谈干法回转窑水泥生产线熟料产量的提高

发布于:2021-05-14 01:57:23

谈干法回转窑水泥生产线熟料产量的提高 一、 技术进步,回转窑熟料产量在不断提高 水泥生产工业,干法回转窑生产线大致经历四个阶段:干法中空窑生产线;立筒预热器 回转窑生产线;旋风预热器回转窑生产线和预热预分解窑生产线。不同的时代,科学技术的 不断进步,水泥生产工艺的不断改进,使回转窑的熟料产量在不断提高。例如:φ2.5m 中空 窑生产线台时产量 5t/h,加上立筒预热器后产量达到 7.5t/h,产量提高* 50%,当加上预分 解系统后,产量达到 20t/h 左右,产量翻倍增长。φ3m 中空窑生产线日产量为 300t/d,加上 五级预热器后,产量达到 600t/d,变为预热预分解窑生产线后,产量达到 1000t/d 左右。 随着新型干法窑外分解技术的不断深入研究和创新, 同规格的回转窑在不同时期, 不同 的技术条件下,产量出现较大差异,我国在上世纪 80 年代至 90 年代建设了一批 2000t/d 干 法窑外分解生产线,当时采用的回转窑均为 φ4×60m。时至今天 φ4×60m 回转窑均出现在 2500t/d 生产线上。表 1 为笔者统计的*几年新建的一部分 2500t/d 生产线情况。 90 年代初,我国自己开发的 4000t/d 大型窑外分解烧成系统建在唐山冀东水泥集团,回 转窑规格为 φ4.7×75m。经过十余年冀东集团对该生产线的不断改进,现在熟料产量已达到 4800t/d,提高产量* 20%。技术的不断进步使我们看到目前我国现存的大批水泥生产线均 存在产量低,能耗高现象,有很大潜力待挖掘。新建的水泥生产线就回转窑而言与国外先进 的预分解窑相比, 在产量上仍存在一定的差距。 笔者认为预分解回转窑生产线产量进一步提 高的空间是相当大的。 二、关于预分解窑产量的计算公式 有关预分解窑生产能力的计算公式有很多, 其中: 日本 T—14 报告公式: G=1.38Vi0.641 ( 相 关 系 数 r=0.868 , n=24 ) 日 本 水 泥 协 会 公 式 : G=0.230D1.5L; 日 本 池 田 公 式 : ; G=2.85Di2.88;南京化工大学公式:G=1.5564Di3.0782;G=0.2725D2.680L0.48912 G=0.15362Vi0.97422 ; G=0.37743Di2.518L0.51861 ; 李 昌 勇 推 荐 公 式 : G=0.88Vi1.08 (r=0.99987,n=80)G=0.682 Di3.018L0.254。 上述这些公式在不同的历史时期对新型干法回转窑生产线的设计和生产起到了重要指 导作用, 但是随着技术的进步这些公式对今天的设计和生产的指导作用逐渐在削弱, 新的计 算公式应运而生。 南京水泥工业设计院新推出的公式:G=8.495D2.382L0.8601;G=53.5Di3.14;天津水泥 工业设计院熊会思推荐的公式:G=KDi3(K=50~60) 。 笔者按照熊会思推荐的公式统计计算几种规格回转窑的理论产量(见表 2) 。通过表 2 可以看出熊会思推荐的公式计算出的预分解窑产量的数值基本符合当今我国预分解窑发展 的现状。 那么预分解窑产量的提高在理论上还有多大空间呢? 我国水泥行业资深老水泥专家赵静山先生多年从事预分解窑的研究和开发,大胆实践, 不断创新。推出新的预分解窑产量的计算公式: (1)从窑的物料输送原理推导 G=KsDr3 (2)从窑的发热能力推导 G=2230664Dr2Vo/Qyr 式中:G—产量,kg/h;Ks—系数,一 般在 5000~6000 范围;Dr—回转窑热端有效内径,m;Vo—回转窑燃烧带烟气流速,m/s; Qyr—回转窑热耗,kcal/kg-cl。 笔者按照 G=KsDr3 计算公式统计计算几种规格的回转窑产量数值(见表 3) 。分析表 3 的数值,可见以 φ4m 窑为例按当代 2500t/d 产量比较,最保守的产量差距也在 1500t/d,相 差* 60%,我们可以把表 3 的数值作为下一步奋斗的目标。 三、应用新技术,不断创新,提高产量,降低能耗 笔者曾经同赵静山先生在一起工作一段时间, 在此期间不断进行技术创新, 应用自己开 发的具有自主知识产权的预热预分解技术和“RSF”预分解系统装备,对落后的水泥生产线进

行创新改造。几年来已完成十余项改造工程,效果十分明显。φ2.5m 中空窑改造后台时产量 达到 25t/h。 φ3m 窑改造后产量达到 1500t/d。 φ3.2m 窑改造后产量达到 1600t/d。 φ3.8×52.69m 窑达到最高产量 2850t/d。 我们的技术理论是: 水泥熟料煅烧工艺设计应以求得最高换热效率为基础, 并以水泥熟 料煅烧工艺系统的热*衡取得最大换热效率为目的。 技术创新点: 在于以煅烧系统设计替代 单个设备的设计, 并以回转窑的发热能力和物料的输送能力确定窑产量为基础, 设计窑外预 分解水泥熟料煅烧工艺设备。 “RSF”预分解系统为五级单系列预热器和“RSF”管道式分解炉。 吉林松江水泥厂 2500t/d 熟料生产线改造工程采用 φ3.8×52.69m 回转窑和“RSF”五级单 系列预热预分解系统。投产后最高产量达到 2850t/d,正常产量在 2500t/d 以上。据笔者考证 在 2500t/d 生产线上用 φ3.8m 直径的窑属国内首创。若按 2800t/d 产量计算,回转窑有效单 位容积产量是 5.77t/m3.d。 目前国际上最好生产线回转窑有效单位容积产量在 6.0t/m3.d 左右, 而国内最好指标在 5.0t/m3.d 左右。可见 5.77t/m3.d 指标是国内先进水*。 用我们创造的成绩和上述表 3 的数值相比,φ3.0m 窑已经超过下限指标,距离上限指标 还差 250t。φ3.2m 窑距离下限指标还差 230t,距离上限指标还差* 600t。φ3.8m 窑距离下限 指标还差* 500t,距离上限还差* 1000t。表 3 的目标距离我们并不遥远,只要我们不懈努 力一定会实现的。 多年的不断探索,不断实践,大胆创新。我们改造的生产线的产量指标在不断刷新。所 以笔者认为再经过若干年的研究和探索,实现新型干法窑生产线更高产量的目标一定会达 到。 四、未来实践的设想 水泥生产系统是一项综合的系统工程, 不能仅发挥单一的某一系统的功能, 所以只有在 同时发挥回转窑系统和预热预分解系统的功能时(相应的其他配套技术发展也应跟上) ,系 统才能可望达到更高的理想产量。 1.优化设计预分解系统。应用现代科学理论,指导新型悬浮预热,分解炉系统的研究开 发和优化工程。 目前已开发出许多不同形式的高效低压损预热器和新型分解炉, 以满足不同 原、燃料特性和工艺特性要求。不仅有利于提高燃料燃烧效率和燃尽率,并可保证物料在其 中充分分散,均匀分布,提高气固换热效率,入窑物料分解率,以及全窑系统的热效率。为 回转窑优质、高效、低耗提供充分保证。 2.提高回转窑烧成带截面热负荷,即通过提高窑头的用煤量,挖掘回转窑的生产能力。 从热工方面考虑,回转窑的实际生产能力主要受截面热负荷,截面风速,工作温度这几个参 数的影响。特定的原料和特定的率值下,熟料的烧成温度和烧成时间是一定的,而截面热负 荷与截面风速又是相互关联的,所以影响回转窑产量的最主要参数是截面热负荷。 3.提高分解炉的烧煤量,以充分发挥预热分解系统的功效。在不断增加窑头喷煤量的情 况下,继续增大分解炉内的喷煤量,达到总用煤量的 75%左右,提高生料入窑温度。 4.应用高效、先进的篦式冷却设备,既可保证出窑高温熟料聚冷,提高熟料活性,也优 化了熟料冷却机作为热回收装备的功能, 使炽热熟料进入篦冷机后实现急冷的同时又提高了 热回收效率, 从而可将入窑二次风温和入炉三次风温再提高一个档次, 这对入窑及入炉燃料 燃烧,优化全窑系统热工制度,降低热耗亦起到巨大作用。吉林松江水泥厂 2500t/d 生产线 改造工程就是应用先进、高效的篦式冷却机,入炉三次风温最高达到 1000℃以上,所以该 生产线使用 φ3.8m 直径回转窑产量能达到 2800t/d 与入炉三次高温风是分不开的。 5.相应的其它配套技术的发展也是十分重要的。这包括燃料和生料均化技术水*,自动 化控制水*,耐火材料研制水*,设计和生产操作技术水*等。没有这些配套技术的发展和 进步完成提高回转窑产量大幅增长是不可能的。


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