窯系統(tǒng)節(jié)能技術改造

窯系統(tǒng)節(jié)能技術改造.燒成系統(tǒng)綜述D線燒成系統(tǒng)采用了天津院設計的帶TDF分解爐的雙系列五級旋風預熱器。該生產(chǎn)線于2005年H月投產(chǎn)。投產(chǎn)十余年來，該生產(chǎn)線熟料產(chǎn)量長期穩(wěn)定在5650t/d左右，但存在預熱器系統(tǒng)阻力大、燒成熱耗偏高等問題，為此需對該生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)實施技術改造，從而達到節(jié)能降耗、穩(wěn)定運行的目標.改造前燒成系統(tǒng)狀況及存在問題D線預熱、預分解系統(tǒng)采用的是帶TDF分解爐的雙系列五級預熱器，分解爐總容積約1241m3。燒成系統(tǒng)存在以下主要問題：（1）C5出口溫度高于分解爐出口溫度，存在溫度倒掛現(xiàn)象；（2）預熱器部分旋風筒之間溫差偏小，系統(tǒng)換熱不佳；C1出口廢氣溫度高（3）三次風溫偏低，冷卻機熱效率略偏低；（4）預熱器出口負壓為6000Pa，系統(tǒng)阻力大；C3、C4、C5單個旋風筒阻力高達1000Pa以上。.改造原則充分利用現(xiàn)有可靠設備和設施，對燒成系統(tǒng)作適當改造，以降低單位熟料熱耗和電耗。在實施過程中，盡量節(jié)省投資、縮短技改周期.改造思路從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來分析，造成系統(tǒng)煤耗高的原因有：1）三次風分兩路入爐且兩路分風不均，缺少適當?shù)男?，導致分解爐內(nèi)流場、濃度場及溫度場不均勻，加上分解爐的爐容偏小，煤粉在分解爐內(nèi)燃燒不充分，出現(xiàn)溫度倒掛現(xiàn)象；2）預熱器熱效率偏低，C1出口廢氣溫度高；3）三次風從冷卻機單獨抽取，在冷卻機上開口位置偏后，導致三次風溫偏低，冷卻機熱效率略偏低。造成系統(tǒng)阻力大的原因有：1）旋風筒結構設計不合理，C3、C4、C5本體直徑均偏小，表觀截面風速大，旋風筒進風口距內(nèi)筒太近，導致預熱器系統(tǒng)阻力偏大；2）三次風管和窯尾煙室處阻力偏大；3）各級旋風筒溫度均比正常偏高，導致工況風速增加，系統(tǒng)阻力增大。因此，本次改造著重從提高預熱器熱效率、減小系統(tǒng)阻力、改善分解爐內(nèi)煤粉燃燒、適當提高冷卻機的熱效率這幾方面來考慮。.燒成系統(tǒng)改造方案針對存在的問題，并結合生產(chǎn)線的實際情況，經(jīng)過論證，確定預熱、預分解系統(tǒng)具體的改造方案如下：分解爐現(xiàn)有分解爐爐容約1241m3（實際有效容積為1070m3），氣體在爐內(nèi)停留時間約為3s，分解爐有效容積偏小，因此本次技改擬對分解爐進行擴容改造。為盡量減小土建的改造工作量及節(jié)省改造時間，在保持窯尾結構框架各層平面的主梁及框架的斜撐均不改動的前提下，充分利用窯尾框架的有效空間，保留原有分解爐本體和中間縮口，增加分解爐鵝頸管。在4FL處，增加的鵝頸管采用方管與方管連接的方式，既保證風管截面積而又不影響窯尾框架主梁，又盡可能增加分解爐的容積，以延長氣體在爐內(nèi)的停留時間，從而保證煤粉在爐內(nèi)充分燃燒，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行及降低熱耗。改造后分解爐有效容積約為1660m3,氣體在爐內(nèi)停留時間約為4.6s。圖1為改造前后分解爐示意圖（紅色實線為改造部分）:

35哄,35哄,圖加:改造前分解爐 圖1也改造后分解爐預熱器各級旋風筒進風口及蝸殼C2?C5旋風筒表觀截面風速較大，本體規(guī)格偏小；旋風筒結構不合理，旋風筒進風口距內(nèi)筒太近，不僅導致系統(tǒng)阻力大，而且影響旋風筒的分離效率。本次技改從節(jié)省改造時間及降低投資兩方面考慮，各級旋風筒直筒及錐部均不作改動；C1旋風筒規(guī)格、阻力及分離效率均較為正常，因此本次技改，保留原有C1旋風筒不變，對C2?C5的蝸殼及進風口進行改造，并局部調(diào)整相應的連接風管；因分解爐擴容改造要求，C5旋風筒蝸殼部分需整體旋轉。C2?C5旋風筒保持蝸殼斜邊不動，在原有蝸殼基礎上局部擴大，施工時可先將擴大部分的蝸殼預先制作，在旋風筒外側焊接，然后割除原有蝸殼外側的垂直部分。旋風筒進風口靠近內(nèi)筒的殼體側板不變，采用澆注料加厚的方式將進風口作適當外移。旋風筒連接風管靠近內(nèi)筒處的側板不動，用澆注料加厚處理，與進風口順暢連接；連接風管的外側板作局部改造，如圖2所示。經(jīng)上述改造后，可有效降低系統(tǒng)阻力，提高旋風筒分離效率，同時節(jié)約改造時間與費用。蝸殼改造示意圖（紅色實線為改造部分）:圖2:蝸殼改造示意圖預熱器料管及撒料裝置從2014年11月份標定的數(shù)據(jù)及中控數(shù)據(jù)分析，預熱器部分旋風筒之間溫差偏小，顯示物料在旋風筒連接管道內(nèi)分散不好、換熱效率偏低。為增強物料和熱氣體的混合效果，用新型擴散式撒料箱更換生料入口、C1?C4料管上原有的撒料箱。撒料裝置的結構設計上采用擴散式箱體，內(nèi)加凸弧型多孔導料分布板，該種結構既具有防堵功能又可確保物料在氣固換熱管道內(nèi)分散的均勻性，有利于提高系統(tǒng)的換熱效率。配合撒料箱的改造，為進一步強化物料在氣固換熱管道及分解爐內(nèi)的分散效果，擬改造C1?C4料管；由于煙室擴大，C5料管作局部改造。料管翻板閥由于業(yè)主已經(jīng)更換，本次技改不作改動。圖3、圖4分別為C3、C1料管改造示意圖，從示意圖上可以看出，原有C1、C3料管不能保證物料直接沖擊到撒料板上，影響物料分散及系統(tǒng)換熱。圖3:C3料管改造示意圖

C超崎amC3-C2MQ磨同cw?C3—C2C超崎amC3-C2MQ磨同cw?C3—C2贈圖4@：改造前。料管圖如:改造前。料管窯尾煙室及縮口原有煙室斜坡處截面小，風速大，局部阻力損失大，原有窯尾縮口尺寸為①3450mm,在5650t/d產(chǎn)量的情況下，此處風速達15.7m/s,本次改造擬將窯尾縮口尺寸擴大至①3700mm,且整體更換煙室。原有分解爐錐部縮口處有效凈尺寸為2000X2000mm,當產(chǎn)量為5650t/d時，計算可得此縮口風速約36.7m/s,該風速明顯偏大，不僅導致阻力大，而且不利于窯內(nèi)通風及系統(tǒng)操作，因此需修改此縮口，該處的膨脹節(jié)一并更換。經(jīng)上述改造后，可改善窯內(nèi)通風，同時減少窯內(nèi)物料的外循環(huán)，以利于系統(tǒng)操作，并降低系統(tǒng)阻力。圖5為煙室改造示意圖:

口2巾0口2巾0口圖52:改造后煙室圖56改造前煙室三次風管現(xiàn)有三次風管規(guī)格為①2.9m,有效內(nèi)徑①2.5m,三次風分兩路對沖入爐，阻力大，且兩路三次風不平衡。為降低系統(tǒng)阻力及改善爐內(nèi)煤粉燃燒狀況，本次技改擬對窯尾框架內(nèi)的三次風管進行改造，將三次風改為在分解爐底部單股旋切入爐方式，同時更換三次風高溫閥，如圖6所示。改造后，有利于窯爐兩路風的平衡，易于操作控制，同時改善煤粉的初始燃燒條件；延長物料在爐內(nèi)的停留時間，可保證煤粉在爐內(nèi)能充分燃燒，以利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行。圖6:三次風管改造示意圖分解爐噴煤管位置調(diào)整根據(jù)改造后三次風管、C4料管的位置，重新調(diào)整分解爐錐部和本體上的4個噴煤管位置及規(guī)格。窯尾密封、窯頭密封更換窯尾密封和窯頭密封。調(diào)整篦冷機內(nèi)的擋墻及三次風抽風口三次風在冷卻機上開口位置偏后，抽風口后側板之前的裝機風量達到0.95Nm3/kg.cl，擋風墻之前的裝機風量達到1.05Nm3/kg.cl，超出了二、三次風的用風量(?0.8Nm3/kg.cl)，導致三次風溫偏低，冷卻機熱效率略偏低。本次改造擬將三次風抽風口后側板前移1m、調(diào)整篦冷機內(nèi)的擋風墻，以提高三次風溫。脫硫系統(tǒng)因現(xiàn)有脫硫裝置位置與本次分解爐擴容改造位置有沖突，需對現(xiàn)有窯尾框架內(nèi)脫硫裝置(包括冷卻裝置、旋風筒及風機)進行移位改造。窯頭排風機現(xiàn)有窯頭排風機設計風量640000m3/h，風壓2000Pa，功率560kW，若考慮提產(chǎn)至5900t/d，建議將窯頭排電機功率增大至630kW。篦冷機冷卻風機為適應窯產(chǎn)量提高到5900t/d、為厚料床操作提供條件、提高用風效率以及適當提高三次風風溫、降低熱耗的需要，本次技改擬更換冷卻機前9臺風機，具體如表3所示。6、燒成系統(tǒng)設備改造清單表4設備改造清單改造內(nèi)容預熱器1擴大分解爐容積，增加鵝頸管。分解爐錐部局部改造，爐錐部縮口及膨脹節(jié)更換；分解爐噴煤管改造。2C2?C5蝸殼、進風口及旋風筒連接管道改造；C5的蝸殼部分旋轉。3C1?C4料管改造，C5料管局部改造4更換生料入口、C1?C4撒料箱，共10個5煙室整體更換三次風管6與分解爐連接部分的三次風管改造，更換三次風高溫閘板閥?；剞D窯7窯尾密封、窯頭密封更換，窯尾護板改造.窯頭8調(diào)整三次風抽風口及篦冷機擋風墻。9若考慮提產(chǎn)，窯頭排電機加大。10若考慮提產(chǎn)至5900t/d，更換段篦床共9臺冷卻風機。7、改造后燒成系統(tǒng)指標改造后燒成系統(tǒng)指標如下：C1出口廢氣溫度降低30℃,標煤耗降低4kg/t.cl。（2）同等產(chǎn)量條件下，系統(tǒng)阻力降低1000Pa，電耗降低1kwh/t.cl。（3）提產(chǎn)至5900t/d.（窯頭排風機，篦冷機冷卻風機一并改造前提下）。8、改造工期改造工期約35天（非標件需提前制作完成）。9、改造投資預算投資總費用預計為500萬元左右，其中設計院費用約為170萬元，設備施工費用約為140萬元，備件費用約為110萬元，材料費用約為80萬元，耐火材料費用由于最終設計圖未完成，暫無法確切的估算，未包括在總費用內(nèi)。10、經(jīng)濟效益分析改造后，標煤耗降低4kg/t.cl，電耗降低1kwh/t.cl。（1）盈利能力以熟料產(chǎn)量5700t/d、年運轉310d、實物煤熱值5500kcal/kg來計算，每年節(jié)約標煤0.7萬t，折算成實物煤每年節(jié)約