产业峰会 | 齐砚勇：烧成系统操作方法改进可促进水泥行业绿色发展
3月28日上午，由中国水泥网主办的“第十三届中国水泥产业峰会”顺利召开。西南科技大学副教授 齐砚勇为峰会带来了以《碳减排背景下烧成系统操作方法》为主题的精彩报告。
经理论研究及工程实践的结合，天津水泥工业设计研究院有限公司开发设计了第三代5000 t/d预分解系统，通过该系统在华润水泥（南宁）有限公司的工程实践应用表明该系统的开发是成功的，天津院有限公司的第三代预分解技术是成熟可靠的。......
1、概述
天津水泥工业设计研究院有限公司（以下简称天津院有限公司）在工程实践、试验及理论研究的基础上，通过对已投产的大量5000t/d生产线的预分解系统进行了归纳总结和不断的优化改进，在此基础上开发了新型第三代5000t/d预分解系统，该系统目前已应用于我公司—华润水泥（南宁）有限公司（以下简称华润南宁）1号生产线并于2007年12月26日点火投产运行，该系统投产之日即已实现了达标的要求，通过一段时间的运行表明，该系统的开发是成功的，技术是可靠的。现将天津院有限公司第三代预分解系统在我公司的投产运行状况作一介绍。
2、第三代预分解系统技术方案简介
本文笔者之一曾撰文对第三代预分解系统的技术方案进行了详细介绍[1]，现在此简要归纳介绍如下：
2.1. 预热器
预热器系统开发主要考虑提高其换热效果，降低系统阻力。并使系统布置更为合理。有关措施分别如下：
通过采用结构型式合理的撒料装置（图1），提高物料在风管中的分散度，从而提高换热效果；通过适当提高风管风速（17~19m/s）来提高预热器系统的换热效果同时系统阻力增加很少。
图1 撒料盒结构示意图
理论研究表明[2]，提高旋风筒分离效率可有效提高预热器系统换热效果，通过理论研究及实践的总结，天津院有限公司采用分离效率高、结构型式合理270°大蜗壳型式（图2）的旋风筒，研究显示其分离效率（图3）较高。数值模拟研究CFD计算结果表明，该旋风筒C1分离效率可达94～96%，其它各级～90%，较第二代（分离效率C193～95%，其它～88%）有一定幅度的提高，而预热器系统阻力相当。
图2 旋风筒示意图
图3 旋风筒分离效率
2)通过采用结构合理的二心大蜗壳型旋风筒、合理设计进风口及适当合理的降低筒内气流旋转速度、合理设计内筒直径，适当降低旋风筒出口风速，缩短气流在旋风筒内的无效行程等措施来有效降低预热器系统阻力。
2.2. 分解炉
第三代预分解系统的开发一个主要的思路是提高分解炉对各种煤质的适应性，第三代预分解系统采用的分解炉型式为三喷腾型TTF分解炉，结构示意于图4，其工艺特点如下：
图4 分解炉示意图
三喷腾效应：TTF炉固气停留时间比（tm/tg=4.8）大，炉流场大大优化，物料停留时间长，有利于煤粉的充分燃烧及生料充分分解；喂料方式：上下料点合理分料，分解炉中部局部温度可达～1300℃，可大幅提高煤粉燃烧效果，高温区间设计～1.5s，可保证劣质煤及无烟煤的充分燃烧；物料置于三次风正上方，可充分分散，分解炉物料分布均匀，流场更合理，同时可减少锥部塌料，分解炉的压损可大幅减少，系统阻力相应降低；喂煤方式：单通道对称四点喷入，优化分解炉温度场。
3、第三代预分解系统的运行状况
华润水泥（南宁）有限公司是华润水泥控股公司旗下的一个水泥生产基地，地处广西南宁市西乡塘区双定镇，该基地计划建设两条日产5000吨水泥熟料的新型干法水泥熟料生产线，现一期工程于2007年12月26日点火投产，二期工程正在施工建设。华润南宁公司一期工程烧成系统（配置见表1）为天津院有限公司开发设计，该系统窑尾采用天津院新开发的第三代预分解系统，生产线于2007年12月31日投料，当日即生产合格熟料，2008年1月4日凌晨6：00开始达标考核，2008年1月7日凌晨实现了设计达标（回转窑72h平均产量为5183t），达标后系统一直在较高产量下稳定运行，天津院有限公司曾派人对该厂的生产操作进行技术指导，并对生产运行参数进行现场测试以为实际操作运行提供依据，从而进一步提升系统运行质量，现将生产运行情况介绍如下：
表1 烧成系统配置表
第三代预分解系统投产运行后，天津院有限公司技术人员对现场运行参数进行了实际检测，在投料量为360t/h（本生产线窑灰完全入窑，按料耗比1.56 kg生料/kg熟料考虑，产量在5538t/d），烧成系统主要运行参数实测见表2，典型操作画面见图5。
表2a 预分解系统操作参数测定结果
表2b 预分解系统气体分析结果
从实测结果及操作分析，本预分解系统在煅烧挥发分Vad为6~8%，热值为20000~22000kJ的无烟煤时能达到很好的运行效果，生产期间，分解炉及烟室几乎没有结皮情况发生。从气体分析结果可知，本系统拉风稍偏大，如控制预热器出口O2含量在1~3%的话，则预热器出口温度及压力还会更低。
4、小结
通过华润水泥（南宁）有限公司1号生产线的稳定投产运行证明天津院有限公司开发的第三代预分解系统是成功的，从其运行指标及运行可靠性分析，其技术是成熟可靠的，相信通过华润南宁公司一段时间的运行之后，工厂会进一步掌握系统特点，在该基地2号生产线上，第三代预分解系统会发挥其更好的技术特点，从而对降低系统热耗及电耗十分有利，对于整个系统的节能减排将会发挥其应有的作用。
参考资料
[1]：陶从喜等. “第三代5500 t/d预分解系统的研究开发及应用” 水泥技术 2007，3
[2]：徐德龙. “水泥悬浮预热分解技术理论与实践” 科学技术文献出版社
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