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山西某集團(tuán)水泥建材有限公司生產(chǎn)線于2013年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為3200t/d，原生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)采用單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器在線分解爐，回轉(zhuǎn)窯ф4.3m×64m。為充分挖掘原有裝備的潛力、進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗、提升燒成系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，2020年該公司與德國洪堡KHD合作，引進(jìn)洪堡的技術(shù)對(duì)燒成系統(tǒng)進(jìn)行熱工標(biāo)定和診斷分析，出具有針對(duì)性的改造方案，利用洪堡的多項(xiàng)專利技術(shù)，熟料產(chǎn)量、單位熱耗、系統(tǒng)阻力均取得了極大改善，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。
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1.改造前工廠的狀況及存在的主要問題分析
1.1工廠改造前的基本狀況
該生產(chǎn)線采用煙煤為燃料，煤質(zhì)較好，原、燃材料的化學(xué)分析見表1、表2、表3。改造前燒成系統(tǒng)熱耗指標(biāo)偏高、篦冷機(jī)冷卻效果不好，改造前的燒成系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)及參數(shù)見表4。
表1 煤的工業(yè)分析 煤灰的元素分析
表2 生料和熟料化學(xué)組成質(zhì)量分析(%)
表3 生料和熟料的三率值
表4 燒成系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)(改造前)
1.2主要問題分析
1.2.1原預(yù)熱器系統(tǒng)采用單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，為使預(yù)熱器達(dá)到熟料4950t/d，對(duì)現(xiàn)有預(yù)熱器系統(tǒng)一些關(guān)鍵部件進(jìn)行升級(jí)改造和更換。
1.2.2經(jīng)過計(jì)算，高溫風(fēng)機(jī)、窯主驅(qū)動(dòng)、燃燒器不能滿足在系統(tǒng)增加熟料產(chǎn)量后的設(shè)備選型的要求能力。
1.2.3冷卻機(jī)篦床面積80.46m²，提產(chǎn)前單位負(fù)荷47.8t/(d.m²)，篦冷機(jī)規(guī)格偏小，篦床單位負(fù)荷較高。已不適合進(jìn)一步增加熟料產(chǎn)量。
2.改造內(nèi)容
2.1分解爐擴(kuò)容改造
充分利用了預(yù)熱器框架的原有空間，分解爐整體加高了一層，并使用了德國洪堡KHD的PYROBOX分解爐燃燒裝置，以改善分解爐的燃燒。分解爐改造示意圖見圖1。
圖1 分解爐改造示意圖
2.2C1～C5翻板閥和撒料箱更換
為降低系統(tǒng)內(nèi)漏風(fēng)、提高旋風(fēng)筒分離效率，將現(xiàn)有C1～C5翻板閥更換為動(dòng)作靈活、鎖風(fēng)效果好的具有德國洪堡KHD專利技術(shù)的新型翻板閥，新型翻板閥的形式見圖2-1；同時(shí)對(duì)各級(jí)撒料箱更換成KHD可調(diào)節(jié)型撒料箱，并對(duì)撒料箱位置、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，撒料箱形式見圖2-2
圖2-1 洪堡KHD設(shè)計(jì)的新型翻版閥
圖2-2 新型可調(diào)撒料板
2.3 內(nèi)筒
為了提高預(yù)熱器系統(tǒng)的各級(jí)分離效率，將預(yù)熱器各級(jí)旋風(fēng)筒的現(xiàn)有內(nèi)筒，更換成德國洪堡KHD新型分離效率高、壓損低的內(nèi)筒。
2.4 旋風(fēng)筒頂部
德國洪堡KHD設(shè)計(jì)將4級(jí)和5級(jí)旋風(fēng)筒的頂部高度適當(dāng)增加，并相應(yīng)的增加4級(jí)和5級(jí)旋風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)管的高度。旋風(fēng)筒頂部改造后示意圖見圖3。
圖3旋風(fēng)筒頂部改造后示意圖
2.5 一級(jí)雙旋風(fēng)筒
將預(yù)熱器現(xiàn)有的雙旋風(fēng)筒更換成兩個(gè)KHD最新一代的C1高效旋風(fēng)筒，以適應(yīng)熟料提產(chǎn)后的要求，改造后示意圖見圖4。
圖4:改造后示意圖
2.6回轉(zhuǎn)窯
回轉(zhuǎn)窯主電機(jī)功率提高到630kw，回轉(zhuǎn)窯的最高轉(zhuǎn)速提高到5r/min。以實(shí)現(xiàn)薄料快燒，進(jìn)一步深挖回轉(zhuǎn)窯的潛力。
2.7高溫風(fēng)機(jī)
根據(jù)洪堡PyroPro計(jì)算書，按照提產(chǎn)后高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力，更換成2600KW電機(jī)及配套風(fēng)機(jī)。
2.8燃燒器
更換成德國洪堡最新一代的燃燒器，具有旋流風(fēng)、直流風(fēng)調(diào)整靈活、推力大、火力大、生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)。
2.9 篦冷機(jī)改造
篦冷機(jī)改為步進(jìn)式篦冷機(jī)，篦床有效冷卻面積提高到105.4m²，提產(chǎn)后篦床負(fù)荷：46.9m2/t.d
2.10其他輔助系統(tǒng)
與燒成系統(tǒng)上下游配套的生料磨、熟料拉鏈機(jī)和入庫斗提等輔助系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改造和能力提升，使之與燒成系統(tǒng)所需能力相匹配。
3.改造后的效果
燒成系統(tǒng)改造前后主要指標(biāo)對(duì)比詳見下表5。從此表可以看出改造后熟料產(chǎn)量從3852t/d增加到4950t/d，提產(chǎn)幅度為28.5％，在大幅度提產(chǎn)情況下預(yù)熱器的阻力僅提高了700Pa，系統(tǒng)降阻的效果非常明顯，同時(shí)預(yù)熱器的出口煙氣溫度下降了約20℃；冷卻機(jī)的應(yīng)用，使二、三次風(fēng)溫提升明顯，燒成系統(tǒng)熟料單位熱耗從原來的778kcal/kg-熟料，降低到728kcal/kg-熟料，實(shí)現(xiàn)了提產(chǎn)、節(jié)能、降耗的改造預(yù)期目標(biāo)。
表5 燒成系統(tǒng)改造前后參數(shù)對(duì)比
聲明
德國洪堡技術(shù)為洪堡專利技術(shù)，在德國、日本、美國、中國均有發(fā)明專利，受法律保護(hù)。如有仿制、盜用等侵權(quán)行為，洪堡公司及中航國際北京公司保留追責(zé)、主張侵權(quán)責(zé)任的一切權(quán)利。
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