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水泥行业如何以低投资 短周期完成节能技改?

2024/07/09 17:20 来源:中国水泥网信息中心

以低投资、短周期的技改实施,实现高效的节煤效果。......

水泥行业是传统耗能大户,近年来水泥行业在能效方面取得了较大的进步,能效水平大幅度降低。

最新版的《GB16780-2021水泥单位产品能源消耗限额》国家标准从2022年11月1日开始执行,国家不断加大对高能耗企业的管理力度,限制能源消费总量。

水泥行业实行节能降碳改造符合高质量发展要求,行业、企业应始终深入贯彻落实国家战略部署,积极响应节能降碳改造升级的要求,在节能降碳改造升级工作上统筹谋划,科学布局,重点围绕“加大技术改造力度”“推进产业结构调整”“寻求清洁能源替代”等方面发力,推动低碳化、智能化、服务化发展。

浙江中锦材水泥技术有限公司通过不断研发、并得到技改实践检验的新型煤料混烧(MCCS)技术+配套分料技术等综合改造技术,能以低投资、短周期的技改实施,实现高效的节煤效果。因此,成为眼下行业内最为炙手可热的一种烧成系统节能技改方式。

新型煤料混烧(MCCS)技术+配套分料技术原理

物料经 C4 下料管及分料阀两路(或三路)进入分解炉(分解炉下锥部做适当改造,新型大涡壳结构), 与此同时煤粉多点多股(通常按6路)分散入分解炉,由于煤料进料巧妙设计布局并配合充分混流措施,使入炉的煤料在进口优化改进后的三次风高切向旋流及窑尾喷腾气流双向效应共同作用下,得以迅速混合、分散并进行炉内相应的化学反应过程。

由于在此过程中强化了煤料混烧,一部份物料可以沿着三次风入口角度流向窑尾缩口,往复形成多次喷腾,从而增加了物料停留时间和物料分散功能;由于在此过程中煤粉放热与生料吸热的热量传换方式发生了改变,使得传热性能更为直接高效、传热效率加强,同时煤粉燃烧方式也由传统、带有一定火星且光亮的辉焰燃烧方式变成了无焰燃烧方式。因此,通过分解炉内一系列物理化学变化后,在分解炉操作温度较常规降低控制的条件下,生料分解率仍能得到充分保证(一般在93%~95%),使得分解炉内系统换热效果明显加强。同时,由于在上述反应过程始终处于无焰燃烧状态之中,有效避免了分解炉内局部高温现象,因此消除了分解炉内结皮,从而可起到了加强窑内通风的作用。  

配套分料技术是应用了一种新型的下料管分料装置,从而来降低各级预热器和分解炉的塌料风险(因为任何预热器和分解炉都存在沿壁塌料现象);同时使料气换热更加充分、接触面积加大,因而提高了系统换热效率。

通过新型煤料混烧(MCCS)技术+配套分料技术综合运用后,由于预热器C1出口废气温度降低(约降低25℃~30℃),出口废气量同步减小(国内五级预热器常规出口废气量为1.45Nm3/t.cl,应用该技术改造后的出口废气量为1.30~1.35Nm3/t.cl),因此系统得以大幅节煤。从目前已实施技改的几台水泥窑运行的综合情况来看,吨熟料标煤耗可下降5.5~7.5Kg。

河北武山水泥有限公司2500t/d生产线

河北武山水泥有限公司2500t/d生产线烧成系统综合技改项目,由浙江中锦材水泥技术有限公司负责承建,全面提供设计、设备供货及安装施工、技改调试等服务工作。

目前,技改项目自2024年3月13日窑系统投料以来,已调试运行至今。经实践验证:技改后的窑工艺稳定、系统可靠、操作方便,故障率几乎没有,杜绝了系统结皮、堵塞等不安全因素,减少了劳动强度及空气炮使用,取得了较为明显的技改效果。具体情况如下:

一、吨熟料标煤耗:下降约8~9.5kg。

由于头、尾煤秤计量不准,只能用送煤管道压力作为标定依据:

由此得出:

头煤量下降:0.05÷23.94=0.2%;

尾煤量下降:6.58÷28.87=22.8%;

考虑头尾煤比例约为33:67,可得出:总用煤量下降比例:(33×0.2%+67×22.8%)÷100=15.34%;

公司用煤的发热量按5555.31KCal计,则得出:总用煤量折合成标煤的下降比例:5555.31÷7000×15.34%=12.17%;

公司技改前标煤耗为111Kgce/t.cl,则得出:技改后标煤耗下降量为:111×12.17%=13.51Kgce/t.cl

结论:考虑头、尾煤管道压力波动变化等因素,标煤耗最少降低8~10.5Kgce/t.cl。

二、C1出口负压:降低约1220Pa

技改前6581Pa;技改后5361Pa;两者相差降低约1220Pa

三、烧成工序综合电耗:降低约1度

(1)方法一:

总体下降7.6A,按常规1A约折合0.15Kwh计,则7.6×0.15=1.14Kwh;

(2)方法二:

C1出口负压降低1220Pa,按常规每下降500Pa约节电0.6kwh计,则1220×0.6÷500=1.46kwh;

根据该公司2个月度的抄表核算,吨熟料实际节电为5度。

四、同等NOx排放量(技改前后均按小于50mg/m3控制),吨熟料SNCR脱硝喷氨量:下降约33.3%

五、技改前中控画面

六、技改后中控画面

编辑:戴冬虞

监督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

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