台泥(重庆)水泥公司(以下简称重庆公司)一期5 000 t/d生产线熟料冷却机采用成都建筑材料工业设计研究院有限公司(以下简称成都院)的S-cooler第四代篦式冷却机。该冷却机具有如下优点:
(1)篦床布置使整机高度降低,更利于工艺设计的布置优化,且大幅度降低土建投资费用;
(2)篦床完全固定,熟料冷却和输送功能分离,彻底消除了篦床往复运动引起的磨损、漏料等问题,且不再需要储灰装置和漏料输送设备,使篦冷机具有更高的运转率,同时降低了设备的成本;
(3)完全模块化设计,整个篦冷机是作为一个模块化系统进行制造,由进口阶梯模块和标准模块组成,便于输送和安装,对基础和空间要求很少,备品备件较少,降低了备品备件的库存成本;
(4)模块化结构,可以实现在线检修,使冷却机的运转率更高。这些优点取决于其独特的结构:采用模块化设计,熟料冷却和输送功能分离,独特的SCD摆扫式熟料输送装置,低阻力无漏料固定篦板,自动调节篦板供风的流量控制阀等[1]。
重庆公司一期5 000 t/d采用的S-cooler第四代篦冷机是分8个风室,9台风机,总标况风量是507 372 Nm3/h,总风机装机功率是1 367 kW。若采用第三代篦冷机则要16台风机,总标况风量是585 827 Nm3/h,总风机装机功率是1 854 kW。使用第四代篦冷机降低了装机功率和设备成本。
虽然S-cooler第四代篦冷机优点很多,但在试运行期间,出篦冷机熟料温度偏高,尤其在夏季,最高达到250 ℃。为了解决这些问题,新台泥本部、重庆公司、成都院进行了详细的研讨并实施了改造措施,效果明显。
1 热标标定
为了对一线的设备运行及相应的工艺运行状况进行全面客观的评价,分析系统运行中可能存在的问题和不足,总结设计和操作经验,优化生产工艺参数,进一步节能降耗,重庆公司与南京工业大学硅酸盐工程研究所合作于2011年6月24日~26日对该生产线烧成系统进行了一次全面的热工标定,标定的部分数据见表1、表2。从表1、表2可知,出篦冷机的熟料温度偏高,窑头排风机的实际运行赫兹数较低,风量明显偏小,除篦冷机1室、2室和8室等4台风机运行压力、风量正常外,其他各室共5台风机已达到甚至超过设计压力,实际风量明显小于其设计风量。
2 存在的主要工艺问题
2.1 冷却机风机风压选择偏小
从表1、表2可以看出,三室~七室风机出口运行风压已达到甚至超过其设计的额定风压,其运行风量比设计值偏低较多,而一、二、八室实际压力未达到设计值时,实际风量与设计风量较为吻合。同时我们对七室风机进行超频实验时,从结果看当该风机转速提高10%后,其风机电流明显上升,实际风量大幅度提高。故该系统的三~七室风机压头明显偏小。
2.2 篦冷机配置的风量偏小
S-cooler篦冷机装机工况风量是544542 m3/h,标况风量是507 372Nm3/h,单位有效冷却面积配置的标况风量约3775 Nm3/h·m2;而天津院的第四代篦冷机(辽宁一线5 000 t/d)的总标况风量是532234 Nm3/h,单位有效冷却面积配置的标况风量约4010 Nm3/h·m2;成都院第三代(HNHL公司5000t/d)总标况风量是585827Nm3/h,单位有效冷却面积配置的标况风量约4403 Nm3/h·m2。其标况风量比天津院的第四代篦冷机要少24862Nm3/h,比成都院第三代要少78455 Nm3/h。
3 技改措施
鉴于以上情况,为了优化篦冷机的配风,使风室的配风更合理,以提高篦冷机冷却效率和热回收效率,降低出篦冷机的熟料温度,对重庆公司的第四代篦冷机风机的配风进行了如下调整:
(1)重庆公司一线:在风量缺额较大的三、四室增加一台风机,风量是40000 m3/h,风压是8000Pa,同时向三、四室供风,并设调整挡板,风机采取变频调速控制。
(2)重庆公司二线:一室的风机不变,二室风压增加1000Pa,三、四室风压增加1500Pa,五、六室风压增加2000Pa,七、八室风压增加2500Pa,二至八室风机采取变频调速控制。
4 改造效果
经过篦冷机配风的优化及精细化管理,二次风温、三次风温有所提高,出篦冷机的熟料温度下降约90 ℃,熟料台产增加约16 t/h,吨熟料发电量提高约3 kW?h/t,吨熟料烧成标准耗煤(kg/t)降低约3 kg/t,标准煤耗达到同类型生产线的国内先进水平,具体见表3。
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