摘要：设计产能3200t/d熟料的烧成系统，冲板流量秤不稳定，入窑喂料量波动大，高温风机负荷太重，系统拉风不足，热回收效率差，以至于熟料标准煤耗和综合电耗较高，余热发电量较低。为了进一步改善这些指标，对高温风机、分解炉、烟室缩口、各级旋风筒下料点、计量秤等实施改造。改造后，整个窑系统更加稳定和顺畅，窑产量提升约9%，不仅降低了电耗、煤耗，还提高了余热发电量。
关键词：预分解窑；高温风机；转子秤；提产降耗
我公司预分解窑水泥熟料生产线，配置4.3m×62m回转窑，熟料产能设计规模为3200t/d。改造前，吨熟料标准煤耗106.3kg，综合电耗55.08kwh，余热发电量＜30kwh。为了进一步提升该系统的能效指标，公司组织技术人员认真剖析优化空间，实施相关技改措施，不仅达到了预期目标，还积累了开展节能降耗改造工作的经验。
在10余年的运行中，该生产线依靠原有的工艺设备进行了一些合理的改造，熟料产量基本能控制在3800～3900t/d之间。按目前的生产情况，产能已基本饱和，仅从优化操作等方面已经无法再次提升，迫切需要针对存在的问题(见表1所示)诸如冲板流量秤不稳定、入窑喂料量波动大、高温风机负荷太重、系统拉风不足、热回收效率差等等进行技术改造来增产降耗。
1.1 冲板流量秤不稳定致使入窑喂料量波动大
冲板流量计作为生料入窑量的计量装置，计量精度不高，下料不稳定，以致入窑提升机电流波动大，上下浮动达到±10 A左右。分解炉内用煤随生料入窑量的波动而波动，喂煤量波动范围达±1t/h。这种状况下烧成系统热工制度不稳定成为常态，出窑熟料量忽大忽小，篦速调节频繁，熟料冷却效果欠佳。
1.2 高温风机负荷太重，系统拉风不足
高温风机工作转速825r/min，风机电流几乎达到满负荷状态，在某些特定的情况下甚至已出现超负荷现象；而此时窑尾烟室烟气标定的氧气含量不足1%，充分说明系统拉风不足：风、煤、料已无法匹配。
窑头及分解炉煤粉均出现燃烧不完全现象：
(1)窑头燃烧器用煤最高只能受限7.5t/h如果再多加，就会出现未燃尽煤粉受熟料裹带进入篦冷机，造成熟料下料点温度高，形成“红河’且不时会有“雪人”堆积，风险很大；
(2)分解炉内煤粉燃烧不充分，出口温度低于C5筒下料管温度，出现温度倒挂现象，致使分解炉缩口及烟室结皮严重，进一步影响系统通风，造成窑工况波动大，持续恶化。
1.3 热回收效率差
窑头燃烧器一次风风机电机偏小，导致风机供风压力不足，燃烧器形成的火焰强度不够，致使出篦冷机熟料结粒偏大，普遍在30mm以上，最大甚至有＞50mm，温度偏高(120～150℃)，熟料急冷效果差，直接影响到水泥粉磨；熟料热回收利用率较差，余热发电量仅为29.45kWh/t熟料。
2.1 冲板流量计更换为转子秤
把冲板流量计更换成科里奥利转子称，下料稳定性得到了提升。在使用转子秤的过程中，针对实际使用情况，我们还对其进行部分优化改造：
(1)原有的排渣装置为手动排渣，需现场人员适时排放，后更换为计时自动排渣装置，实现在线排渣；
(2)进料角度从原来的7°调整为3°，以减小物料对秤体的冲击，使转子秤下料更加稳定；
(3)调节进入秤体斜槽供风阀门、优化用风，进一步减小下料的波动和提高计量的准确性。以上措施实现了生料量较稳定地入窑，入窑提升机电流稳定性也明显提升，见表2所示。
2.2 更换新型高效率高温风机
本次改造前高温风机已经无法提升运行转速，只好整机更换。新型高效率节能风机型号为RCCF1059AZ/1442，转速为990r/min，处理风量为550000m3/h；全压由以前的7200Pa增加到了8800 Pa，工作转速由825r/min提升为875r/min，能满足提产后风、煤、料的匹配，使窑、炉内煤粉都能够完全燃烧，杜绝预热器系统结皮、窑内结圈、出窑熟料还原现象的产生。
2.3 分解炉扩径
(1)使用热损失低的纳米隔热板替代原来分解炉内隔热硅钙板，降低其厚度，由原来的100mm降低到60mm，扩大分解炉炉内容积(见表1所示)，以减少通风不良引起的煤粉不完全燃烧，防止未燃尽煤粉进入C5筒引起的下料管温度倒挂，避免C5筒下料管结皮堵塞。
(2)原分解炉缩口为正方形，尺寸为1680mm×1680mm，通风面积为2.8224m2，每次清理结皮时发现四个角上结皮尤为严重且不易清理。改造时将其改为圆形缩口，扩大缩口尺寸为中2050mm，改造后的通风面积较之前大约增加了0.48m。实践证明，圆形较方形不易结皮，即使结皮，也易清理。
(3)根据现场实际情况，降低C1、C2、C3筒下料管撒料台位置约900mm(见图1所示)，延长物料在下级上升管道中的换热时间，提高物料的换热效率，提高入窑生料分解率，降低回转窑煅烧负荷。
(4)将下料管中浇注料改用微晶板，防止下料管结皮引发堵塞。
(5)对各级旋风筒入口进行扩径(见图2所示)，由原来进风口直接入旋风筒调整为喇叭口式进入，使其接触角由直角变为斜坡状，杜绝了入口处积料，并间接地提高通风效率。
(6)优化撒料台角度，更换C4筒下料管撒料台，由之前的固定式撒料台改为可调式撒料台，根据实际情况优化物料入分解炉的分散度，使其和炉内燃料热交换更加充分，解决了C5筒下料管温度倒挂现象。
2.4 更换窑头一次风风机电机
对窑头一次风风机电机进行了更换(见表1所示)，解决一次风风机风压不足的问题，保证窑头燃烧器充分燃烧，使熟料结粒更加均勾以利于冷却。
2.5 篦冷机风机优化
更换篦冷机高温段冷却风机，提高风机压力，使其出口风压均上11000Pa(见表1所示)，确保提产后熟料的有效急冷，提高余热回收利用率，增加熟料强度；整合三段下箱室，把第8、第9箱室合并为1台风机供风，减少1台风机，以减少整个篦冷机冷却功率，达到降低电耗的目的。
通过以上几项改造，整个烧成系统更加稳定，产质量及降耗较之前明显提升(见表2所示)，具体表现为：
(1)改用科里奥利转子秤后，入窑生料量稳定性提高，使入窑提升机的电流波动降低到±4A，保证了熟料正常煅烧。和之前使用冲板流量计比较，熟料标准煤耗降低了2kg以上，大幅度地降低了生产成本。
(2)高温风机转速设定由原来的825r/min提升至875r/min，电流反而从210A降低到180A，在系统风量提升的同时，熟料综合电耗降低了约2.5kWh/t.
(3)分解炉扩容、旋风筒扩径、撒料台下降后，C1筒出口负压由原来的6300Pa降低到6000Pa，分解炉出口负压由原来的1100Pa降低至700Pa；物料在炉内和上升管道内停留的时间更久，热交换效率更加充分，提高了物料分解效率，大大减轻了窑内的煅烧负荷。窑产量从之前的3800t/d左右提升至4100t/d以上。
(4)窑头更换一次风风机以后，可以观察到出篦冷机熟料结粒明显减小且更加均匀(大部分为10～20mm)，之前的大颗料几乎不可见；冷机高温段风机起到了较好的急冷效果，二次风温由原来的1000～1100℃(波动范围大)提升并稳定在1150℃以上，出冷机熟料温度也降低到了90℃左右，热回收利用效果明显，余热发电量上升至34.56kWh/t；提高了熟料的易磨性；增加了熟料强度，从而达到各品种水泥降低熟料用量的目的，水泥品质明显提高，同时降低了水泥的生产成本。
综上所述，针对设计产能3200t/d熟料的烧成系统所存在的问题，诸如冲板流量秤不稳定、入窑喂料量波动大、高温风机负荷太重、系统拉风不足、热回收效率差等问题实施技术改造，不仅使整个烧成系统更加稳定和顺畅，窑产量提升9%左右，电耗、煤耗均大幅度下降，还提高了余热发电量。改造后的技术指标和经济指标充分说明本次改造措施得当，效果明显。
作者：李强，曾君国，邹波，庞维，甘晓亮，陈伦
单位：四川省星船城水泥股份有限公司
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