五级旋风预热器窑提产改造技术实践

1、广东建材2007年第11期表1序号设备名称、型号、规格技术性能1风扫式煤磨:2.2×4.4m产量:79t/h电机功率:250KW2单筒冷却机:3.2×36m转速:0-4.17r/min电机:JZII-92-4100KW3回转窑:3.2×52m最高转速:3.0r/min电机:125KW4预热器:C1:1-3200mmC2、C3:1-4110mmC4、C5:1-4110mmC1无耐火材料5高温风机:W62921.5风量:130000m3/h 风压:7353Pa电机功率:450KW6窑尾电收尘器:BS780处理风量:160000m3/h 过滤面积:7000m27锅炉引风

2、机:Y47318D 风量:141200m3/h 风压:703Pa电机功率:75KW8喂煤:调速双管喂料机加冲板流量计9喂料:调速双管喂料机加冲板流量计五级旋风预热器回转窑水泥生产技术在上世纪九十年代曾为我国水泥工业技术进步做出了重要贡献。其代表为300t/d“邗江”型窑和600t/d“宝山”型窑,由于其适应了当时的客观条件,故该窑型得到迅速发展,全国约有近百条该类型水泥生产线投产。近年来,随着中国水泥工业生产技术与装备的高速发展,单纯旋风预热技术已明显落后,主要是不带分解炉、生产规模小、单位产品能耗高,难以适应激烈竞争的水泥市场。为了使这类水泥生产线扩大生产能力、降低单位能耗,用高效能的预分解

3、技术对其进行技术改造十分必要。武汉理工大学针对性地研究开发了以多级分解炉为核心的全套改造技术,并已成功完成国内多条该类水泥生产线的烧成系统提产技术改造。本文就近期完成的湖北荆工水泥股份有限公司600t/d五级旋风预热器窑生产线提产技术改造工程相关情况进行简要介绍。湖北荆工水泥股份有限公司的3.2×50m带五级旋风预热器回转窑生产线熟料正常产量在600t/d左右。公司为提高窑产量、降低消耗,决定进行窑系统的提产技术改造,经多方调研比较后选用武汉理工大学的多级分解炉改造技术,由武汉理工大学承担本工程设计及技术服务工作。利用烧成系统的大修时间于2007年3月1日停窑实施技改。2007年4月

4、10日完成设备安装并点火投料,至2007年5月回转窑系统产量达到900t/d。该项目总投资约700万元(其中用于设备大修费用约200万元,项目的成功实施使企业取得良好的经济效益,增强了企业的市场竞争力。现对该项目技术改造情况介绍如下。1原烧成系统基本情况原烧成系统主机设备情况(见表1。2技术改造指标据工厂的具体情况双方商定的提产改造设计指标为:产量:设计指标900t/d。质量:熟料平均28天强度52.5MPa。熟料热耗:3760KJ/kg熟料。冷却熟料温度:200;三次风温度:850。窑、炉燃烧比例:40:60。设计熟料率值:KH=0.89±0.01;n=2.6±0.1;

5、p=1.6±0.1。3技术改造内容武汉理工大学根据提产改造设计指标,针对该烧成系统存在的主要问题,经过系统热平衡工程计算后,决定以增设多级分解炉为核心,对该烧成系统进行技术改造。主要技改内容包括。3.1窑头现有煤粉仓开侧仓并在仓底增设转子秤计量系统一套用于分解炉喂煤。利用原有3.2×36m单筒冷却机截短,窑头加一台复合篦冷机形成组合式熟料冷却系统。3.2生料入窑及计量系统五级旋风预热器窑提产改造技术实践李福洲陈袁魁闫羽(武汉理工大学硅酸盐材料教育部重点实验室马怀义滕槟(湖北荆工水泥股份有限公司技术交流论文专辑72-广东建材2007年第11期增设GTD315高效斗式提升机一台

6、。入预热器前设置高温电动锁风门。3.3预热器、分解炉系统新增多级分解炉2.4m一套。新增混合室一套。上升烟道加缩口及调节板,缩口尺寸800×800mm。上升烟道改为圆形混合室。C5旋风筒更换上部壳体、内筒扩大至2100mm、出风管据现场尺寸扩大。C4旋风筒本体保持不动、内筒扩大至2100mm、出风管据现场尺寸扩大。C3旋风筒本体保持不动、内筒扩大至1900mm、出风管据现场尺寸扩大。C2旋风筒本体保持不动、内筒扩大至1900mm、出风管据现场尺寸扩大。C1新增一个同规格旋风筒,主要为了节省投资。各级旋风筒下料点改为新型撒料箱。3.4窑尾废气处理增湿塔改造布风板形式。窑尾锅炉引风机更换

7、电机,提高转速,风量: 190000m3/h;风压:1200Pa。高温风机更换叶轮、电机,工作温度250;风量:170000m3/h;风压:7500Pa。增加部分测温、测压点,需增加部分仪表。3.5窑中回转窑转速提高到3.84.0r/min(更换齿轮;窑头窑尾密封维修;新增1.5m三次风管一套。4技术改造后系统运行情况湖北荆工水泥股份有限公司利用该生产线大修时间,在做好各种准备的条件下,停产45天就完成全部改造内容并点火投料。整个工程投资700万元(其中用于设备大修约200万元。4.1生产调试中的存在问题该生产线投产初期存在分解炉压床问题,主要原因一是操作经验不足;二是五级翻板阀耐火材料脱落导

8、致窑尾烟气通过下料管直接窜入五级筒,严重影响分解炉用风量造成压床。由于C4、C3、C2旋风筒在技改中未进行改造,预热器系统换热时间较短,造成C1旋风筒出口温度及预热器系统阻力较高。该预热器、分解炉系统投料时采用直接投炉方式,缩短了投料到正常运转的时间,值得今后在该类系统调试中借鉴。4.2改造前、后生产过程控制参数(见表24.3技改前、后生、熟料化学分析结果对比详(见表34.4熟料产、质量(见表44.5技改前、后燃煤质量(见表55结论诸多实例证明,早期预热器窑由于受到当时技术水表2项目运行参数项目运行控制参数技改前技改后技改前技改后喂料量(t/h4162炉出口温度(/880窑头喂煤量C5出口温度

9、(840830分解炉喂煤量(t/h/4.1C5出口压力(Pa18752230窑速(r/min2.73.8三次风温度(/870窑尾温度(980050C5下料管温度(736890窑头压力(Pa-50-50C1出口负压(Pa45007000窑尾负压(Pa220100C1出口温度(360355表3名称Loss SiO2AI2O3Fe2O3CaO MgO生料熟料表4名称熟料产量(t/h熟料热耗(KJ/kg.cl抗压强度MPa表观分解率%3d28d表5技术交流论文专辑73-广东建材2007年第11期平的限制,每一条生产线都存在较多的问题。在对原生产线进行认真分析及工程测试的基础上,找出关键问题所在;并采用

10、现代新型干法预分解技术对其进行针对性地技术改造必将取得良好的技术经济效果。武汉理工大学的多级分解炉技术恰当地集涡旋、喷腾、流态化等几种效应于一体,显著优化了分解炉的性能,采用窑尾框架外挂布置,从窑头过来的三次风进入炉下部,伴随着燃料的燃烧形成了强烈的流态化换热效应。该炉在分解炉的中上部引入喷腾效应,优化了分解炉内的三维流场。在带紊流装置的换热管路中大大提高了物料在炉内的滞留时间,使气固两相换热效率有效提高,入窑生料表观分解率达到92%以上。以多级分解炉为核心的系统工程技术用于中小型预热器窑的提产技术改造无疑是一条投资省、停产时间短、节能高效的有效途径。福建水泥股份有限公司炼石水泥厂(原为顺昌水

11、泥厂5#窑是一条以引进丹麦史密斯公司技术设备为主的2000t/d 新型干法生产线,窑规格3.95×56m。88年8月点火试生产,在2001年4月又进行了改燃无烟煤的技术改造,至2005年前状况一直比较好。但在2005年3月到2006年3月这段时间内,过渡带衬砖经常出现掉砖红窑,衬砖平均使用寿命平均只有约4个月,严重偏短,不仅使衬砖消耗成倍增加,浪费资源,而且还大大地降低了大窑的运转率,减少了熟料的产质量。为此,厂部技术人员对此进行了技术攻关,针对过滞带衬砖的要求及损坏原因,在衬砖的质量、施工、正确使用和工艺设备管理等方面做工作。通过采取一系列有效的解决措施,使得过渡带衬砖平均使用寿命

12、提高到了14个月以上,取得了可喜的成绩。在此,对如何延长回转窑过渡带的衬砖使用寿命有了一些粗浅的体会,在此给大家作一简单介绍。1过渡带对衬砖的要求水泥窑的过渡带一般分为上过渡带和下过渡带,本文所讲的过渡带是指上过渡带,也叫后过渡带,即烧成带后面(进料方向的一段。我厂的该带位置为窑内2030m(为距窑口出料端的距离。该带与烧成带相邻,常常经受着比烧成带更为峻的工作条件,故人们常常称之为”麻烦带”,比较容易出事情的带。由于该带窑皮时挂时脱,没有稳定的窑皮保护,温度变化频繁,筒体温度较高,化学侵蚀也比较严重,因此要求衬砖能够承受高温冲击,有较高的热态抗折强度和较小的弹性模量,具有较好的抗化学侵蚀性能

13、、抗剪切破坏能力、抗热震稳定性能和抗剥落性能等,并且无二次矿化作用。本厂该带所用的砖为硅莫砖。表1为硅莫砖的理化指标。2过渡带衬砖损坏的原因2.1窑筒体变形严重我厂5#窑已运转了二十多年,设备老化,过渡带筒体变形严重,导致衬砖与筒体不能紧密接触,应力集中,易造成衬砖使用一段时间后倾斜、龟裂、和脱落,寿命大幅度缩短。在2006年3月11日,我厂技术人员对窑筒体中心线,轮带与窑筒体间隙进行测量。发现窑筒体中心线在2#轮带处相对于1#和3#轮带处下偏了8.5mm,标准值只允许偏差<4mm;轮带与窑筒体间隙:在1#、2#、3#轮带处两侧分别为5.09mm 和5.0mm、6.24mm 和7.23mm、6.92mm 和7.0mm,标准值为03mm。以上数据说明筒体变形严重。2.2过渡带温度高窑燃无烟煤后,由于烟煤挥发份低,着火温度高,不易燃烧,窑内高温带后移,过渡带及筒体温度均较高,过渡带衬砖的作业温度大约在14001450,由于在这个温度下作业时间长,又无稳定的窑皮保护,衬砖的表面会出