摘要：某2500t/d熟料生產(chǎn)線預(yù)熱器出口溫度偏高，熟料熱耗居高不下，因此對該線預(yù)熱器系統(tǒng)采取分解爐擴(kuò)容,取消離線爐等措施進(jìn)行改造，改造后可以使用100%無煙煤進(jìn)行煅燒。

  0  前 言

  江西玉山南方現(xiàn)有兩條日產(chǎn)2500噸的熟料生產(chǎn)線，位于上饒市玉山縣巖瑞鎮(zhèn)，分巖鷹分廠和雞山分廠，兩廠相距2.5km，巖鷹熟料生產(chǎn)線于2005年10月建成投產(chǎn)，由合肥水泥研究設(shè)計院設(shè)計（以下簡稱合肥院），擁有窯外分解、第三代充氣梁式篦冷機(jī)、生料立磨等大型先進(jìn)技術(shù)裝備；經(jīng)過幾年的運(yùn)行，從燒成系統(tǒng)的情況看，預(yù)熱器1#筒出口溫度基本維持在340～360℃；2011年5月經(jīng)江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計院熱平衡測試，熟料燒成的實物煤耗為805kcal/kg.cl，熟料綜合電耗60kWh/t，同國內(nèi)其他同類產(chǎn)能生產(chǎn)線相比還存在燒成熱耗偏高、熟料綜合電耗和國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線相比還有一定差距以及系統(tǒng)尚有不完善之處，而且為保證出窯熟料質(zhì)量的穩(wěn)定只可以使用優(yōu)質(zhì)煙煤進(jìn)行煅燒。隨著市場競爭的日益激烈，噸熟料實現(xiàn)的利潤越來越低，去年由于各個地區(qū)限電拉閘的影響熟料價格有較大提高，公司經(jīng)濟(jì)效益有較大增長，但是預(yù)熱器出口溫度偏高，熟料熱耗居高不下，這就大大增加了公司水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，因此對燒成系統(tǒng)進(jìn)行全面的技術(shù)改造，是企業(yè)增強(qiáng)市場競爭能力，提高效益，再上新臺階的必由之路；為此我公司在2012年2月對巖鷹線預(yù)熱器系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后可以使用100%無煙煤進(jìn)行煅燒。

  1  改造實施方案

  1.1 對分解爐進(jìn)行改造

  擴(kuò)大分解爐容積。分解爐爐體部分整體拔高，鵝頸管也相應(yīng)的變長，鵝頸管為配合預(yù)熱器框架及原設(shè)備的布置做了外形上的調(diào)整，一部分布置在框架外部，轉(zhuǎn)彎處改為扁管型式，轉(zhuǎn)彎部分下面的部分直筒段的管徑有所增大，改造后的分解爐和鵝頸管的總?cè)莘e由原爐型的814m3擴(kuò)大到1509m3，物料在爐內(nèi)的停留時間由原來的4.05s增加到7.71s，提高了生料的分解率和煤粉的燃燼率。具體改造見圖1。

  1.2 對預(yù)熱器各級撒料箱進(jìn)行改造

  將預(yù)熱器系統(tǒng)所有的原撒料箱改為合肥水泥研究設(shè)計院獲得的實用新型專利授權(quán)的擴(kuò)散式撒料箱并改變現(xiàn)有撒料箱的位置，這樣會使物料的分散效果更均勻，提高換熱效率和分解率。

  1.3  取消離線爐

  取消SFC爐，C4下料全部進(jìn)入分解爐，三次風(fēng)管改為單管偏心進(jìn)入分解爐下錐體部分的型式（偏心800mm，以30°夾角切向入分解爐）。這樣，三次和底部縮口可形成強(qiáng)烈的噴旋結(jié)合作用，使生料和煤粉分散的更均勻，提高了系統(tǒng)的生料換熱效率、生料分解率和煤粉的燃燼率（見圖2）。

  1.4 更換分解爐煤管

  將分解爐噴煤管更換成合肥院自行研制的新型噴煤管，該噴煤管可比傳統(tǒng)的四通道噴煤管使用更多的高溫三次風(fēng)，適用于純無煙煤的燃燒，另外分解爐噴煤管的位置做相應(yīng)的改動，這樣能改善錐部三次風(fēng)、窯氣、煤粉的混合流場，從而改善分解爐內(nèi)溫度場，減少結(jié)皮狀況，提高分解爐熱效率。

  1.5  處理系統(tǒng)的漏風(fēng)及保溫

  利用改造及春節(jié)大修的機(jī)會，對系統(tǒng)所有更換澆注料的地方全部先貼硅酸鈣板再進(jìn)行澆注料的施工，盡量減少系統(tǒng)的熱損失，同時對分解爐改造部分的保溫層進(jìn)行了加厚；同時對預(yù)熱器系統(tǒng)所有的漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行處理，杜絕系統(tǒng)的漏風(fēng)；改造前后經(jīng)過熱工標(biāo)定熟料燒成實物煤熱耗下降446.78kJ/kg-cl。

  1.6  篦冷機(jī)頭部固定篦板更換

  篦冷機(jī)頭部改造成合肥院設(shè)計的KID系統(tǒng)（將原先頭部的5排固定篦板拆除，安裝KID系統(tǒng)，該系統(tǒng)固定篦板長度約為2200mm，斜度為14°），同時將原先的一風(fēng)室分割成兩個風(fēng)室，KID系統(tǒng)單獨(dú)為一個風(fēng)室，將原先7M風(fēng)機(jī)及備用7M風(fēng)機(jī)單獨(dú)供風(fēng)，KID系統(tǒng)主要由篦冷機(jī)頭部五排固定充氣梁構(gòu)成，采用KID篦板，分左、中、右三個冷卻單元，使出窯高溫熟料快速冷卻，阻止了熟料的粘結(jié)，提高了二次風(fēng)溫，改善熟料的強(qiáng)度和易磨性。

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  2  改造后的使用效果

  2.1  試生產(chǎn)情況

  系統(tǒng)改造于3月20日結(jié)束并于當(dāng)日22:38分點(diǎn)火烘窯，23日19:48分一次性投料，24日上午6:00實現(xiàn)50%無煙煤煅燒，4月2日14:00實現(xiàn)100%無煙煤煅燒。改造后至今系統(tǒng)運(yùn)行正常，出窯熟料強(qiáng)度上升1MPa左右，C1出口溫度和噸熟料標(biāo)煤耗有明顯的下降。由于系統(tǒng)熱耗的下降造成噸熟料余熱發(fā)電下降8.28 KWh/t.c。

  2.2  產(chǎn)生的年效益

  （1）技改后國家建材工業(yè)水泥能效環(huán)保評價檢驗測試中心和南方水泥總部分別派專家進(jìn)行效果驗證，為保證效果具有代表性，此次以南方水泥的驗證數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

  （2）根據(jù)表三得出改造后熟料綜合電耗降低61.56-58.15=3.41kWh/t.c；

  則噸熟料電耗成本降低生產(chǎn)的效益為（61.56-58.15）*0.68=2.32元/t.c；

  年產(chǎn)量熟料以76.5萬噸計，則年節(jié)約電費(fèi)2.32×76.5= 177.48萬元。

  （3）根據(jù)表三得出改造后熟料標(biāo)煤耗下降了116.29-106.39=9.9kg/t.c；

  改造前的2011年全年用煙煤78624.32噸，用無煙煤50006.14噸，生產(chǎn)熟料為756827.8噸，無煙煤使用比例為38.88%，實物煤耗為169.96kg/t.c；

  按2012年的價格計算，改造前噸熟料煤成本為：   169.96÷1000×(0.3888×547.8＋ (1-0.3888)×685.2)=107.38元/噸。

  改造后原煤使用有三種方法：全煙煤、摻50%無煙煤、100%無煙煤

  ①改造后當(dāng)使用全煙煤煅燒時

  改造后標(biāo)煤耗為106.39 kg/t.c,則實物煤耗為106.39×7000÷5263=141.5 kg/t.c

  則噸熟料煤成本為141.5×685.2÷1000=96.96（元/噸）

  噸熟料煤成本下降低107.38-96.96=10.42(元/噸)

  按年產(chǎn)熟料76.5萬噸計，可以節(jié)約煤成本10.42×76.5萬噸=797.13(萬元)。

  ②改造后當(dāng)使用50%無煙煤時

  混合煤的熱值為：5263×0.5＋4958×0.5=5110.5kcal/kg

  則實物煤耗為：106.39×7000÷5110.5=145.73 kg/t.c

  則改造后的噸熟料煤成本為：

  145.73÷2÷1000×685.2＋145.73÷2÷1000×547.8=89.84(元/噸)

  噸熟料煤成本下降107.38-89.84=17.54(元/噸)

  按年產(chǎn)熟料76.5萬噸計，可以節(jié)煤成本17.54×76.5萬噸=1341.81(萬元)

  ③改造后使用全無煙煤時

  南方水泥驗證實測實物煤耗為150.21 kg/t.c

  則改造后的噸熟料煤成本為：150.21÷1000×547.8=82.29(元/噸)

  噸熟料煤成本下降107.38-82.29=25.09(元/噸)

  按年產(chǎn)熟料76.5萬噸計，可以節(jié)約煤成本25.09×76.5萬噸=1919.39(萬元)（4）改造后噸熟料發(fā)電量下降

  噸熟料發(fā)電量下降了35.38-27.1=8.28 KWh/t.c

  噸熟料成本增加（0.73-0.19）×35.38-（0.73-0.19）×27.1=4.47元／t.c；

  按全年生產(chǎn)熟料76.5萬噸計，增加成本4.47×76.5萬噸=341.96萬元

  （5）改造后年產(chǎn)生的毛利潤

  使用全煙煤時：177.48+797.13-341.96=632.65萬元

  使用50%無煙煤時：177.48+1341.81-341.96=1177.33萬元

  使用全無煙煤時：177.48+1919.39-341.96=1754.91萬元

  2.3  投資回收期

  此次改造總共投資額為905萬元

  當(dāng)使用全煙煤時回收期為905/632.65=1.43年（未含設(shè)備折舊及其他因素）

  當(dāng)使用50%無煙煤時回收期為905/1177.33=0.77年（未含設(shè)備折舊及其他因素）

  當(dāng)使用全無煙煤時回收期為905/1754.91=0.52年（未含設(shè)備折舊及其他因素）

  3  結(jié)束語

  經(jīng)過以上的驗證說明此次合肥院在江西玉山南方水泥有限公司的節(jié)能降耗的改造是成功的，為今后在南方水泥內(nèi)部乃至全國同類型水泥企業(yè)的技改打下基礎(chǔ)。