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水泥回转窑提产降耗技术措施探讨

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：黄恒料

[导读] 摘要：水泥作为主要施工材料，随着社会建设进程的加快，对其的需求量也在不断的增加，为进一步提高生产效率，就需要不断的进行专业技术研究。

        华润水泥（封开）有限公司 526541
        摘要：水泥作为主要施工材料，随着社会建设进程的加快，对其的需求量也在不断的增加，为进一步提高生产效率，就需要不断的进行专业技术研究。但是在可持续生产的理念下，除了提高产能以外，还需要兼顾节能降耗的基本要求，以更少的能源消耗来获得更高生产效率。本文结合水泥回转窑生产特点，对提产降耗技术措施进行了简单分析。
        关键词：水泥回转窑；提产降耗；技术工艺
        水泥生产过程中，想要达到提产节能的效果，就需要针对怎样才能够高效利用煤粉燃烧所提供的热量进行研究，在现有工艺基础上，对回转窑进行改造优化，促使窑内煅烧温度得到改善，提高二三次风温。结合水泥回转窑结构特点，分析整改创新的技术要点，争取通过多项措施的改造，来获取更好的经济效益。
        一、水泥回转窑结构特点
        回转窑作为水泥熟料煅烧系统内关键设备，对水泥生产效率以及经济效益有着直接影响。水泥回转窑共分为筒体、支撑装置、传动装置、密封装置以及喂料装置几部分，外形为圆形筒体，以倾斜的姿势安装在多对托轮上，待电动机减速后，利用小齿轮来带动大齿轮促使筒体进行回转运动。如图1为水泥回转窑结构示意图。回转窑高端为窑尾，低端为窑头，且由窑头来提供热转，由一次风带动，[通过窑头来将煤粉吹入到窑内，再由具有一定温度的二次风作用，促使煤粉能够在回转窑内得到充分燃烧，为水泥熟料的生成提供足够的温度。生料是在窑尾通过喂料装置加入，在窑内完成与热烟气的热交换，物料受热以后产生系列的物理、化学反应，最终得到熟料[1]。水泥回转窑结构具备一定的倾斜度，运行时持续不断的回转，促使内部的物料从窑尾逐渐移动到窑头，最后再通过窑头卸出，进入到冷却机。另外，整个熟料生产所用的燃料是通过煤粉装置喷煤管从窑头喷入，煤粉在窑内接受完全燃烧，为生料加热提供热量，经过物理化学变化后烧成获得水泥熟料，最后熟料经过冷却处理后得到的便是水泥成品。为实现节能降耗，对于部分废烟气要注意回收利用，即一部分通过排风机抽出，经过收尘器以后，最后利用烟囱排出。
        二、水泥回转窑提产降耗措施
        1.预热器系统管理优化
        采取系列措施对回转窑预热器系统进行管理，可以进一步提高水泥产量，且降低生产能耗。一方面，在生产过程中重视对预热器系统的漏风管理，由专人定期对系统入孔门、连接管道、撒料箱、翻板阀、窑尾、烟室等部位的密封状态进行检查，确认是否存在漏风问题，及时处理预防影响物料的预热分解效果。结合实践经验可知，如果预热器系统存在漏风问题，系统热耗以及电耗会增大，理论上来讲过剩空气系数每增加1%，吨熟料标煤耗增加1kg[2]。另一方面，重视对预热器翻板阀的调整，视生产需求来灵活控制翻板阀的灵活度和动作频率。如果翻板阀调整不合适，轻则会造成预热器系统漏风，降低收尘效率，产生更多热耗；重则会结皮堵塞。旋风筒下料观赏的锁风阀的锁风效果好坏，对旋风筒的分离效率有着直接影响，即锁风效果差，预热器窜风会造成已经分离处理的生料粉会二次飞扬，上级旋风筒的分离效率受到较大影响。
        正常情况下通过翻板阀的物料多为成团或股状物料，会因为气流无法正常带起来，反而是直接落入到旋风筒内造成短路。翻板阀所起到的作用便是将该类物料撒开，促使其能够均匀的分散到下一级旋风筒进口管道的气流内。水泥回转窑的预热器系统，气流和分散物料之间的传热需要在管道内完成。旋风筒进出口气体温度差在20℃左右，出旋风筒的物料温度要低于出口气体温度10℃，可以发现旋风筒内物料与气体之间发生的热交换基本上可以忽略不计。翻板阀能否将物料均匀撒开，直接关系着生料的受热面积，决定了物料的换热效率。如果翻板阀控制角度过小，物料无法达到均匀分散的效果，相反角度过大会增大烧毁的可能性，并且因为有大股物料下榻，再加上管路截面本身就小，就很容易造成堵塞。为提高生产效益降低损耗，应适当增大翻板阀摆动频率，提高进入下一级旋风筒进气管道内物料的均匀性，预防气流短路。且翻板阀平衡杆位置应控制在水平线以下，并与水平线保持15°为宜，这样随着翻板阀开度的逐渐增大，重心与传动轴间距会同时增大，力矩的增大，翻板阀复位所需要的时间会缩短，整体摆动的灵活性大大增加[3]。

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        2.回转窑内温度调整管理
        在实际生产中，以不影响实水泥熟料成品质量为前提，来对回转窑内煅烧温度进行适当调整，以50~100℃为宜，随着窑内煅烧温度的降低，筒体热损失也会随之减少，更利于延长耐火材料的服务寿命，为回转窑系统的高效化、低损耗运行提供了更大的保障。想要达到良好的节能降耗目的，调整窑内煅烧温度的核心要求就是改善生料的易烧性，常见的影响因素包括生料化学成分、矿物组成以及细度等，一般对于60μm规格的方孔筛筛余细度应控制在21+2为宜。对以往生产工艺作出调整优化，确保回转窑系统可以保持稳定高效的生产状态，就必须要做到以下几点：①生料化学成分稳定；②燃料热值、煤细度以及水分等成分均值稳定；③生料喂料量保持稳定；④燃料喂入量保持稳定；⑤所有设备维持运行稳定[4]。如果有其中任何一项无法达到“稳定”要求，便会造成用煤波动增大，热损增多，影响回转窑工况。
        3.科学提高二三次风温
        回转窑内火焰温度是以入窑二次风温度为基础来提升，二次风所带入的热量并非由燃料燃烧提供，这样就不需要对烟气量进行调节增加。随着二次风温的增大，火焰可以达到的温度也就越高，可以为烧成带提供足够的火焰温度。对二次风温进行调节，以更高的二次风温作为基础，可以进一步提高窑内煅烧温度，增大窑内热负荷，促使煤粉燃烧速度加快，做到燃料的充分燃烧，这对于较差粉煤燃料来讲效果更加明显。另外，二次风温增大，相应的入炉三次风温也会随之增大，更有利于加速分解炉内煤粉的燃烧速度，使得煤粉燃尽率大大提高，以及还降低了同一尾温控制下的用煤量，降低燃烧的用量[5]。其中，比较常见的提高二三次风温的方式如合理控制料层厚度、合理确定冷却机用风配风、适当调整燃烧器位置以及避免漏风等。
        4.烟室缩口扩大改造
        决定烟室缩口实际通风截面积的因素包括两个方面，即烟室砌筑后烟室缩口的截面积与生产阶段烟室缩口实际使用截面积。烟室温度在1050℃左右，物料在此发粘，大多数情况下会存在部分结皮料粘结在烟室缩口部位，这样就造成烟室缩口的实际使用截面积远小于砌筑完成后的截面积。水泥回转窑烟室与烟室缩口两部分之间采用的为天圆地方的连接方式，能够有效降低烟室顶部结皮的可能性，但缺点是烟室面积小。想要提高水泥产量，就可以针对此来对烟室缩口进行扩大改造，将原来的连接方式更改为直接垂直相连，使得烟室面积增大。
        在不造成烟室缩口直径变化的前提下，可以采用两种方法进行改造：一是隔热材料，即选择新型材料，例如某水泥厂应用厚度为30mm的新型纳米隔热材料，替代厚度为65mm的硅酸盖板，使得隔热材料的厚度大大降低。另一则是在烟室与烟室缩口内部的最里层来铺设一层抗结皮微晶板，以此来预防烟室与烟室缩口之间产生结皮，增大烟室缩口的实际使用截面积。
        结束语
        水泥回转窑的生产效益会受到众多因素的影响，想要更好的满足市场发展需求，在现有基础上做到进一步的提产降耗，就需要做更具有针对性的技术研究，及时就生产中发现的问题进行调整改造，在不影响水泥成品质量的前提下，做到安全稳定低消耗生产。
        参考文献：
        [1] 魏博.含SiC浇注料在水泥回转窑上的应用[J].耐火与石灰，2020，45（02）：36-38+43.
        [2] 刘彦伟，曹庆杰，陈宗凯，赵建平，贾立杰.降低回转窑点火用油量的几点措施[J].中国水泥，2020（03）：82-83.
        [3] 温彩霞，张云峰，范宜斌，黄顺源.水泥回转窑筒体表面余热回收供暖系统的设计[J].水泥技术，2020（01）：68-73.
        [4] 江旭昌.浅论水泥回转窑窑型的发展[J].新世纪水泥导报，2020，26（01）：5-17.
        [5] 李华斌.水泥回转窑提产降耗技改优化[J].现代工业经济和信息化，2019，9（10）：49-50+69.