某公司#2生產(chǎn)線海拔1223m，于2002年設(shè)計，2004年建成投產(chǎn)。該生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)采用了天津院設(shè)計的帶TDF在線分解爐的雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器、ф4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯、第三代篦式冷卻機等設(shè)備。投產(chǎn)十多年來，經(jīng)過一系列的改進完善和優(yōu)化操作，熟料產(chǎn)量能長期穩(wěn)定在2300～2400t/d，生產(chǎn)也基本正常，但系統(tǒng)能耗偏高，單位熟料綜合電耗約78kWh/t，單位熟料綜合熱耗約3396～3425kJ/kg，不能滿足行業(yè)能耗標準要求。因此，對該生產(chǎn)線實施技術(shù)改造，從而達到節(jié)能降耗、穩(wěn)定運行的目的。

該生產(chǎn)線預(yù)熱、預(yù)分解系統(tǒng)采用了帶在線分解爐的雙系列五級預(yù)熱器。燃料采用煙煤，其月平均工業(yè)分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 煤的工業(yè)分析

經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)標定報告、中控操作記錄以及業(yè)主提供的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過詳細核算，技改前該生產(chǎn)線各級旋風(fēng)筒進口風(fēng)速在17.8～20.87m/s，出口風(fēng)速在11.2～17.65m/s。表觀截面風(fēng)速在3.67～5.87m/s，各旋風(fēng)筒壓力降在600～1400Pa。通過該結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場情況可以看出燒成系統(tǒng)存在以下主要問題：

(1)系統(tǒng)阻力大，特別是C1、C3、C4旋風(fēng)筒等阻力偏大，導(dǎo)致系統(tǒng)電耗增加；

(2)C1、C2出口廢氣溫度偏高，不僅導(dǎo)致熱耗偏大，而且導(dǎo)致電耗偏高。

從現(xiàn)有的中控數(shù)據(jù)和實際生產(chǎn)運行中得到的數(shù)據(jù)來分析，C1、C2旋風(fēng)筒出口溫度偏高，C1、C3～C5旋風(fēng)筒進口理論風(fēng)速較正常范圍偏高，C1、C3和C4這3個旋風(fēng)筒阻力較大。因此，為滿足節(jié)能降耗的要求，需對影響系統(tǒng)性能的各個部位進行技術(shù)改造。

3.1 分解爐

分解爐規(guī)格為ф5.6m×17.35m，總有效容積～354.4m3。經(jīng)過理論核算，技改前其本體截面風(fēng)速為8.91m/s，氣體總停留時間～1.95S。由此可看出，現(xiàn)有分解爐的爐容小、氣體停留時間較短，但從現(xiàn)場運行情況來看，C5旋風(fēng)筒未出現(xiàn)溫度倒掛現(xiàn)象，且入窯分解率為93％左右，能滿足生產(chǎn)要求，但考慮到煤的內(nèi)水較大，且滿足日后進一步提產(chǎn)的需要，可適當降低分解爐出口氣體的溫度。此次改造擬增加分解爐出風(fēng)管，增加分解爐爐容，增強分解爐及系統(tǒng)的穩(wěn)定性對原燃料的適應(yīng)性。

為盡量減小土建的改造工作量及節(jié)省改造時間，分解爐采用了多種靈活的布置方法，以保持窯尾結(jié)構(gòu)框架各層平面的主梁及框架的斜撐均不改動。在原有分解爐基礎(chǔ)上增加鵝頸管，分解爐出口連接管道設(shè)計為方形管道，既保證風(fēng)管截面積而又不影響框架主梁。增加部分的鵝頸管充分利用了原有的窯尾框架內(nèi)部的有效空間，爐體全部布置于框架內(nèi)部，并盡可能增加了分解爐的容積。技改后的分解爐爐容由原有的約354.4m3增加至554.8m3，氣體在爐內(nèi)的停留時間由1.95S增加至3.05S。改造前后的分解爐結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 改造前后的分解爐

3.2 煙室

原煙室和分解爐之間的縮口尺寸在2300t/d產(chǎn)能、單位熟料熱耗3425kJ/kg的情況下，該縮口處風(fēng)速合適，此次改造該縮口不需調(diào)整。

原有煙室斜坡處通風(fēng)面積偏小，且回轉(zhuǎn)窯尾端護板內(nèi)徑偏小，縮口處風(fēng)速偏大，為降低阻力，同時避免過多的料帶出回轉(zhuǎn)窯形成外循環(huán)，對煙室進行了整體更換，包括窯尾密封圈和回轉(zhuǎn)窯尾端護板。

3.3 三次風(fēng)管

現(xiàn)有三次風(fēng)管規(guī)格為ф2.3m，目前產(chǎn)量下，三次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速約為26.6m/s，現(xiàn)三次風(fēng)分兩路對沖入爐，阻力較大，且兩路三次風(fēng)不平衡，導(dǎo)致爐內(nèi)濃度場和溫度場不均勻。為降低阻力及改善爐內(nèi)煤粉燃燒狀況，擬將三次風(fēng)改為在分解爐錐部單股旋切入爐方式，同時更換三次風(fēng)高溫閘板閥。根據(jù)改造后三次風(fēng)管的位置，取消原窯尾燃燒器以及相應(yīng)的一次風(fēng)機及管路，重新調(diào)整分解爐主噴煤管的位置。

3.4 旋風(fēng)筒及連接風(fēng)管

保留原有預(yù)熱器框架不變，旋風(fēng)筒及連接風(fēng)管部分作如下改造：

(1)調(diào)整C1旋風(fēng)筒的進口和內(nèi)筒，并在C1旋風(fēng)筒錐部增加尾渦穩(wěn)定器，減少了尾渦導(dǎo)致的二次揚塵，既確保了較高的分離效率，又降低了阻力。

(2)增大C3、C4旋風(fēng)筒進口面積，降低風(fēng)速，減少阻力損失。

(3)配合C3、C4旋風(fēng)筒改造，C5-C4、C4-C3風(fēng)管彎頭處局部改造。

(4)因分解爐出口管道位置變動，C5旋風(fēng)筒整體旋轉(zhuǎn)布置。

旋風(fēng)筒進口改造后設(shè)計見圖2。

3.5 料管、翻板閥及撒料裝置

用新型擴散式撒料箱更換生料進口、C1～C4料管上原有的撒料箱。撒料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用擴散式箱體，內(nèi)加凸弧型多孔導(dǎo)料分布板，該種結(jié)構(gòu)既具有防堵功能又可確保系統(tǒng)內(nèi)物料分散的均勻性，有利于提高系統(tǒng)的換熱效率。

考慮到目前生產(chǎn)線下料管翻板閥使用時間較長，部分翻板閥漏風(fēng)嚴重，本次改造擬更換C1～C5料管上的所有翻板閥，減少漏風(fēng)，以提高旋風(fēng)筒分離效率，從而降低系統(tǒng)阻力和熱耗。

從現(xiàn)場情況看，C3下料管布置不合理，需對C3下料管進行改造。另外，因為三次風(fēng)的調(diào)整以及煙室的更換，C4和C5料管也需局部調(diào)整改造。

3.6 篦冷機改造

#2線現(xiàn)有冷卻機為第三代篦冷機，配置錘破，篦床采用機械傳動，篦床面積為61.2m2。生產(chǎn)線于2004年投入運行。此次技改，從降低電耗角度出發(fā)，僅對篦冷機F3～F6這4臺冷卻風(fēng)機電機加變頻調(diào)速，其余未改造。

通過以上措施，技改前后的技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 改造前后的技術(shù)參數(shù)

技改后該生產(chǎn)線已于2017年3月正式點火投產(chǎn)運行。經(jīng)過一年多的運行，各項性能指標均達到了預(yù)期要求，技改效果顯著。

作者：盧仁紅

來源：《中國中材國際工程股份有限公司(南京)》

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