度。改善了熟料的冷卻效果，高溫熟料能夠及時(shí)冷卻，改善了熟料質(zhì)量與熟料的易磨性，為后續(xù)的水泥粉磨創(chuàng)造有利條件。

  （2）余熱發(fā)電AQC鍋爐取風(fēng)口前移。原取風(fēng)口位置在一段和二段篦床之間，為提高進(jìn)鍋爐風(fēng)溫，將取風(fēng)口前移至一段篦床前半部，這樣，進(jìn)鍋爐溫度明顯提高，同時(shí)由于一室、二室風(fēng)量加大，對(duì)入窯二次風(fēng)基本沒有影響，窯煅燒狀況良好。

  （3）預(yù)熱器改造。由于預(yù)熱器直徑相對(duì)較小又無(wú)法改變，壓損太大，對(duì)此，只有改變內(nèi)筒長(zhǎng)度來(lái)降低壓損：C2級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒原高度由3.24m調(diào)整至1.7m；C3級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒原高度由3.35m調(diào)整至1.7m；C4級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒原高度由3.92m調(diào)整至2.1m；C5級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)筒原高度由3.4m調(diào)整至2.3m。

  （4）改造分解爐出口彎頭。由∩型改為倒V型，避免了積料，也降低了系統(tǒng)阻力，同時(shí)對(duì)窯尾分解爐縮口擴(kuò)徑10cm。通過改善窯內(nèi)通風(fēng)條件，窯煅燒狀況明顯好轉(zhuǎn)。

  回轉(zhuǎn)窯的旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)筒對(duì)于分離效率以及系統(tǒng)阻力的影響程度是很大的。當(dāng)內(nèi)筒高度與內(nèi)筒有效直徑比不斷減小，只要不超過某一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，阻力損失一直迅速減小，而分離效率的降低相對(duì)比較緩慢，因此適當(dāng)減小內(nèi)筒高度有利于系統(tǒng)阻力的降低，對(duì)于整個(gè)預(yù)熱系統(tǒng)的分離效率影響很小，同時(shí)預(yù)熱器C1級(jí)內(nèi)筒保持了原來(lái)的尺寸。

  3 技術(shù)改造效果

  改造前后通過進(jìn)一步優(yōu)化操作，各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比分析如下。

  （1）噸熟料發(fā)電量：改造后平均達(dá)38kWh/t，較改造前提高10kWh/t。

  （2）AQC爐入口溫度：改造后可達(dá)430℃~470℃，較改造前提高100℃～140℃。

  （3）SP爐入口溫度：改造后可達(dá)310℃~320℃，較改造前提高20℃。

  （4）熟料溫度：改造后可達(dá)110℃，較改造前降低130℃。

  （5）發(fā)電機(jī)有功功率改造后可達(dá)9 500kWh，較改造前提高2 800kWh，單班發(fā)電量最高突破80 000kWh。

  （6）C1級(jí)筒出口負(fù)壓：改造后可達(dá)-5 800Pa左右，較改造前降低500Pa。

  （7）高溫風(fēng)機(jī)：改造后頻率39.0Hz，較改造前降低0.5Hz。

  技改后，窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、熟料質(zhì)量、煤耗、電耗、余熱發(fā)電量等各項(xiàng)指標(biāo)都得到了明顯提高。具體參數(shù)見表1。

  該技術(shù)改進(jìn)取得了良好的效果，對(duì)同類型的生產(chǎn)線有很好的參考價(jià)值，目前集團(tuán)部分企業(yè)已有借鑒。