4500t d水泥熟料生产线的操作参数优化经验

4500t/d水泥熟料生产线的操作参数优化经验借助热工标定，可得到水泥熟料生产线系统风量、温度等关键参数，并可通过将测定值与设计值、同规格生产线值等的对比，确定生产线存在问题，并科学制定优化措施。本文针对陕西某水泥公司4500t/d水泥熟料生产线能耗偏高的问题，对其窑系统关键部位温度、压力、气体量等参数进行测定，分析造成烧成热耗偏高的原因，并对操作参数进行优化。通过优化，熟料烧成煤耗由112kg/t降低至102.08kg/t，同时熟料产量增加570t/d左右，经济效益显著。1优化前生产线运行情况介绍陕西某水泥公司4500t/d熟料生产线烧成系统采用合肥院双系列五级旋风预热器及HF5000分解炉，回转窑规格Φ4.8m×74m，设计产能5000t/d，实际产能5125t/d，熟料烧成热耗784×4.18kJ/kg，主要指标落后于同规格生产线。对生产线开展热工标定，结果显示熟料产量为5125t/d时，C1出口温度为322℃，预热器出口烟气的粉尘浓度（标况下，以下同）为72.39g/m³，烟气中O₂含量为4.03%，生产线具体运行参数见表1。表1金陵河4500t/d生产线优化前主要运行参数1.1熟料烧成热耗分析（1）预热器出口废气量达到341884m³/h，单位熟料废气量为1.601m³/kg，高于常规1.40m³/kg的系统风量；较大的烟气量使得出预热系统烟气的物理热增加，由此造成熟料烧成热耗增加25×4.18kJ/kg。对系统废气量较大的原因进行分析，分解炉出口氧含量为1.5%左右，至C1出口氧含量增高至4%，表明预热系统从分解炉出口至C1出口间存在严重的漏风。（2）测得预热器出口烟气中CO浓度达到在800×10-⁶，表明煤粉存在不充分燃烧，由此造成的化学不完全燃烧损失热为3×4.18kJ/kg左右。结合冷却机用风对造成煤粉燃烧不充分的原因进行分析：当前烧成系统二、三次风量总和为0.796m³/kg，其中三次风风量为0.449m³/kg（三次风阀门开度仅25%左右），低于理论计算值0.550m³/kg；三次风量较少影响了煤粉在分解炉内的燃烧速度和燃尽率，从而产生大量的CO。同时，三次风量偏低也造成篦冷机的热回收效率较低，造成熟料烧成热耗增加。（3）根据化验值，当前熟料烧失量高达0.9%，高于0.15%左右的行业均值。熟料中的烧失量主要由未燃尽的头煤裹入熟料中造成，计算得因头煤未燃烧充分造成的机械不完全燃烧损失热约51×4.18kJ/kg。1.2烧成系统主要设备工况分析（1）分解炉工况分析。结合设计图纸及运行参数，得到分解炉主要指标如表2所示。表2优化前分解炉工况分析根据表2，当前分解炉出口温度879℃、窑尾烟室实测温度为1006℃，均在设计范围内；分解炉直径为Φ7500mm，分解炉炉容（包括鹅颈管）为2159m³，计算得分解炉单位容积产量为98.97kg/（m³·h），低于设计值，同时实际计算的容积热负荷为46779×4.18kJ/（m³·h），亦低于设计值，以上均表明当前分解炉产能还有进一步提高的空间。（2）回转窑工况分析。同样方法得到回转窑主要参数及指标如表3所示。标定期间窑产量为5125t/d，尽管达到设计产量，但较同规格生产线相比偏低；同时回转窑容积热负荷、截面产量均较低，表明窑仍有较大的提产空间。表3

优化前回转窑工况分析（3）冷却机工况分析。冷却机主要参数及指标如表4所示。冷却风机标定的实际操作风量为2.119m³/kg，一般第四代篦冷机实际操作风量应控制在1.80~1.90m³/kg左右，说明冷却机系统用风量较大。另一方面，出篦冷机熟料温度为144℃，高于设计值65℃+环境温度，说明熟料冷却效果不理想，篦冷机热回收效率为72.6%，较第四代篦冷机75%热回收效率为低。表4优化前冷却机工况分析分析其原因，主要是二、三次风温低，三次风量较少。前段M2、M3、M4三台风机压头偏小，均达不到设计值，尤其是M2风机压头仅为设计值的59%（可能与熟料料层偏薄，熟料层阻力低有关），M3、M4两台风机的风量为装机风量的68%和81%（需检查这两台风机的性能曲线是否存在问题），影响了一段熟料急冷效果；后段M9、M10、新M8、M12、M13、M14风机压头均达不到设计指标。2优化措施及运行效果2.1优化措施（1）优化冷却机操作。采用厚料层操作，降低前段篦板速度，保证高温段取风品质（风量大、风温高），同时逐渐呈阶梯状降低后端冷却机用风，延长熟料在篦床的停留时间以提高篦冷机热回收效率。（2）调整三次风阀及头煤用量。提高三次风闸板开度，增大三次风量，减少窑内通风，控制窑尾烟室O₂氧含量3%之内，减少窑内NOx的产生量，并可降低预热器出口CO含量，减少热损失。同时，适当降低头煤用量，改善燃烧器火焰形状，以改善头煤燃烧效果，降低熟料烧失量。（3）排查系统漏风。对预热系统进行全面检查，重点对入孔门、检修孔、翻板阀等处漏风点进行排查，消除系统漏风。此举可在降低出预热系统烟气热的同时减少高温风机用风，降低电耗。（4）开展适应性改造。为适应系统提产后的需求，同时实施以下改造内容：校正生料喂料、喂煤秤等计量设备，使其流量数据准确，保证操作员精细化操作；将各级旋风筒在线温度、压力仪表安装在各级旋风筒出口位置（目前安装在旋风筒出口的下料点上方，不能真实反映旋风筒的出口温度和压力），以便正确观察各级旋风筒运行情况。（5）适当增加系统喂料量。在上述工作基础上，视窑况逐渐增加系统喂料量，以提高熟料产量。2.2优化后生产线运行效果优化后，预热系统出口温度降低至300℃，出口压力降低至5885Pa，预热器出口风量降低至1.352m³/kg，出口O₂含量平均值为1.75%，冷却机风机用风量为1.751m³/kg。系统运行稳定，产能、煤耗等指标较改造前均有所改善。熟料产量增加约570t/d，烧成煤耗从112kg/t降低至102.08kg/t，改造效果较好。详细参数见表5。表5金陵河4500t/d生产线改造后主要运行参数3结论借助热工标定，对陕西某水泥公司4500t/d生产线烧成系统的