预热器通风阻力对窑内煅烧的影响 
摘要：风、煤、料以及窑速的合理匹配是实现新型干法水泥熟料烧成系统低成本高产低耗的的关键。这里我们可以了解到预热器的通风阻力对窑内煅烧和生产成本的影响。
0 前言
随着四川水泥产能的严重过剩，降低生产成本提高竞争优势已成为共识。而在操作上实现风、煤、料以及窑速的合理匹配是降低生产成本的关键所在，本文就预热器的通风阻力对窑内煅烧和生产成本的影响谈谈个人的认识。
1 存在情况
我线为南京院设计的4600t/d生产线，于2009年建成，其预热器采用南京院设计的KF5/5000双列预热器，分解炉采用在线NC喷旋管道式分解炉，预热器与分解炉的主要参数如下：
表1 预热器与分解炉主要参数
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C1
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C2
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C3
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C4
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C5
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分解炉
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4×Φ5000
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2×Φ6900
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2×Φ6900
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2×Φ7200
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2×Φ7200
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Φ7500×31000
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检修前，我线在煅烧中主要有以下问题：
（1）预热器系统温度倒挂比较严重；
（2）系统煅烧低饱和比时可以维持较高产量，但饱和比稍微偏高时产量下降；
（3）预热器系统整体温度偏高，预热器系统的换热效果不理想；
（4）预热器缩口结皮频繁，同时在烟室还可以发现零乱火星；
（5）高温风机拉风很大的情况下，同样出现C2气体分析仪CO偏高；
针对这些情况进行了多方面调整仍没有太大效果，尤其尝试适当降低高温风机转速后发现C2气体分析仪CO偏高，同时伴随窑转矩降低，窑前昏暗。对此初步判断是窑内通风不够造成头煤燃烧不好，使得C2气体分析仪CO偏高，同时由于头煤燃烧不好，造成窑内温度降低，所以窑转矩相应降低，相应出窑熟料温度降低，造成窑前二次风温偏低，窑前昏暗，从而产质量不可能进一步提高，但从每千克熟料所产生的理论烟气量分析看，不应该发生不完全燃烧。
随后，对窑内用风以及分解炉内用风进行重新匹配，但始终效果不是很理想，故初步分析是预热器系统的通风阻力变大使得操作过程中虽然高温风机拉风大，但是实际在预热器系统中的损失也很大，从而造成风与煤的匹配不合理。为了验证分析结果，我们在正常运转的过程中测定了预热器系统的多处负压，发现从分解炉出来到C5出口的阻力损失非常大，正常情况下从分解炉出口到C5进风口的管道阻力损失应该不超过150Pa,而我们的实际测量数据却比这大很多，其中C5A筒一边损失在300Pa左右，而C5B筒一侧损失却高达400Pa,通过对数据的分析认为C5进风口处的管道设计偏平是造成管道阻力损失大的主要原因，以致容易造成物料堆积。在正常运转时不能处理，久而久之导致C5进风口截面积减小，造成这里局部阻力过大，使从分解炉出口到C5进风口阻力增加，从而制约了系统用风。C5进风口的设计如下图：
图2 C5进风口
从检修进入预热器观察的实际情况来看，确实因为C5进风口积料太厚，正常运转时又不能处理造成系统通风不足，从而影响了产质量的提高。
2 采取措施
针对以上情况我们在检修中以及在检修后的正常运转中采取如下措施：
（1）在C5进风口处加装空气炮，加装空气炮位置如下图，在正常运转时由中控操作员定期开启空气炮；
（2）在正常运转的过程中加强分解炉以下烟室和缩口处的清理；
（3）提高二次风温和三次风温，加强头煤和尾煤的燃烧；
（4）控制煤粉细度（80um≤4.0）,控制煤粉水分≤1.0；
图3 加装空气炮位置示意图
3 改进前后生产情况对比
表2 改进前后生产情况对比表
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项目
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改进前
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改进后
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项目
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改进前
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改进后
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头煤/（t/h)
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8.8
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9
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C3A筒出口温度/℃
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686
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660
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尾煤/(t/h)
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20.6
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23.3
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C3B筒出口温度/℃
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677
|
659
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投料量/(t/h)
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418
|
430
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C2A筒出口温度/℃
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520
|
504
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分解炉出口温度/℃
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903
|
898
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C2B筒出口温度/℃
|
523
|
500
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C5A筒出口温度/℃
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908
|
917
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C1A筒出口温度/℃
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323
|
308
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C5B筒出口温度/℃
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915
|
915
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C1B筒出口温度/℃
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322
|
309
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C4A筒出口温度/℃
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813
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798
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高温风机开度/HZ
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36
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35
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C4B筒出口温度/℃
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808
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791
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高温风机电流/A
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111
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104
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对比检修前后的生产数据，我们可以发现通过这次系统的小改进使系统在操作上更加稳定，系统电耗热、热耗都有所降低，主要体现在如下：
（1）从系统产量分析，系统改进后比改进前产量提高12T/h,相当于在同等条件下比改进前多产熟料7t/h；
（2）从系统电耗上分析，我们只考虑高温风机少用的，不考虑产量增加的情况，则系统改进后高温风机少用1HZ，同时电流还降低了7A左右，每个小时节约用电106kw.h
（3）从系统热耗分析，C1出口温度是反映我们系统热耗最直接的数据，系统改进后C1出口温度下降13℃左右，这相当于系统热耗下降5kcal/kg-sh；
（4）系统稳定性分析，从操作上反应系统改进后，系统二次风温和三次风温都有所提高，煤粉不完全燃烧情况减弱，预热器系统的整体温度分布良好，系统对生料波动的适应性有所增强；
（5）系统改进前后的经济分析：
系统改进后高温风机拉风下降，同时产量提高，相当于熟料吨电耗下降0.8kw.h；系统改进后C1出口温度从322℃下降到309℃，熟料单位烟气量从1.56Nm3/kg-sh下降到1.46Nm3/kg-sh，相当于热耗下降20kcal/kg-sh。
4 小结
在水泥生产过程中，风、煤、料以及窑速的合理匹配是实现精细化操作的关键，我们只有不断的摸索才能实现合理匹配，但是很多时候由于系统设计本身的缺陷导致了我们不能匹配在最佳水平，这就需要在生产中不断摸索，不断采取措施克制缺陷，不断降低消耗，降低生产成本。
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