1 生产中存在的问题
我公司4 500t/d生产线于2010年11月份投产，投产以来熟料生产基本正常。余热发电机组于2011年2月份运行，运行后一直存在AQC炉和SP炉入口温度低，AQC炉入口温度一般在330℃，SP炉入口温度一般在280℃～300℃，发电机有功功率维持在6 500kW/h，吨熟料发电量平均在28kWh/t，长期制约着我公司余热发电总量。同时出篦冷机熟料温度高，平均在240℃，远高于设计的环境温度+65℃，余热利用率低;预热器系统压力偏高，高温风机负荷加大，造成严重的能源浪费。
针对以上存在的问题，公司组织各相关部门的技术人员经过研讨后认为： 水泥机械篦冷机风机的总装机容量为1 977kW，总风量为640 220m3，一段冷却风量不足，特别是一室风量只有57 600m3。预热器二级旋风筒(C2)内筒高度为3.24m，三级旋风筒(C3)内筒高度为3.35m，四级旋风筒(C4)内筒高度为3.92m，五级旋风筒(C5)内筒高度为3.4m。参阅相关4 500t/d生产线设计资料，认为内筒高度偏高。导致整条生产线运行虽基本正常，但余热发电有功功率较低，出篦冷机熟料温度高。与我集团其它公司的相关指标存在很大的差距，具体如下：
(1)吨熟料发电量低，在28kWh/t左右。
(2)在同产量的情况下，C1级筒出口温度低可降至300℃以下。
(3)在同产量的情况下，AQC炉的入口温度也只有平均的330℃。
(4)出篦冷机熟料温度一直偏高，温度平均在240℃。
(5)预热器系统阻力偏大，C1级筒出口负压可达-6 300Pa，风速高。
2 技术改造方案
为进一步提高余热发电量，我公司确定的改造方案是：在现有篦冷机风机的基础上，一段新增加了两台风机并对一段各风室风机进行了调整。对预热器C2级至C5级的旋风筒内筒的高度进行了针对性的调整。具体做法如下：
(1)篦冷机一段新增两台风机，总装机容量由1 977kW提升至2 269kW。总风量由640 220m3提升至682 156m3，一室风量由57 600m3提升至75 900m3，一段各风室风机也做相应的调整。优化了篦冷机各段风量分配，提高入窑二、三次空气温度，提高余热发电的AQC炉入口温度。改善了熟料的冷却效果，高温熟料能够及时冷却，改善了熟料质量与熟料的易磨性，为后续的水泥粉磨创造有利条件。
(2)余热发电AQC锅炉取风口前移。原取风口位置在一段和二段篦床之间，为提高进锅炉风温，将取风口前移至一段篦床前半部，这样，进锅炉温度明显提高，同时由于一室、二室风量加大，对入窑二次风基本没有影响，窑煅烧状况良好。
(3)预热器改造。由于预热器直径相对较小又无法改变，压损太大，对此，只有改变内筒长度来降低压损：C2级旋风筒内筒原高度由3.24m调整至1.7m;C3级旋风筒内筒原高度由3.35m调整至1.7m;C4级旋风筒内筒原高度由3.92m调整至2.1m;C5级旋风筒内筒原高度由3.4m调整至2.3m。
(4)改造分解炉出口弯头。由∩型改为倒V型，避免了积料，也降低了系统阻力，同时对窑尾分解炉缩口扩径10cm。通过改善窑内通风条件，窑煅烧状况明显好转。
回转窑的旋风预热器内筒对于分离效率以及系统阻力的影响程度是很大的。当内筒高度与内筒有效直径比不断减小，只要不超过某一个临界点时，阻力损失一直迅速减小，而分离效率的降低相对比较缓慢，因此适当减小内筒高度有利于系统阻力的降低，对于整个预热系统的分离效率影响很小，同时预热器C1级内筒保持了原来的尺寸。
3 技术改造效果
改造前后通过进一步优化操作，各项指标对比分析如下。
(1)吨熟料发电量：改造后平均达38kWh/t，较改造前提高10kWh/t。
(2)AQC炉入口温度：改造后可达430℃~470℃，较改造前提高100℃～140℃。
(3)SP炉入口温度：改造后可达310℃~320℃，较改造前提高20℃。
(4)熟料温度：改造后可达110℃，较改造前降低130℃。
(5)发电机有功功率改造后可达9 500kWh，较改造前提高2 800kWh，单班发电量最高突破80 000kWh。
(6)C1级筒出口负压：改造后可达-5 800Pa左右，较改造前降低500Pa。
(7)高温风机：改造后频率39.0Hz，较改造前降低0.5Hz。
技改后，窑台时产量、熟料质量、煤耗、电耗、余热发电量等各项指标都得到了明显提高。具体参数见下表：
|
技改后各项指标 | |||||||
|
时间 |
发电有功功率/kW |
吨熟料发电量（kWh/t） |
AQC炉入口温度/℃ |
SP炉入口温度/℃ |
出库熟料温度/℃ |
C1级筒出口负压/Pa |
高温风机频率/Hz |
|
改造前 |
6500 |
28 |
330 |
290-310 |
240 |
-6300 |
39.5 |
|
改造后 |
9500 |
38 |
430-470 |
310-320 |
110 |
-5800 |
39.0 |
|
对比 |
3000 |
10 |
100-140 |
20 |
-130 |
-500 |
-0.5 |
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1 生产中存在的问题
我公司4 500t/d生产线于2010年11月份投产，投产以来熟料生产基本正常。余热发电机组于2011年2月份运行，运行后一直存在AQC炉和SP炉入口温度低，AQC炉入口温度一般在330℃，SP炉入口温度一般在280℃～300℃，发电机有功功率维持在6 500kW/h，吨熟料发电量平均在28kWh/t，长期制约着我公司余热发电总量。同时出篦冷机熟料温度高，平均在240℃，远高于设计的环境温度+65℃，余热利用率低;预热器系统压力偏高，高温风机负荷加大，造成严重的能源浪费。
针对以上存在的问题，公司组织各相关部门的技术人员经过研讨后认为： 水泥机械篦冷机风机的总装机容量为1 977kW，总风量为640 220m3，一段冷却风量不足，特别是一室风量只有57 600m3。预热器二级旋风筒(C2)内筒高度为3.24m，三级旋风筒(C3)内筒高度为3.35m，四级旋风筒(C4)内筒高度为3.92m，五级旋风筒(C5)内筒高度为3.4m。参阅相关4 500t/d生产线设计资料，认为内筒高度偏高。导致整条生产线运行虽基本正常，但余热发电有功功率较低，出篦冷机熟料温度高。与我集团其它公司的相关指标存在很大的差距，具体如下：
(1)吨熟料发电量低，在28kWh/t左右。
(2)在同产量的情况下，C1级筒出口温度低可降至300℃以下。
(3)在同产量的情况下，AQC炉的入口温度也只有平均的330℃。
(4)出篦冷机熟料温度一直偏高，温度平均在240℃。
(5)预热器系统阻力偏大，C1级筒出口负压可达-6 300Pa，风速高。
2 技术改造方案
为进一步提高余热发电量，我公司确定的改造方案是：在现有篦冷机风机的基础上，一段新增加了两台风机并对一段各风室风机进行了调整。对预热器C2级至C5级的旋风筒内筒的高度进行了针对性的调整。具体做法如下：
(1)篦冷机一段新增两台风机，总装机容量由1 977kW提升至2 269kW。总风量由640 220m3提升至682 156m3，一室风量由57 600m3提升至75 900m3，一段各风室风机也做相应的调整。优化了篦冷机各段风量分配，提高入窑二、三次空气温度，提高余热发电的AQC炉入口温度。改善了熟料的冷却效果，高温熟料能够及时冷却，改善了熟料质量与熟料的易磨性，为后续的水泥粉磨创造有利条件。
(2)余热发电AQC锅炉取风口前移。原取风口位置在一段和二段篦床之间，为提高进锅炉风温，将取风口前移至一段篦床前半部，这样，进锅炉温度明显提高，同时由于一室、二室风量加大，对入窑二次风基本没有影响，窑煅烧状况良好。
(3)预热器改造。由于预热器直径相对较小又无法改变，压损太大，对此，只有改变内筒长度来降低压损：C2级旋风筒内筒原高度由3.24m调整至1.7m;C3级旋风筒内筒原高度由3.35m调整至1.7m;C4级旋风筒内筒原高度由3.92m调整至2.1m;C5级旋风筒内筒原高度由3.4m调整至2.3m。
(4)改造分解炉出口弯头。由∩型改为倒V型，避免了积料，也降低了系统阻力，同时对窑尾分解炉缩口扩径10cm。通过改善窑内通风条件，窑煅烧状况明显好转。
回转窑的旋风预热器内筒对于分离效率以及系统阻力的影响程度是很大的。当内筒高度与内筒有效直径比不断减小，只要不超过某一个临界点时，阻力损失一直迅速减小，而分离效率的降低相对比较缓慢，因此适当减小内筒高度有利于系统阻力的降低，对于整个预热系统的分离效率影响很小，同时预热器C1级内筒保持了原来的尺寸。
3 技术改造效果
改造前后通过进一步优化操作，各项指标对比分析如下。
(1)吨熟料发电量：改造后平均达38kWh/t，较改造前提高10kWh/t。
(2)AQC炉入口温度：改造后可达430℃~470℃，较改造前提高100℃～140℃。
(3)SP炉入口温度：改造后可达310℃~320℃，较改造前提高20℃。
(4)熟料温度：改造后可达110℃，较改造前降低130℃。
(5)发电机有功功率改造后可达9 500kWh，较改造前提高2 800kWh，单班发电量最高突破80 000kWh。
(6)C1级筒出口负压：改造后可达-5 800Pa左右，较改造前降低500Pa。
(7)高温风机：改造后频率39.0Hz，较改造前降低0.5Hz。
技改后，窑台时产量、熟料质量、煤耗、电耗、余热发电量等各项指标都得到了明显提高。具体参数见下表：
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技改后各项指标 |
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时间 |
发电有功功率/kW |
吨熟料发电量（kWh/t） |
AQC炉入口温度/℃ |
SP炉入口温度/℃ |
出库熟料温度/℃ |
C1级筒出口负压/Pa |
高温风机频率/Hz |
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改造前 |
6500 |
28 |
330 |
290-310 |
240 |
-6300 |
39.5 |
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改造后 |
9500 |
38 |
430-470 |
310-320 |
110 |
-5800 |
39.0 |
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对比 |
3000 |
10 |
100-140 |
20 |
-130 |
-500 |
-0.5 |
该技术改进取得了良好的效果，对同类型的生产线有很好的参考价值，目前集团部分企业已有借鉴。
