水泥厂C1 筒节能减排技术的应用

浙江长广（集团）有限公司长广企业服务分公司 任 亮

■概况

浙江长广水泥公司2500t/d 的熟料生产线于2004 年7 月建成投产，使用的是五级旋风预热器，其原理是出窑烟气从预热器中通过，同时使入窑前的生料粉末在预热器中悬浮，与烟气进行热交换，提高入窑前生料粉的温度。

■存在问题

当前企业面临环保压力越来越大，而另一方面企业追求节能减排，提高经济效益，因此要根据设备运行情况加以改造。

五级预热器原理如图1 所示。由于C1 筒内的气固分离效率低于90%，有10%～13%的粉尘随烟气逸出，表现为C1排出的温度在360～380℃，存在较多的热量和烟尘排入大气，增加了电除尘的压力和能量浪费。

图1 五级预热器原理图

■原因分析

新型干法生产线悬浮式预热器是在各级旋风筒中进行热交换和原料粉的收集，主要工艺流程为生料粉由上而下，出窑热风由上而下，为了热交换尽可能的进行彻底，采用的是切向反转式旋风筒，以多级串联形式排列，同时造成了沿程阻力损失和局部阻力损失，局部损失主要发生在旋风筒入口，椎体部分和内筒入口处，这是因为旋风筒中心处强制涡和内筒入口处的“短路气流”交汇，形成强烈的摩擦并造成较大的压力损失，“短路气流”不仅产生压力损失，还会带走大量细粉，降低旋风筒的分离效率。

■处理措施

基于C1 筒的基本结构，原料粉进入旋风筒之后，要使其分离出来就得取决其切向速度，它使原料受到离心力的作用，粉料末的密度大，在离心力的作用下，粉料沿边壁运动并向下下滑，最后从锥形底部排出。

切向速度不仅对分离效率产生极大的影响，同时也反映旋转动能损失量，那么降低切向速度的衰减就显得很有必要，“短路气流”在内筒入口处有极大的阻碍作用。若在C1 筒内筒直筒下连接一个锥形整流器，那么筒内筒中的中心强制涡流从整流器下端进入时，可以减小“短路气流”对中心涡流的影响，缩小了进风口的面积，改变了涡流风流方向，可以减少内流风和外流风“紊流”和“短路气流”，也减小了细粉从筒内筒中逸出，减轻了电除尘的压力。

■锥形整流器的参数设计

（1）材料：δ=8mm，16Mn 的耐磨钢板和δ=6mm A3 钢板。

（2）结构：C1 筒内筒下端直径与锥形整流器的上端直径相等，且整流器上端有螺孔，用法兰与C1 筒内筒下端相连,由于旋风筒内部结构不对称，因此中心强制涡流也会偏离旋风筒内筒的中心轴线，如图2 所示。

图2 筒内部结构示意图

（3）锥形整流器的参数设计：r=0.6R，l=0.1L，内筒的中心轴线与整流器下端轴线成30°左右的夹角θ。

■改造后的效果

提高了C1 筒的气固分离效率，降低了C1筒排出的烟气温度20℃左右，提高热交换效率，以此达到节能减排的目的。浙江长广水泥公司改造后三年来运行状况良好，经统计节标准煤1kg/t熟料，按日产熟料3000t，年正常运行320d，年节煤960t。其他工艺设备涉及到气固分离进行热交换，根据实际情况也可以根据其原理进行改造。