前言 cementren.com

山西某集团水泥建材有限公司生产线于2013年建成投产，设计能力为3200t/d，原生产线烧成系统采用单系列五级旋风预热器在线分解炉，回转窑ф4.3m×64m。为充分挖掘原有装备的潜力、进一步降低系统能耗、提升烧成系统的各项技术经济指标，2020年该公司与德国洪堡KHD合作，引进洪堡的技术对烧成系统进行热工标定和诊断分析，出具有针对性的改造方案，利用洪堡的多项专利技术，熟料产量、单位热耗、系统阻力均取得了极大改善，经济效益和社会效益明显。

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1.改造前工厂的状况及存在的主要问题分析

1.1工厂改造前的基本状况

该生产线采用烟煤为燃料，煤质较好，原、燃材料的化学分析见表1、表2、表3。改造前烧成系统热耗指标偏高、篦冷机冷却效果不好，改造前的烧成系统各项指标及参数见表4。

表1  煤的工业分析 煤灰的元素分析

表2 生料和熟料化学组成质量分析(%)

表3  生料和熟料的三率值

表4 烧成系统主要技术指标(改造前)

1.2主要问题分析

1.2.1原预热器系统采用单系列五级旋风预热器，为使预热器达到熟料4950t/d，对现有预热器系统一些关键部件进行升级改造和更换。

1.2.2经过计算，高温风机、窑主驱动、燃烧器不能满足在系统增加熟料产量后的设备选型的要求能力。

1.2.3冷却机篦床面积80.46m²，提产前单位负荷47.8t/(d.m²)，篦冷机规格偏小，篦床单位负荷较高。已不适合进一步增加熟料产量。

2.改造内容

2.1分解炉扩容改造

充分利用了预热器框架的原有空间，分解炉整体加高了一层，并使用了德国洪堡KHD的PYROBOX分解炉燃烧装置，以改善分解炉的燃烧。分解炉改造示意图见图1。

图1 分解炉改造示意图

2.2C1～C5翻板阀和撒料箱更换

为降低系统内漏风、提高旋风筒分离效率，将现有C1～C5翻板阀更换为动作灵活、锁风效果好的具有德国洪堡KHD专利技术的新型翻板阀，新型翻板阀的形式见图2-1；同时对各级撒料箱更换成KHD可调节型撒料箱，并对撒料箱位置、结构进行了调整和优化，撒料箱形式见图2-2

图2-1 洪堡KHD设计的新型翻版阀

 

 

图2-2 新型可调撒料板

2.3 内筒

为了提高预热器系统的各级分离效率，将预热器各级旋风筒的现有内筒，更换成德国洪堡KHD新型分离效率高、压损低的内筒。

2.4 旋风筒顶部

德国洪堡KHD设计将4级和5级旋风筒的顶部高度适当增加，并相应的增加4级和5级旋风筒进风管的高度。旋风筒顶部改造后示意图见图3。

图3旋风筒顶部改造后示意图

2.5 一级双旋风筒

将预热器现有的双旋风筒更换成两个KHD最新一代的C1高效旋风筒，以适应熟料提产后的要求，改造后示意图见图4。

图4:改造后示意图

2.6回转窑

回转窑主电机功率提高到630kw，回转窑的最高转速提高到5r/min。以实现薄料快烧，进一步深挖回转窑的潜力。

2.7高温风机

根据洪堡PyroPro计算书，按照提产后高温风机的风量和压力，更换成2600KW电机及配套风机。

2.8燃烧器

更换成德国洪堡最新一代的燃烧器，具有旋流风、直流风调整灵活、推力大、火力大、生产适应性强。

2.9 篦冷机改造

篦冷机改为步进式篦冷机，篦床有效冷却面积提高到105.4m²，提产后篦床负荷：46.9m2/t.d

2.10其他辅助系统

与烧成系统上下游配套的生料磨、熟料拉链机和入库斗提等辅助系统进行适当改造和能力提升，使之与烧成系统所需能力相匹配。

3.改造后的效果

烧成系统改造前后主要指标对比详见下表5。从此表可以看出改造后熟料产量从3852t/d增加到4950t/d，提产幅度为28.5％，在大幅度提产情况下预热器的阻力仅提高了700Pa，系统降阻的效果非常明显，同时预热器的出口烟气温度下降了约20℃；冷却机的应用，使二、三次风温提升明显，烧成系统熟料单位热耗从原来的778kcal/kg-熟料，降低到728kcal/kg-熟料，实现了提产、节能、降耗的改造预期目标。

表5 烧成系统改造前后参数对比

声明

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供稿：葛全军、朱绍民