前言
某公司于2011年10月建成投产5000t/d熟料生产线。面对激烈的市场竞争，该公司为提产降耗、降本增效，于2016年、对生产线进行了系统提升改造。在现场调研和热工标定的基础上，制定了有针对性的系统改造方案，并于2016年底停窑改造，本文对此作一介绍。
1.1 主机配置
该线的主机配置见表1。
表1 主机配置
1.2 原燃料情况
生产线采用高镁原料配料，熟料MgO含量高，一般在5%左右，采用优质烟煤。煤粉工业分析见表2，生料和熟料分析见表3。
表2 煤粉工业分析
表3 生料和熟料全分析（%）
1.3 标定测试结果
(1)系统熟料产量约5200~5300t/d，C1出口负压-5996Pa，出口温度366℃。
(2)窑尾袋除尘器至尾排风机进口阻力很大，尾排风机基本用满，考虑系统漏风及生料磨冷风等情况，尾排风机设计风量1050000m³/h，是十分紧张的。
(3)二次风温1000℃左右，偏低。
(4)分解炉基本不存在后燃烧的情况，因此换热对预热器出口温度的影响较大，建议提高预热器风管的换热效率。
(5)现场测得高温风机进口压力-7685Pa，风量约973000m³/h。
(6)窑头测试结果见图1和图2。
图1 铭牌风量和工况风量对比
图2 铭牌风压和工况风压对比
从测试数据看，单位熟料鼓风量为2.49Nm³/kg，鼓风量较大，出冷却机熟料温度约为80℃。固定斜坡风机G7及二室风机G8、G9风压偏小，G7、G8风量偏大，说明斜坡处堆料高度较小，容易被吹穿，风与熟料的热交换时间较短，不能充分换热冷却熟料，不利于二、三次风温的提升，严重影响热回收。需要针对斜坡进行局部优化。四室风机G13，五室风机G14、G15，六室风机G16、G17风室风机风压低，风量偏大，这是高温段冷却不好但出冷却机熟料温度低的原因。
2.1 窑尾改造
2.1.1 撒料盒改造
为提高风管换热效果，需要改善撒料装置撒料效果。从现场看，撒料盒调整空间很小，为此，不调整撒料盒外形尺寸，只更换撒料板布置，具体改造见图3，红色线条为改造后的撒料板。
图3 撒料板更换
2.1.2 烟室改造
为改善窑内通风，将烟室a、b处尺寸(见图4)进行扩大，a处尺寸由2400mm扩大至2500mm，b处尺寸由1950mm扩大至2500mm，更换现有的窑尾烟室，并相应配套更换窑尾密封。更换后通风面积变大，特别是对窑内通风影响较大的烟室斜坡处最小距离增大。
图4 烟室截面扩大
2.2 分解炉改造
将分解炉出风口宽度加宽，加大分解炉主炉至C5连接管道的出口面积，见图5所示(虚线为改造前结构，红色线条为改后结构)，以降低该处的出口风速和局部阻力损失。
图5 分解炉出风口扩大示意
2.3 C2风口改造
C2压损A列1300Pa，B列1600Pa，较正常值偏大很多，进行降低压损的改造，将C3至C2风管风口加宽500mm，见图6所示（虚线为改造前结构，红色线条为改后结构），增大C2进风口面积。
图6 C2风口加大示意
2.4 冷却机下料斜坡改造
2.4.1 下料斜坡改造
调整篦冷机下料斜坡角度为12°(原角度15°)，保证熟料在下料斜坡的堆料高度，减少篦冷机一室风机的吹透窜风，达到提高二、三次风温的效果。
2.4.2 斜坡篦板改造
之前使用传统斜坡篦板，风穿过篦板后竖直向上进入熟料。换用Coanda-effect篦板，风室内的风穿过篦板后几乎水平进入熟料。一方面，由于喷射气流高速流过篦板表面，对热熟料和篦板起隔热层作用，篦板温度基本在30~40℃；另一方面，水平进入熟料的冷却风，在熟料中行走的路径更长，冷却风与熟料的热交换时间更长，热交换更充分，从而提高热回收效率。Coanda-effect篦板仿真模拟见图7。
图7 Coanda-effect篦板仿真模拟
2.5 风机改造
(1)改前C1出口负压较大，高温风机进口风压-7685Pa，风量约973263m³/h，过高的压损压缩了高温风机的拉风能力，导致电耗增加。为降低系统阻力，提高风机拉风能力，配合窑尾技改，决定更换为风压7200Pa，风量960000m³/h的高温风机。
(2)考虑系统漏风及生料磨冷风等情况，改前尾排风机设计风量较小，提产后如不加大风量，会限制产量的提升。更换为风压3200Pa，风量1100000m³/h的尾排风机。
改前尾排风机进口阻力高，分析后发现管道风速高，管道布置不太合理，本次改造将原管道直径由3.8m增大为4.5m。
以上改造方案实施后，自2017年4月投料运行以来，窑熟料产量增至5850t/d左右，熟料综合电耗降低约8kWh/t，熟料标准煤耗降低约10kg/t。改造后篦冷机运行情况良好，二次风温基本达到1150℃以上，篦冷机出料温度在100℃以下，对熟料强度和余热发电量均未产生不良影响，目前未发现堆雪人现象。达到了提产降耗的目的，企业运行成本得到大幅降低，增强了企业的市场竞争力。
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