2 500t/d 新型干法窑烧成系统的优化

李永良，张伟，杨书全，秦庆理，陈林红，沈永麟，文建辉，梁浩栋

（1.云南远东水泥有限责任公司 云南 陆良 655600）

（2.云南省建筑材料产品质量检验研究院 云南 昆明 650106）

（3.陆良县工业信息化和商务科技局 云南 陆良 655600）

0 引言

云南远东3# 窑设计为2 500t/d 新型干法水泥熟料生产线，位于云南省陆良县，当地海拔高度1 860m，该线窑设计为“带加长鹅颈管的管道在线炉”（洪堡型）预热器，2010 年1 月投产烧成系统不稳定，产质量低，窑实际产量约2 600t/d 左右，且烧成系统工艺、设备（篦冷机运行无问题）和经济运行指标问题突出，通过对烧成系统预热器和烟室的不断改进和优化，使窑系统的产质量、能耗有了明显的改善。

1 烧成系统主机设备

表1 烧成系统主机性能参数

2 烧成系统存在的问题

2.1 预热器系统阻力过大

预热器系统负压整体偏高，窑产量在2 450t/d时，预热器C1 出口负压达到-6 350Pa 以上。经比对相对于标准的2500t/d 生产线，预热器各部位尺寸普遍偏小，且未做海拔修正，实际预热器能力略显不足，其中C2-C1、C4-C3 及C5 进口风管更是明显偏小，造成预热器系统阻力严重过高。

2.2 窑的通风能力不足

现窑尾烟室尺寸为长×宽=4 000×2 200mm，相对目标产量该尺寸稍微偏小，且因为烟室内部各坡面角度、高度等设计尺寸尚不够合理，导致烟室内部易出现物料局部淤积及结皮等不良问题，对窑尾烟室通风能力造成较大的影响，进而影响到窑的煅烧及工况稳定，更制约了窑产量的进一步稳定发挥。

2.3 通风阻力较大

现预热器各级旋风筒入口设计均存在一个较长的平段，导致该部位易产生物料堆积，既增加了该部位的通风阻力，严重时更会发生塌灰或塌料现象，加剧了预热器系统的压力波动，影响窑系统工况稳定。经确认，C2、C3、C4 和C5 旋风筒入口均存在不同程度的积料问题，其中尤以C5入口更为严重（见图1）。

2.4 内漏风现象严重

该线预热器翻板阀因自身设备机械性能差、安装角度不合理等原因，翻板阀机械灵活性较差，几乎为敞开状态，锁风效果很不理想，如: C1、C2 翻板阀；也有部分翻板阀因为安装高度不合理（过高或过低）或角度问题，不能对撒料箱形成合适的料冲，而影响撒料箱的布料效果，下料管走向布置不太合理，转角弯头多，下倾角度也不够大，既影响到下料管的顺畅稳定，也影响着翻板阀及撒料箱的工作效果，严重时更出现卡堵等不良现象。其中尤以C3、C4 下料管更为突出（见图2）。

图1 C3 入口积料平段和C5 入口积料平段

图2 翻板阀

3 原燃材料及配料情况

生料采用石灰石、砂岩、粘土和硫酸渣四组份配料，原材料化学成分和煤质工业分析月平均数据见表2 和表3，熟料分析和强度见表4。

表2 原材料月平均化学成分/%

4 中控操作工艺参数现状

优化前窑系统的工艺参数见表5～7。

表3 烟煤工业分析月平均数据/%

表4 熟料月平均化学分析和强度

表5 喂料量及转速

表6 系统温度/℃

表7 系统压力Pa

5 优化方案及采取的措施

5.1 预热器系统阻力严重过大

根据中控数据显示，该线窑预热器系统负压整体较高，窑产量在2 600t/d 左右时，预热器C1 出口负压已高达-6 350Pa，分解炉出口负压高达-1 100Pa，其它各级筒出口负压也是处于较高的水平，从各部位压差来看，也是普遍偏高，其中尤以C2-C1 及分解炉-C5 的压差更为突出，C2-C1 的压损达到1 250Pa 以上，分解炉-C5 的压差竟也达到930Pa。预热器设计尺寸普遍偏小，且未做相应的海拔修正，实际预热器能力略显不足，使得预热器系统阻力严重过大。根据预热器各部位压损数据并参照2#窑优化效果，将C2-C1 原管道尺寸2 000mm 放大至原来的1.17 倍，即2 350mm；并对C1 进口及上部涡壳进行优化，进口由原来的4 150mm 扩大至4 650mm （附图1：优化前后C2-C1 风管图；附图2∶C1 涡壳优化图）。优化后面积增大9.7m2。涡壳内部风量增加，风速降低，增加了物料的换热效果[1]。

图3 优化前后C1 风管尺寸图（按原2#窑优化图纸）

图4 C1 涡壳优化前后尺寸图（按原2#窑优化图纸）

5.2 对C2 C3 C4 C5 旋风筒入口截面进行降阻改造

经现场查核预热器旋风筒入口截面平段较多，积料，优化将消除预热器各级旋风筒入口积料平台，将平段改成斜坡，既解决了该部位积料、塌灰问题，同时也降低了该部位通风阻力，因此对预热器系统的降阻及稳定将起到显著的改善效果（见图5）。

图5 旋风筒入口平台优化前后图

5.3 对翻板阀进行更换及安装优化

考虑到C1-C5 翻板阀机械灵活性较差，且内漏风现象较为严重，对预热器系统造成较大的波动影响，本次进行更换，垂直段更换为双层翻板阀，同时对C3～C5 翻板阀的安装位置及角度进行优化调整，减少和杜绝塌料，有效降低窑尾系统热耗，稳定窑系统工况，并有效避免下料管发生卡堵等不良问题。

图6 翻板阀位置和角度优化前后图

图7 C5 翻板阀位置和角度优化前后图

5.4 窑尾烟室尺寸和顶盖进行优化

将现窑尾烟室尺寸4 000×2 200mm 优化调整为4 400×2 500mm，同时对烟室斜坡底板进行优化处理，拟将原斜坡底板高度整体适当下降，并增加中心“U”型凹槽，对烟室拱顶尺寸及形式进行优化，适当增加拱顶与斜坡的垂直距离，同时将C5 下料管高度及角度同步进行适当的优化调整，将烟室斜坡空气炮位置重新进行优化布置，对清料孔位置适当进行调整。经过优化，窑尾烟室通风截面将得到有效扩充，烟室通风能力得到大幅改善，进一步提高窑的烧结能力。因窑的通风能力提高，三次风阀开度可进一步加大，分解炉的供风能力也将得到明显改善，为窑系统提产创造良好的条件。

6 优化后效果

烧成系统经优化后点火生料喂料量稳定在172t/h（折算熟料2 660t/d），具体中控工艺参数见表8～11。

图8 窑尾烟室尺寸和顶盖进行优化图

表8 喂料量及转速

表9 系统温度/℃

表10 系统压力/Pa

表11 优化后熟料月平均化学分析和强度

系统优化后系统各级压差和温度有了较大的改善，二次风温和三次风温都有了大幅的提高，窑内通风有很大改善，窑电流也较为稳定，熟料3d 和28d 抗压强度也有了明显的提高，同时系统的压力也有所降低， C1 出口温度≤330℃，负压≤5 800Pa。

7 结语

通过对烧成系统优化的实施，自化运行以来，窑的运转率也有了较大的提高，系统的安全运转得到了保证，实现了优质、高产、低耗，虽然我们取得了一定的成效，但工艺系统的持续优化还有待于我们进一步探讨，如窑台产、标煤耗和窑尾氧含量对比其他优秀企业还有很大的改善空间，今后我们在生产实践过程中不断总结经验，充分利用现有工艺条件持续改进生产经济技术指标并提高企业的经济和社会效益。