張克興（吉林德全水泥集團汪清有限責任公司，吉林 延吉 郵編133000）

1 前言

該線是由天津水泥設計院設計的日產(chǎn)5000t/d提高型熟料生產(chǎn)線，平均日產(chǎn)達到6069t/d，各項經(jīng)濟技術指標達到設計要求，并超過設計能力。2009年10月份開始利用窯頭、窯尾余熱建設9MW余熱發(fā)電站。2010年4月28日并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)濟效益十分顯著。但是，安裝余熱發(fā)電給工藝系統(tǒng)帶來了不利影響，主要體現(xiàn)以下幾方面：

1.1 對煤粉發(fā)熱量及細度的影響

2010年4月28 日余熱電站并網(wǎng)發(fā)電后，化驗室煤粉分析數(shù)據(jù)顯示，煤灰分由往常的26%-27%上升到29%-32%左右，細度由正常的12%以下上升到16%以上，煤粉的工藝分析見表1。

1.2 原因分析

根據(jù)質(zhì)檢部對煤粉分析及時取樣對比分析，由車間工藝工程師、中控人員、質(zhì)檢部、生產(chǎn)部等部門負責人共同開會研究，經(jīng)過仔細分析和到現(xiàn)場觀察，并對煤粉進行化學分析，判斷是入煤磨熱風管路與進窯頭AQC鍋爐是一個管路所致，因煤磨在窯頭取風。余熱電站投入后，入煤磨管道風量風速大幅增加，有大量的熟料細小顆粒隨熱風從篦冷機上部直接引入到煤磨入口，在現(xiàn)場通過對臨時熱風爐管路開口，直接從立管放出熟料粉，每班可推出3噸左右，這說明，由于大量熟料細小顆粒隨熱風上升管路進入煤磨，因中間沒有沉降室等收塵設備，導致煤粉灰分升高，發(fā)熱量下降及煤粉細度升高。眾所周知，煤粉中的灰分對水泥生產(chǎn)的影響很大，一是作為煤粉中不可燃燒的雜質(zhì)，灰分增加熱值下降，必然導致煤粉熱值波動，使窯系統(tǒng)的熱收入變化，不利于窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定；二是由于生料配料過程中，已按煤的灰分含量對生料成分作了校正，如果灰分波動較大必然使熟料成分難以得到設定的補償?；曳指叩拿悍踫io2的帶入量必然增加，嚴重影響回轉窯的生產(chǎn)和熟料質(zhì)量的穩(wěn)定。

表1 煤粉工業(yè)分析表

1.3 對窯熱工制度及熟料產(chǎn)量、質(zhì)量的影響

1）由于煤粉灰份高，熱值低，細度粗，水分大，由于喂煤量過多，在一、二次風量不變的情況下，窯內(nèi)氧含量明顯不足，導致煤粉在窯內(nèi)不完全燃燒，由于煤粉燃燒性能變差，一方面燃燒速度變慢，未燃盡煤粒落入物料之上，產(chǎn)生還原氣氛；另一方面，加大了煤粉分布不均勻，使火焰局部由于煤粉高產(chǎn)生還原氣氛，熟料產(chǎn)生黃心料，窯內(nèi)頻繁后結圈，影響窯內(nèi)通風；窯尾分解爐喂煤量增加，將導致預熱器框架內(nèi)溫度升高，因而易在縮口、斜坡等部位產(chǎn)生結皮，影響窯內(nèi)通風，窯的熱工制度不穩(wěn)，窯的產(chǎn)量及熟料質(zhì)量下降，窯操作比較困難，回轉窯主機設備電流提高。

2）由于煤灰分不穩(wěn)定，忽高忽低，使煤料很難對口，導致出窯熟料KH值波動較大，f-CaO合格率下降。

3）由于煤的熱值低，易燒性指數(shù)低，發(fā)火遲緩，大量的煤不能在分解爐內(nèi)燃燒完全，使分解爐和最下一級旋風筒出口溫度“倒掛”，不僅會產(chǎn)生局部高溫而黏結，使生料流動性變差，容易在最下一級旋風筒的下錐部形成疏松的層狀堆積物，導致塌料甚至堵塞。在操作中增加了操作難度，頻繁調(diào)整工藝參數(shù)，感覺到電站投入運營后又重新調(diào)整操作方法，力求達到工藝設計指標十分困難，同時，由于增加了頭、尾煤煤粉的用量，增加了煤磨運轉時間，增加了熟料單位煤耗和電耗。

1.4 對設備及耐火材料的影響

1）熱風里熟料粉摻加量的增加，對煤磨熱風管道磨損嚴重，使入磨和出磨熱偶頻繁損壞，增加了成本。

2）煤的熱值下降，導致燒成帶溫的風量有所增加，所以適當降低了高溫風機的負荷以保證風量的匹配。在保證原料磨風量風溫的前提下，盡量增加入SP爐入口閥門的開度，減小旁路閥開度，在原料磨不生產(chǎn)的情況下旁路閥關死，全部打開入SP爐熱風閥，全部供給SP爐發(fā)電。

2）對篦冷機的控制：控制適當增加一、二段料層厚度，適當開大篦下風機閥門開度，努力提高二、三次風溫、風量，盡量關小入窯頭電收塵的熱風量，平衡入煤磨和AQC爐的熱風量。

3）配料中適當提高熟料硅酸率，一般控制在2.6-2.7之間，因為硅酸率適當提高，相應的熟料煅燒溫度高，熟料進入篦冷機熱量高，進AQC爐的熱風量高，從而提高余熱發(fā)電量。 配料指標嚴格控制生料的三率值，煤料要對口，合理控制生料細度，嚴格控制煤粉的細度和水分。穩(wěn)定窯的喂料量，從而穩(wěn)定窯的熱工制度。

4）操作員嚴密監(jiān)視筒體掃描，要根據(jù)煤的熱值、灰份、揮發(fā)份調(diào)整噴煤旋流風量和軸流風量，使火焰活潑有力，長度適宜，掛上的窯皮均勻平整，提高耐火材料的使用壽命。度下降，熟料結粒不好，飛沙料嚴重，沖刷窯皮和耐火磚，減少了窯內(nèi)耐火磚的使用壽命。

表2 煤粉工業(yè)分析表

3）煤磨磨輥和磨盤及噴嘴環(huán)磨損嚴重，影響回轉窯運轉率的提高。

4）噴煤管磨損嚴重，使噴煤管煤風管道磨漏，減少了噴煤管的使用壽命。

5）對煤收塵系統(tǒng)風機葉輪磨損嚴重，造成設備振動和動平衡不穩(wěn)，減少風機使用壽命，增加維修費用，降低回轉窯運轉率。

1.5 解決措施

由于余熱電站AQC鍋爐前部設有一個沉降室，負責收集進AQC鍋爐之前的熟料粉塵，防止因風速過快，造成鍋爐磨損嚴重影響壽命，因此，設計在AQC鍋爐前部，沉降室后部開口安裝熱風管路，引熱風進入煤磨，設計方案出臺后，提前把熱風管路焊接好，并在兩側安裝預埋件，把管路支撐提前做完，把熱風管路直接焊在窯頭收塵管路上，并加裝膨脹蝶閥。

1.6 結果

改造結束后，連續(xù)7天的跟蹤，灰分從34%左右降到30%以下，細度明顯降到12%以下，煤粉發(fā)熱量明顯提高。從中控窯操數(shù)據(jù)可以明顯看出窯頭、窯尾溫度明顯提升，喂煤量回落，煤磨停機時間延長。從窯頭罩看火焰形狀，黑火頭縮短，燃燒速度快，噴煤嘴火焰穩(wěn)定。由于減少用煤和用風，火焰長度明顯縮短，筒體溫度基本均勻沒有高溫熱點，避免了由于用煤過多產(chǎn)生化學不完全燃燒，使火焰成還原性，從而避免了使液相過早出現(xiàn)，頻繁漲后圈，減少了由于熟料粉塵的摻入造成煅燒困難，用煤量大、煤料不對口，使熟料質(zhì)量波動大等因素，由于原因找對，解決問題及時，改造后窯熱工制度比較穩(wěn)定，改造效果比較明顯。見表2。

2 安裝余熱發(fā)電后中控操作如何控制

1）對窯尾風量的調(diào)整：因預熱器的廢氣先經(jīng)過高溫風機再進入增濕塔，所以余熱發(fā)電投入以后，降低了入高溫風機的風溫，相應入高溫風機

3 對窯頭、窯尾熱風參數(shù)的控制及風溫、風壓的控制

一級筒出口溫度：330 ～340℃；出口壓力比投電廠前高500-1000Pa，入高溫風機風溫：由330℃降到了230℃左右，入電收塵溫度降了100℃左右。

3.1 對熟料產(chǎn)量提高的好處和注意事項

3.1.1 好處

1）余熱發(fā)電投入后降低了入窯頭電收塵的溫度，保護了電收塵的極板、極絲。

2）篦下風機的閥門開大，提高了窯的產(chǎn)量，改善了熟料的質(zhì)量。

3）降低了入高溫風機的溫度，增濕塔在窯正常運行時停噴，水泵不用運行，降低了電耗。

4）高溫風機和窯頭排風機相應的降低了負荷，降低了熟料電耗。

3.1.2 注意事項

1）投料、止料的時候窯操作員必須提前和電廠操作員聯(lián)系，方便電廠提前做好解列工作。

2）煤磨和生料磨開停機拉風和停止拉風的時候必須通知電廠操作員。

3）加強系統(tǒng)的密封，盡可能減少漏風。

4）余熱發(fā)電系統(tǒng)投入后，對水泥生產(chǎn)工藝的一些操作參數(shù)產(chǎn)生影響，要作適當調(diào)整，如：窯頭篦冷機的操作，生料磨系統(tǒng)的操作，窯頭窯尾風機，電收塵的操作。同時操作員做好和電廠操作員的協(xié)調(diào)，調(diào)整好各自的操作參數(shù)，只有這樣，才能真正做到窯的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗，余熱發(fā)電系統(tǒng)高效率運行，充分體現(xiàn)節(jié)能降耗，符合國家產(chǎn)業(yè)要求，向國際先進管理水平靠近。

5）生產(chǎn)中也不要只考慮發(fā)電量而影響了噸熟料的煤耗、電耗，窯超、磨操與電站操作緊密配合，努力尋找工藝最佳操作參數(shù)，既提高熟料產(chǎn)量、質(zhì)量，又能進行余熱發(fā)電，達到效益最大化。

[1]周沛.水泥煅燒工藝與設備【M】.武漢：武漢工業(yè)大學出版社，1993.

[2]趙應武 過倫祥 張先成 寧沉浮 程志源 預分解窯水泥生產(chǎn)技術與操作169、177、228頁 中國建材工業(yè)出版社