前言

某公司有兩條5000t/d熟料生產線，正常情況下產量在日常5200～5400t，整個生產系統的煤耗、電耗相對較高，熟料的后期強度也不理想。為此，該公司全面了解行業動態，及時調整發展思路，從2015年年底開始，積極推進生產線提產增效技術改造，先后對預熱器、分解爐、篦冷機進行了系統改造，有效提升了熟料線產能，兩條線熟料13產均達到6100t，煤耗、電耗等經濟運行指標得到顯著提升。

一、預熱器改造

1.1 C1級改造

C1筒分離效率低，過多的飛灰帶走熱量，增加了燒成煤耗；飛灰含鈣、硅均較高，出預熱器系統后進入生料庫內，或再次入窯，影響生料質量的穩定性，原料磨停機避峰階段更是受到巨大的影響，對熟料煅燒極為不利；同時高溫回灰量偏大必將造成高溫風機葉輪的磨損，影響葉輪的使用壽命。為此，在旋風筒內部增加高效分離器。新安裝分離器根據旋風收塵器結構原理，通過流體風速測算，對在C1級預熱器錐體部位增加高效分離器，可以有效提高預熱器系統的收集效率，減少飛灰量、高鈣、硅回灰量，降低系統熱耗。

1.2 撒料箱改造

預熱器各級預熱器下料采用與下料管直連的撒料箱撒料，受箱體寬度限制，從下料管下料的物料被箱體約束，形成一股料束沖入上升管道內部，撒料效果不理想，且造成預熱器系統出口溫度高，阻力大，壓損大。

圖1 原有和新增分離器

撒料箱撒料效果差首先影響預熱分解系統的換熱效率(C1出口溫度高，320℃)，另外容易造成預熱器系統的物料塌料短路。為避免物料短路或塌料必須靠提高風速，克服高風速帶來的高阻力(C1出口負壓高達5300Pa以上)，高溫風機需要高速運行，電耗自然就高。為此，將各級預熱器下料的撒料箱更換為空冷式撒料箱(見圖2)，改善撒料效果，降低系統阻力和預熱器系統出口溫度，降低熟料電耗和煤耗。

圖2 空冷式撒料箱安裝位置

撒料箱的特點：(1)空心盒式結構，耐熱鋼可以直接和空氣接觸散熱，伸入預熱器上升管道的耐熱鋼盒體由澆注料保護，并不和高溫煙氣直接接觸，使用壽命大大加長。

(2)撒料箱伸入預熱器上升管道內部，下料管的物料直接沖入上升管道后與撒料箱撞擊，可以不受任何限制地布滿上升管道的整體空間。正是基于以上特點確保了該撒料箱優異的撒料效果和顯而易見的可靠性。撒料效果好，就可以以最少的用風實現物料在各級預熱器之間正確的行走路線，用風少自然可以降低整個系統的阻力。撤料效果好，廢氣熱量被充分吸收，因此可以明顯降低C1級預熱器出口溫度。

1.3 分解爐改造

在原有分解爐縮頸上部空間進行擴容，將分解爐的爐容提高到2650m3，遠超過2500m3，能夠保證入窯生料的分解率，提高熟料產能。此外，改變頸部圓形彎脖結構，見圖3。

圖3 分解爐改造

原有管道為紅線標注形狀，此形態物料發粘易集結于此，影響通風。

1.4 鎖風閥改造

預熱器各級鎖風閥結構落后，鎖風效果差，漏風嚴重。幾乎各級下料管都整體被燒成了黑紅色。分析原因是鎖風閥的結構存在的問題，一是鎖風閥容易出現內部閥板關不嚴，容易造成內漏風，因此導致高溫風侵入下料管，下料管被燒；二是，閥板軸箱蓋體積大，邊縫長，不易密封，容易發生外漏風。下料管內的高溫物料遇到低溫風，是下料管形成結皮的直接原因，嚴重了就會形成結皮堵塞。

另外，鎖風閥鎖風效果差、漏風嚴重還會導致已經被旋風預熱器收集下來的物料再次飛揚，無法順暢地排放到下一級預熱器，從而顯著降低預熱器的物料分離效率，物料在預熱器內富循環，嚴重時會造成預熱器的堵塞或塌料。

因此，將各級預熱器下料鎖風閥更換為輕質專有鎖風閥(見圖4)。新用鎖風閥內部翻板有個微小縫隙，當下料量不大的情況下，翻板不需要動作物料即可順縫而下，當物料較多時，翻板靈活微動物料通過，翻板關閉，下部上串風被鎖死，保障了氣走氣路，料走料路。改善鎖風效果，解決因鎖風閥問題產生的工藝問題。

圖4 翻板閥結構圖

更換國產大推力、高風速EPIC四通道煤粉燃燒器，見圖5，6，相應配套設備作出調整。

(1)一次風機(主)配置：電機由原來132kW，更換為250kW，羅茨風機皮帶輪尺寸未變，增加兩條皮帶。風壓由29kPa增至49kPa。

(2)一線窯頭燃燒器的調節(供應商提供和調試)燃燒器出口風壓風速增加，應注意觀察窯筒體溫度變化，加強對窯襯的保護。

圖5 燃燒器實物照片

圖6 燃燒器結構圖

新燃燒器特點：

(1)火焰形狀可調性好。EPIC四通道煤粉燃燒器具有多種調節手段，內外風的不同比例及出口噴射流型可在總風量不變的條件下大范圍無級調整，從而可獲得能適應任意工況的火焰形狀。

(2)節能降耗。由于一次風量低，且直流風和旋流風可調至最佳比例，有利于煤粉完全燃燒，因而EPIC四通道煤粉燃燒器可有效降低煤耗，理論和實踐表明每減少1％的一次風量可降低熱耗8.70～10.46kJ/kg燃料。同時，二次風溫顯著提高。

(3)對煤的適應性強，可用于低揮發份煤或無煙煤。根據燃燒揮發分含量，適當調整煤粉細度(一般0.080mm篩余百分數控制在揮發分百分數的0.5～0.75倍)，同時相應調節燃燒器的推力，可實現將低揮發分煤或無煙煤用于回轉窯煅燒。窯頭燃燒器對于回轉窯內熟料煅燒溫度起到決定性作用，對煤種適應性強，煅燒火焰活潑有力，有利于熟料線整體生產運行。

(1)在篦冷機后端加裝熱盾，更換固定篦床、一段篦床的篦板，提高熟料熱回收率，降低煤耗。將篦冷機錘式破碎機更換為錕壓機，節省熟料電耗。

(2)原料磨為史密斯ATOX50立磨，因入磨溜子鎖風閥經常出現卡停，嚴重影響磨機運行，早已拆除，但造成系統拉風大，影響生料電耗。經調研，發現改良后的新式鎖風閥已研制成功，于2018年初，對2條線的立磨進行安裝，生料電耗降低明顯。

(3)針對電耗高的問題，2015年年底以來先后對一二線窯尾排風機、篦冷機冷卻風機、羅茨風機等進行了變頻改造，對降低熟料電耗具有積極的影響。改造前后數據對比見表1。

表1 改造前后數據對比

從表1數據統計可知，目前實施系統升級改造后，各項生產指標都得到大幅提升，熟料產量平均達到6000t/d以上，特別是2018年3～5月，單月平均產量一、二線均達到6100t/d，后期隨著雨季到來及熟料配料指標的調整，熟料產量有所下降。

四、結語

某公司2004年投產運行，當時的設備工藝配置相對落后，對比設計煤耗高、電耗高、產量低的先天缺陷，嚴重制約企業的發展。近年來，面對階梯電價、環保政策及去產能的大背景下，公司領導層積極調整發展思路，推進生產線技術改造，提升熟料線產能，使兩條線熟料產量均達到6100t/d，經濟運行指標得到顯著提升。希望公該司的技改經驗對工藝相對落后的水泥企業具有積極的借鑒意義。

作者：朱波，郭脈興，郭碧君，惠井州，于波

來源：《山東東華水泥有限公司》

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