改造窯尾進(jìn)料煙室增加熟料產(chǎn)能

瑞士CemCon公司是專門從事水泥、礦物和環(huán)保行業(yè)的公司，該公司對早期投產(chǎn)的最下一級預(yù)熱器下料管道從兩側(cè)入窯尾進(jìn)料煙室改為從后部進(jìn)入，提高了產(chǎn)量。

1 窯尾進(jìn)料煙室

回轉(zhuǎn)窯是水平傾斜布置，而預(yù)熱器是垂直布置，為使窯內(nèi)熱煙氣進(jìn)入預(yù)熱器和預(yù)熱器內(nèi)熱物料入窯，中間設(shè)置了窯尾進(jìn)料煙室。窯尾熱煙氣水平進(jìn)入進(jìn)料煙室，然后垂直進(jìn)入上升煙道入預(yù)熱器，而預(yù)熱器的熱物料，經(jīng)進(jìn)料煙室入窯。在進(jìn)料煙室內(nèi)熱物料與熱煙氣混合，而熱煙氣水平進(jìn)入垂直向上引起旋流產(chǎn)生壓降，此外旋流產(chǎn)生的渦旋易造成熱物料結(jié)皮堵塞，進(jìn)一步增大阻力損失而影響生產(chǎn)，減少產(chǎn)量。

圖1 窯尾進(jìn)料煙氣

圖2 進(jìn)料煙室數(shù)值模擬

圖3 窯尾煙室側(cè)邊進(jìn)料改為后部進(jìn)料

2 含塵煙氣旋流的數(shù)值模擬

窯尾進(jìn)料煙室靜態(tài)計(jì)算的含料粉的煙氣速度為9～10.5m/s，而生產(chǎn)過程中，窯產(chǎn)量增加，耗煤量增多，相應(yīng)增大煙氣量而使煙氣速度增至12～13m/s（靜態(tài)）。由于該部位煙氣旋流，且煙氣進(jìn)入上升煙道受到矩形所形成的切線旋流影響，造成煙氣在進(jìn)料煙室內(nèi)各部位的速度變化較大，對生產(chǎn)影響也較大。為了解煙室內(nèi)煙氣旋流風(fēng)速情況，進(jìn)行了數(shù)值模擬（圖2）。由圖所示，熱煙氣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)和上升煙道上部流速均勻，而在進(jìn)料煙室內(nèi)，生成渦流，最大風(fēng)速可達(dá)28m/s，而最低速度位于進(jìn)料室后的下部，低于10m/s。在煙氣速度低的部位，煙氣對料粉產(chǎn)生旋流影響低，一方面減少了阻力損失，另一方面減少了該部位結(jié)皮堵塞。這是熱料進(jìn)入進(jìn)料煙室最為合適的部位，也是熟料側(cè)邊進(jìn)入改為后墻下部進(jìn)入煙室的改造依據(jù)。

3 改造實(shí)例

通過計(jì)算模擬，對兩臺(tái)熱料側(cè)邊入進(jìn)料煙室的預(yù)熱器窯進(jìn)行技術(shù)改造，兩臺(tái)窯的改造情況如下：

A窯為單系列5級預(yù)熱器，最大產(chǎn)量3100t/d，在歐洲。

B窯為雙系列5級預(yù)熱器，最大產(chǎn)量5800t/d，在印度。

通過改造，A窯產(chǎn)量增加80t/d，增至3180t/d，增長率為2.58%，年熟料產(chǎn)量增加25600t。B窯產(chǎn)量增加120t/d，增至5920t/d，增長率為2.06%，年熟料產(chǎn)量增加38400t。兩臺(tái)窯的預(yù)熱器風(fēng)機(jī)均在最大轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，壓力損失保持不變。

兩臺(tái)窯已保持最大產(chǎn)量運(yùn)轉(zhuǎn)多年，其他裝備未作任何改變，因而認(rèn)為只是由于熱料管路變化而帶來的產(chǎn)量變化。在改造中，對熟料管上雙板閥位置作了調(diào)整。

3 結(jié)語

窯尾進(jìn)料煙室所產(chǎn)生的旋流在一定程度上造成壓損增大，熱料在此部位易結(jié)皮堵塞，影響生產(chǎn)，若適當(dāng)擴(kuò)大進(jìn)料煙室尺寸，降低該部位高溫?zé)煔怙L(fēng)速，減少旋流，必將有利于生產(chǎn)，提高產(chǎn)量。

通過技術(shù)改造，將熟料從進(jìn)料煙室側(cè)面改至從后面進(jìn)料，將提高原產(chǎn)量的2%～2.6%。上述改進(jìn)，只要預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度，梁柱、樓板、支架尺寸適合改造，均可進(jìn)行，并取得效果。

陳友德編譯自

No.3/2014

World Cement