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四川JG 2500t/d生产线热工标定与降耗分析

百科   2024-11-05 07:30   湖南  
1 引言
四川JG水泥有限公司2500t/d新型干法预分解窑生产线烧成系统主要由五级单列旋风预热器、CDC型分解炉、Φ4m×60m 回转窑，三代充气梁篦式冷却机组成。自投产以来，热工制度较为稳定，但存在熟料烧成能耗偏高的问题。为了找到出现能耗高的原因和改进方向，四川JG水泥有限公司和西南科技大学共同对该生产线进行了综合的热工标定检测。
2 热工标定数据及分析
热工检测方法与数据处理按照《JC/T 733-2007水泥回转窑热平衡测定方法》和《GBT26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》进行。
2.1 熟料产量及热耗
标定期间入窑生料斗提电流122A，投料量为220 t/h，折合熟料台时产量为122.2 t/h，日产量2933 t，已达到并超过设计能力；该生产线平均用煤量为18.354 t/h，折合标准煤耗119.1 kg/t。熟料单位烧成热耗偏高，达3486.2kJ/kg，与国内同类型同规格生产线的先进水平3100 kJ/kg相比，差距较大。
2.2 系统的热损失
该生产线熟料形成热占主要支出热耗的46.75%。而要进一步降低烧成热耗应着手降低剩余53.25%的支出热耗。其中，预热器出口废气带走热、系统表面散热、机械不完全燃烧热、AQC带走热及熟料带走热分别占18.39%、10.54%、5.15%、10.57%、3.63%，是影响熟料烧成热耗的主要原因。
（1）预热器出口废气带走的热损失占热耗能量的17%～22%，是预分解窑热损失中最大项目，主要由废气量和废气温度决定。该生产线预热器出口总废气量187970 Nm³/h，较高，单位熟料2.23 kg/kg.cl，而国内现有预分解窑优秀参数为1.96 kg/kg.cl。SCJG厂预热器C1出口温度294℃的，较其它厂家较低，温度指标相对较好。系统漏风量0.16 kg/kg.cl，表明漏风量略高。
（2）机械不完全燃烧及熟料带走热分别占热耗的5.15%和3.63%，是带走热的较大部分，也是降耗的最直接有效的一部分。理论上认为熟料中的烧失量为煤粉中未完全燃烧的碳，碳的热值按照33874kj/kg计算，我厂熟料烧失量0.56%，带出的热量高达188kj/kg。
出篦冷机熟料温度越高，带走热量越多，并且此部分热量不可回收，既影响熟料质量又增加热耗。据估计，温度下降10℃，热耗约可降低8kj/kgcl。标定期间出冷却机熟料温度较高，平均为160℃，表明熟料冷却不好。
（3）系统散热以回转窑最大，以下依次为预热器、三次风管、分解炉、冷却机，其中回转窑、预热器两者散热损失之和要占系统总散热量的70%左右。除去二者的外表面积较大的原因外，设备的表面温度较高也不容忽视，特别是回转窑。标定期间回转窑局部表面温度高达380℃，系统散热损失达384 kJ/kg.cl。
2.3 预热器系统与分解炉
预热器出口负压达5650Pa，高温风机单位熟料拉风量2.23kg/kg cl，较高，主要原因在于系统烧成热耗偏大，煤用量较大，增加了大量的烟气。据估算，如果热耗降低10%，烟气量将降低约8%（考虑一定的空气过剩系数），C1出口压力可降低约500Pa。C1出口粉尘浓度含量平均高达147Nm³/h，C1分离效率较低。C2～C3温差较小，平均50℃，换热效果较差，较好的换热温差应该在150℃左右。C5锥部负压波动大，分解炉出口的鹅颈管可能存在积料，影响C5的工作状况及换热效率。
2.4 窑系统
该生产线入窑二次风温 (957℃) 与入炉三次风温( 850℃) 都非常低。根据筒扫也可看出，窑头窑皮偏长，达到了28m左右，导致窑内冷却带偏长。窑尾部也有8m较厚的窑皮，燃烧器工作不良，外风风速慢，卷携二次风的能力不强，与旋流风配合性较差，导致煤粉燃烧较慢，火力不集中，熟料的烧失量也达到0.4～0.7%。
2.5 篦冷机及AQC锅炉系统
冷气机冷却效果较差。主要原因在于篦冷机风机鼓入风量不足，单位熟料鼓入空气量2.24kg/kg.cl，较低，一般三代篦冷机单位配风量为2.5~2.8kg/kg.cl，是同类型各厂相中最小的。且篦冷机风机一段鼓入风量89059Nm³/h，二段鼓入风量123092Nm³/h，一段风量远远满足不了18.35t/h煤粉燃烧所需的111130Nm³/h空气，加之AQC拉取了83171Nm³/h，425℃的高温空气，导致了二三次风向篦冷机二段拉取了大量的冷空气，直接降低了二三次风温，增加了系统的热耗。在篦冷机高温段鼓入风量不足的情况下，窑头排风机和窑尾高温风机也将出现抢风的现象，造成高温风机转速偏高，电流高（735rpm、131～135A）。
3 节能降耗可行性措施
提高二三次风温，降低熟料出冷却机温度建议增大充气梁风机的压头及风量，保证一段熟料的急冷和窑炉的热风供应。增大一段的篦下压力，进行厚料层操作，提高二三次风温，降低烧成热耗。
减少不完全燃烧热损失应及时调整内、外风比例，提高火焰刚度，保证熟料煅烧。此外，还应合理控制煤粉质量指标，适当提高煤粉细度，并减少漏风、改善窑内通风，稳定窑内热工制度，使煤粉充分燃烧。
调整AQC的取风加大了篦冷机一段风压和风量，提高二三次风温，降低AQC的取风温度，适当增加AQC的拉风量。其次AQC锅炉的阻力偏大，达到了800Pa，出口温度偏高，达到120℃，应及时检查锅炉是否积灰严重，提高换热效率和发电量。
提高预热器分离和换热效率检查C1内筒高度、有无脱落等情况，找到C1旋风筒分离效率的低的原因，是当务之急。其次，C2～C3温差较低，C5锥部负压波动大，也是当前亟待解决的问题，建议检查C3撒料板工作状况，C5锥部及翻板阀有无漏风等情况。
4 结论
通过对四川JG预分解窑系统现场热工标定数据的分析，表明烧成系统主机设备运行情况正常，但与国内同类型同规格生产线相比，其熟料煅烧热耗相对较高，部分设备需更换或改造，操作参数仍有待改进，具有较大节能降耗的潜力。
——作者：赵登彦1，齐砚勇2，邓国亮2
——单位：《1四川川煤水泥股份有限公司；2西南科技大学》
——来源：《四川水泥》2015年12期
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