水泥网独家:齐砚勇支招!如何通过窑和分解炉改造降低企业生产成本?

中国水泥网信息中心 · 2024-09-18 10:35

在窑和分解炉的操作过程中,哪些关键技术或措施对于提升能效、降低碳排放最具潜力?在降低水泥企业成本、降低碳排放方面,回转窑、分解炉还可以做哪些优化改造?近日中国水泥网就这些问题咨询了西南科技大学副教授齐砚勇。

针对预分解窑烧成系统节能,齐砚勇提出提高热效率与提高篦冷机换热效率两条路径。

1、提高分解炉分解、回转窑煅烧热效率途径

预分解窑系统存在两个耗能区域。其一,为分解炉碳酸盐分解,分解炉出口温度一般在900℃以下,传热方式为气固对流方式进行。由于生料粒度只有几十个微米,传热非常迅速,几乎瞬间完成。碳酸盐的分解也仅需几秒钟。提高效率的关键是生料的分散状态、煤粉的燃烧。其二,为回转窑生料的高温煅烧,认为煅烧最高温度约1450℃。传热方式以辐射换热为主(占总换热量80%)。辐射换热能力与火焰温度的四次方成正比,提高回转窑火焰温度是烧成系统最大的节能点。

(1) 分解炉

目前国内绝大多水泥生产线所用石灰石,分解温度在860℃(差热分析测定)左右,但分解炉出口温度控制在880℃的企业很多。控制这么高的温度,碳酸盐分解仅93%左右。原因在于生料入炉分散不良、煤粉燃烧慢、生料在分解炉中出现600微米结团“灰花”、甚至分解炉微塌料,导致实际分解率偏低、波动大。

分解炉高效运行,主要在于料在炉中分散状态、煤粉不能与料流冲撞,主要在设计。但需运行中检查烟室缩口、分解炉锥部是否有“黑影”。

(2) 回转窑

回转窑效率的提高在火焰温度的提高,需要密切关注的是回转窑过剩空气系数的控制。这是煤粉快速燃烧的最重大的参数!

操作控制上,(1)煤粉细度应控制在80微米筛余<2.0%; (2)窑内过剩空气系数应足够,烟室氧含量应控制在>3%;(3)适当加大旋流风量、降低轴流风量,缩短火焰长度、提高火焰温度。

2、提高篦冷机换热效率

篦冷机热交换效率偏低,特别是高温风(二、三次风)热回收率低,普遍低于65%。二三次风+AQC回收热普遍低于80%。冷却用风量普遍在1.6nm3/kg.cl左右。风短路是高温热回收率低的最主要原因。横断面物料通风阻力存在绝对的不均匀,导致冷却风量高、换热效率低。操作控制上:

(1)阻力低(大颗粒多)应减小鼓风量,阻力高(细颗粒多)区域,应降低鼓风量

(2)通过调整料层厚度,降低高阻力区料层厚度,增加细料侧通风量,避免红河及结大块。

(3)由于颗粒物料流动的复杂性,降低风短路,存在两种截然不同的操作。如果加快篦床推动速度,阻力高区域料层厚度不能降低,出现风短路加剧,热交换效率反而降低。只能采取降低篦速、堆厚料层,增加低阻力区料层阻力方法,达到通风均匀。

篦冷机余热发电AQC锅炉抽走废气温度小于450℃。每吨熟料抽走11-15kg标煤热量。若将450℃低温风转变为1100℃高温风,整个烧成煤耗应有6-8kg标煤的降低空间。

在优化改造方面,齐砚勇指出三点:

1、分解炉生料下料点、喂煤点优化

分解炉煤粉燃烧温度低、过剩空气系数低,如果煤粉进入分解炉被生料细粉包裹,出现煤粉燃烧慢、co浓度高,碳酸盐分解率低,导致一级筒出口温度高热损失大。分解炉高效运行,需生料分散好、不塌料,煤粉流不能与生料流冲撞,保证煤粉在低氧环境下充分燃烧。

 采用计算流体软件,优化下料点与喂煤点位置。

(1)保证生料分散好,不塌料

(2)保证煤粉不与生料流碰撞

2、采用回转窑富氧燃烧,全氧燃烧

如果能将烧成带温度从现在的1600℃左右,提高到1900~2000℃,则火焰辐射能力将提高1.8~2.1倍,将大幅度降低煤耗、改善熟料质量、扩大原料来源。

3、篦冷机布料、风量调节

高效布料、调风装置及智能化的控制风量软件。将篦冷机冷却用风量降低到1.2nm3/kg.cl。将高温热回收率提高到75%,也将大幅度降低烧成煤耗、电耗。

水泥行业减碳潜力巨大,加快转型升级,迈入绿色低碳高质量发展阶段,有效实行节能减排,可谓任重道远。

如何提升烧成系统能效?通过哪些路径节能降耗?中国水泥网将于10月24-25日在芜湖海螺国际大酒店举办“2024中国水泥双碳大会暨第十二届节能环保技术交流大会”。此次大会将聚焦水泥行业低碳发展与绿色升级的核心议题,探讨能效提升与节能降碳技术的应用,以及水泥行业如何利用碳交易机制,促进自身低碳转型。会上,齐砚勇将围绕烧成系统能效提升与降耗技术实例展开精彩演讲,赶快报名吧!

编辑:戴冬虞

监督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

凡注明来源水泥网的文字、图片、音视频稿件,未经授权,不得转载,违者将依法追究责任。联系电话:0571-85871513,邮箱:news@ccement.com。(转载说明
2024-10-14 16:47:15