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1、为了提高高海拔2500td熟料生产线的产能，对生产线进行了热工分析，通过增加预热器进风口面积、分解炉扩容、Cl至ID风机管道的扩径改造，改善热工状况，实现降阻降耗。改造后熟料产量稳定在35OOtd以上，效果显著。HXJC水泥公司2500td生产线地处高海拔地区（2230m）,通过优化生产操作和局部的调整，熟料产量基本可以稳定在28003000td0但生产能力存在波动性，系统不稳定，为更好地满足公司发展需要，提高烧成系统的产量，该公司委托我公司对系统进行全面诊断，在现有的基础上进行降阻提产改造，降低窑尾系统的阻力，配套烧成系统的其他提产改造，达到熟料产量3500td的目标要求，通过各方的共同努力
2、，采取相应措施改造后，基本达到了预期效果。1改造前生产运行情况及提产的瓶颈分析1.1 改造前的运行情况改造前生产线熟料生产能力在3000td左右，Cl出口压力在-6800-7000Pa,CI出口至ID高温风机阻力在200OPa左右，高温风机已满负荷运转。回转窑转速超频，已达到极限速度。1.2 已完成的改造本次改造前，业主方对烧成系统进行了以下小改造：对预热器进风口的局部改造，加大进风口的面积；对回转窑进行了超频提速改造；对篦冷机加大配风量和篦冷机充气梁改造；ID风机加大风量，原配置ID风机48万m3h,1800kW,经过一次改造后ID风机风量58万m3/h。通过上述改造后，熟料生产能力达到30
3、00tdo1.3 进一步提产的影响因素通过与业主方的充分交流，对现状进行调查了解，并对烧成系统的主机设备进行系统分析，找出了影响进一步提产的瓶颈问题，并提出相应的改造措施。1.3.1 窑尾预热预分解系统现有各级预热器及分解炉规格为：Cl：5000mm;C2、C3：6700mm;C4、C5：7300mm;分解炉：5600mm28000mm,炉容约888m3.由于受现有框架的限制，无法对窑尾预热器及分解炉进行大的改造，根据热工计算分析，决定进行局部改造，降低预热器系统阻力，增大炉容，以便在增加产量的前提下,达到预期的入窑生料分解率。1.3.2 回转窑回转窑规格为4.0m58m,斜度4%,窑转速4.
4、0rmin,电动机功率315kW0若要提产至目标产量，经计算现有回转窑内风速偏高，窑速偏低，传动功率偏小。1.3.3 篦冷机篦冷机型号LBTF2750,冷却面积小（65.5m2）、冷却风量小，冷却能力不足，3000td产量时出篦冷机熟料温度高达30035（C,提产后需要进行能力提升改造。1.3.4 ID高温风机目前ID风机风量58万m3h,风压7500Pa,还需进一步提升风量和风压，满足改造后的需要。1.3.5 窑尾管道Cl出口经SP锅炉（或增湿塔）进入高温ID风机的管道直径62800mm。Cl至ID风机进口阻力200OPa（SP锅炉），Cl出口压力7000Pa,Cl至ID风机进口阻力大，影响
5、进一步提产。1.3.6 三次风管三次风管直径中231Omm,直径小，管内风速高，阻力较大。2改造方案2.1降阻改造1）预热器改造提高产量后，系统风量将增加，会导致预热器进风口、出风口管道、内筒风速更高，造成预热器系统阻力更大，改造前的CI出口压力高达-7000Pa,提产至3500td时，因内筒、出风口无法改变，若不改造预热器进风口面积，系统阻力将达到900OPa左右，将导致烧成系统难以操作和正常运行。经过计算，应适当调整C1C5进风口尺寸，将各级预热器进风口的宽度向内筒方向扩展200300mm,增加进风口面积，降低进风口风速，达到降低预热器系统阻力的效果。预计改造后产量在3000td时，系统阻
6、力将下降至6500Pa以下。2） CI至ID风机管道改造CI至ID风机管道直径偏小，管内风速高，阻力高达2000Pa,将Cl出风口至SP锅炉进风口之间的风管直径由280Omm加大至3600mm;Cl与增湿塔进口之间风管进行优化搭接（作为备用风管，为减少工作量，部分风管利旧）；SP锅炉与高温风机间的风管由280Omm加大至3600mm,并优化布置。通过增加管道直径，达到降低管内废气风速的目的，Cl至ID风机进口间的管道阻力下降至1500Pa以内。改造前后预热器出风管见图Io改造前改造后图1改造前后预热器出口风管2.2 增大分解炉炉容改造前分解炉炉容约888m3,产量在3000td时基本可稳定运行
7、，入窑生料分解率达到90%以上，进一步提高至目标产量后，若不增加炉容，增加煤粉用量后，煤粉会燃烧不充分，影响生料分解率。为此，通过在框架内增加柱体高度和出风管道的方式来达到增加炉容的目的，延长物料在炉内的停留时间。柱体加高约6.5m,管道加高约2m,共增加炉容约IlOm3,为提高产量创造良好条件。2.3 回转窑改造通过对回转窑传动装置的改造，主传减速器速比由22.4提高至27,窑主电动机功率由315kW提高至355kW,将窑最高转速提高到5.0rmin左右，满足熟料提产的需要。2.4 篦冷机改造对篦冷机进行局部改造,对篦床和充气梁进行调整，更换部分固定篦床模块,重新调整各室风机配风，使冷却风机
8、满足用风量要求，达到提产后冷却熟料的需要。2.5 ID高温风机改造增加ID风机风量和风压,改造后的风机选型压力100OOPa,风量60万m3h,以满足提产后的需要。2.6 其他改造将生料粉磨能力提升至250th以上；提升煤粉性能及燃烧器能力；扩大窑尾烟室缩口有效内径，烟室拱顶到窑尾斜坡垂直距离加大，以增加通风面积。三次风管因受限暂未改变，后期检修更换耐火材料时，考虑采用纳米保温材料，减薄耐火层厚度，增加通风面积。通过上述配套措施，适应熟料产能提高的需要。3改造效果提产改造于年2月22日3月12日进行，改造停窑周期20d,回转窑于3月15日19:00投料运行。3月1628日，进行调试试生产，3月
9、19日20:00投料量增加至220th稳定运行，截至3月27日，投料量245th0改造前后生产参数见表Io调试过程中遇到了以下问题：尾排变频器负荷偏小，加大拉风会引起尾排电动机跳停；窑过渡带3540m副窑皮增长；篦冷机一、二段篦速在85%95%,基本满负荷；窑头收尘器清灰不好导致窑头正压等。经过设备磨合和参数优化，以上问题均已解决。表1改造前后生产参数对比/目投料录/（Vh）入窑提升机电能/A头煤Av)窑速/(p,mm)窑电瓶/AG出口仅含St/%Cu11M度化CIA出口压力/Pa改造前210125305.2-5.494.0297-4041.W-3.92327-349-696J733S改造后2
10、4013414262X614.62673653.653321*330-70937342注:Cl出口气含StuK招操作记录为准;Cl出11ftJKUCu（ft.W（窑操作记录）为准（CIA出口负乐高于Cu）.窑投料量加到235th时遇到窑电流偏低，窑况易波动情况。将三次风阀逐步从85%关到70%,头煤从7.3th减到6.7th后，窑况逐步趋于稳定，并将投料量增至240th,通过一段时间的运行，可以在240th投料量下稳定操作。改造前后烧成系统运行操作界面见图2。改造前改造后改造后，生料投料量可稳定在240th（折合熟料产量约35OOtd）,此时回转窑的转速为4.6rmin,Cl出口压力为-700
11、OPa左右（投料量220th阻力约6100Pa,改造前投料量210th时Cl出口压力约-7000Pa,同等产量下CI出口负压下降约900Pa）,Cl至ID风机间的阻力下降至1500Pa,Cl出口平均温度由338C降至325,出篦冷机熟料温度降至200,入窑生料的表观分解率大于90%,同等产量下，预热器及管道系统的降阻效果明显，为提产创造了良好的生产条件。改造前后的原料、原煤未发生变化，生料和熟料化学全分析基本一致，熟料煤耗和电耗也与改造前基本接近，改造后熟料3d抗压强度3435MPa,28d抗压强度6365MPa,与改造前相比略有提高。4结束语通过对现有熟料烧成系统的综合诊断和分析,在原燃材料
12、、操作条件合适时,通过增大预热器进风口面积、分解炉扩容、Cl至ID风机管道的扩径改造，达到了降低烧成系统阻力的效果，在其他改造的共同作用下，熟料产量可达到约3500tdo若进一步提高熟料产量，存在窑内风速高、预热器旋风筒内筒及截面风速高，系统阻力大，热耗可能上升，Cl收尘效率会降低的问题，可能影响系统稳定运行。附参考资料：以F公司的2500td水泥生产线为例,该生产线位于海拔2000m的云贵高原,年投产，投产后窑产量在2600td左右，因原燃烧器使用时间久导致磨损严重，窑产量低（2600td左右），质量不稳定，一次风用量（包括窑头送煤风机风量）偏大，煤耗、电耗偏高，火焰调节不灵活，适应原材料变
13、化的能力偏弱，年更换为智能装备有限公司（以下简称）的HJ高动能型五通道节能燃烧器后，熟料煨烧状况大大改善。基本情况简介Ol煤粉质量F公司入窑煤粉工业分析见表1,入窑煤粉硫含量1.55%,0.08mm筛余细度1.9%。表1煤粉工业分析Mad(%)Aad(%)Vad(%)Qnetrad(kJkg)2.1623-2424-2624255.6602熟料三率值、Mgo含量及熟料强度F公司熟料三率值：KHO.9000.940、SM2.602.70、IMI.501.55,MgO含量4.124.50%。F公司熟料中Mgo含量较高，熟料结粒存在大小不均、有一部分结粒偏大而熟料内部几乎是半生料（见图1）,这部分没
14、有充分煨烧的料，f-CaO偏高，强度偏低。熟料强度：3d抗压强度2931MPa、28d抗压强度5254MPa。天津院白波、陈友德教授等人经测试发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响，总的趋势是石灰石中Mgo含量越高，则熟料强度越低。Mgo在水泥熟料矿物固溶体总量只能在1.5%2.0%,过多的Mgo导致熟料烧成范围变窄，易造成窑内结长厚窑皮、结圈、结大球等问题。03原燃烧器生产情况原燃烧器存在的主要问题有：（1）原燃烧器使用时间久，磨损严重，窑产量低（2600td左右），质量不稳定。在正常生产时，窑电流突然下降，出现窑温走低，二次风温偏低且波动大（1040oC-1120oC）o氨水用量从
15、正常0.5m3h下降到0.2m3h,系统处于不正常状态，检查烧成系统也没发现异常情况。（2）窑头燃烧器推力小，煤风混合不均匀，煤粉燃烧不充分，火力强度不够，火焰不集中，有时候出现窑尾烟室温度比二次风温还高的现象，熟料结粒差,出窑熟料黄心料多。（3）火焰刚性差、烧成带温度分布不均，烧成带偏长。窑筒体温度低于250,窑皮长厚，现场测量最低有150。、4）一次风用量（包括窑头送煤风机风量）偏大，入窑冷风多，煤耗、电耗偏局。（5）火焰调节不灵活，适应原材料变化的能力偏弱。图1熟料结粒大小不均HJ高动能型五通道节能燃烧器使用情况Ol节能原理及优势（1）一次风量（包括窑头送煤风机风量）减小，入窑冷空气量少
16、，能够利用更多的高温二次风。采用HJ高动能型五通道节能燃烧器，在保证煤粉充分燃烧的情况下可以有效减少多余一次风进入窑内，有利于加快煤粉着火速度。一次风量下降，煤粉混合均匀，燃烧稳定，降低了火焰的峰值温度，减少NoX的产生，降低脱硝费用。（2）节电：较少的一次风用量和窑头送煤风用量可以降低电耗。（3）降低煤耗，提高熟料产质量：采用较高一次风速、较低一次风量、大推力、大速差设计理念，能够强化煤风混合，火焰强度高、刚性好、稳定性强，使煤粉燃尽率高，能够提高熟料产量，降低煤耗，提高熟料产质量。（4）调节方便、适应性广：燃烧器净风各通道安装涡轮蜗杆调节机构，能够灵活调节各风道的截面积；同时各风道设置调节
17、风量的阀门，使火焰粗细和长度可调，能够形成理想的温度场和热工制度，对煤质、物料的波动变化适应性强,能更好地保护窑皮和耐火砖，提高窑的运转率。（5）燃烧器整机管层布局合理，各风道气体流动过程中沿程阻力系数最小。头部零件采用螺纹连接，拆装便捷，便于检修和更换。（6）售后服务好：公司有技术能力过硬、责任心强的售后服务团队，能够在甲方需要技术服务时及时到位，开展优质服务；同时能够有针对性地进行技术培训，并且随时可以通过电话和微信指导解决生产技术问题。02窑头用HJ节能燃烧器的结构采用五通道四风道结构形式（见图2）,由外到内依次分为:外轴流风道（见图2的1）、煤粉风道（见图2的2）、旋流风道（见图2的3
18、）、涡流风道（见图2的4）、点火油枪（清焦器）通道（见图2的5）。（1）外轴流风道：外轴流风道喷嘴采用带有一定倾斜锥度的半圆孔结构，降低了风阻，提高了射流强度，外轴流风由间断布置的半圆锥形孔喷射，喷出的高速风可以充分卷吸高温二次风。外轴流风道的出口面积可以无级调节，进而可以调节外轴流风的出口风速。（2）煤粉风道：煤粉风道设置在外轴流风道和旋流风道之间。在外轴流风和旋流风作用下煤粉迅速扩散、快速着火燃烧；同时外轴流风和旋流风能够控制煤粉在窑内的走向和分布，可以有效调节火焰形状和火焰温度的分布。（3）旋流风道：旋流风道设置在煤粉风道的内侧。旋流风通过多个带锥度的半圆形螺旋槽的旋流器喷出多个高速旋流
19、风，产生旋流效应，使煤粉在出燃烧器后迅速散开，降低了煤粉浓度，提高了煤粉与空气的接触时间和接触面积，使煤粉能够快速燃烧,提高了煤粉燃烧效率。旋流风风道的出口面积可以无级调节,进而可以调节外旋流风的出口风速。（4）涡流风道：涡流风道设置在旋流风道的内侧，涡流风由多个带螺旋角度的旋流器喷出，通过调整轴向位移可以调整涡流风喷出的角度，以调整火焰形状。配合旋流风，使燃烧火焰更加集中，稳定火焰。03技改技术方案（1）窑头送煤风机：利用现有窑头送煤风机，增加变频器，采用变频调节方式减少入窑冷风量。风机铭牌参数：流量：95.4m3min;压力：39.2kpa;功率:90kwo（2）窑头一次风机：利用现有窑头
20、一次风机，增加变频器，采用变频调节减少入窑冷风量。风机铭牌参数：流量：76.1m3min;压力：68.6kpa;功率：llOkw。（3）窑头送煤管道：将原来的203（外径）*7mm改为146（外径）*8mm。（4）更换HJ高动能型五通道节能旋涡流燃烧器。04HJ节能燃烧器使用情况在熟料MgO含量高的情况下，应适当缩短火焰，开大燃烧器内风（兼顾窑筒体温度），使用“高温爆炒”效果较好，尽量避免“小火慢炖”，防止出现过长火焰,使物料提前结粒而内部煨烧不致密造成熟料强度降低。高强熟料的配料及煨烧时，在阿利特形成的烧成带，应集中火力、高热力强度、短时间完成阿利特的烧成,使阿利特晶体发育完整、尺寸较小（在
21、2040m）,活性最高，强度最高。F公司更换HJ高动能型五通道节能燃烧器后，在窑内断面上下左右的位置为（0,0）,开窑后窑况稳定，出料正常，质量也趋于正常。外风截面积标尺刻度30mm,阀门开度90。，现场压力表58.5kpa;内风截面积标尺刻度20mm,阀门开度90,现场压力表57.0kpa;中心风截面积标尺刻度5mm,阀门开度20。，现场压力表12.0kpa（见图3）。但窑皮稍微偏长，因此做了以下调整：（1）根据窑皮状况，及时调整燃烧器位置:左右向偏空位置调整200mm、上下向偏上位置调整20mm（见图4）,调整后经过两天时间，窑皮恢复正常，整个系统也恢复正常。（2）窑速的调整F公司的回转窑
22、规格为64*60m,原设计产量2500td,实际窑产量提高到2850tdo窑产量提高后必然会导致窑内物料填充率升高，压缩了窑内燃烧空间，同时在高温风机拉风和三次风开度不变的情况下，相当于增大了窑内风速。窑速过慢、窑内物料填充率升高，减少了物料与高温气体的接触面积，降低了传热效率，使窑物料受热不均匀，增加了结厚窑皮的几率，出窑熟料不致密，粒径两极分化，影响熟料质量。F公司更换HJ高动能型五通道节能燃烧器后，熟料煨烧能力明细增强，烧成带温度较高，具备提高窑速的条件，窑速由原来的4.0rmin提高到4.20rmin,增加了物料与高温气体的接触面积，提高了传热效率，使窑物料受热更加均匀，减小了结厚窑皮的几率，出窑熟料结构致密，熟料质量得到明显改善、产量提高到3（M）Ot/d。图3HJ节能燃烧器现场压力表图4HJ窑头节能燃烧器安装图图5窑筒体温度扫描图6更换燃烧器后的熟料外观使用效果在熟料三率值、原料成分和煤粉各项指标保持基本不变的情况下，使用HJ节能燃烧器后，熟料产量由原来2600td左右提高并稳定在2800td,窑皮长20m左右，熟料3d抗压强度由2931MPa提高到32MPa,28d抗压强度由5254MPa提高到55MPa,标准煤耗由115kgt降低到112.0kgt,节能效果显著（目前仍在继续正常运行）。
