一万吨预分解窑系统的热工分析

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1、10000t/d预分解窑系统的热工分析南京工业大学材料科学与工程学院徐州中联水泥有限公司徐州中联水泥有限公司10000t/d生产线于2004年10月投产，由天津水泥工业设计研究院有限公司设计，是国内投入生产的第三条万吨生产线。该生产线于2007年11月开工建设了由海螺川崎总包的16MW纯低温余热发电工程。其烧成系统采用DOPOL双系列五级旋风预热器、在线型MSC管道式分解炉和HE101845R/1845R型篦式冷却机，窑规格为Ф5.8m/Ф6.0m/Ф6.4m×90m。系统自2004年投产以来，曾出现窑尾结皮堵塞以及冷却机“红河”等问题。

2、为了对该生产线烧成系统进行全面客观的评价，分析系统设计、运行和操作中存在的问题，优化操作参数，进一步挖掘潜力，2009年4月南京工业大学材料科学与工程学院与徐州中联水泥有限公司合作，对该生产线烧成系统进行了一次热工检测。1热工检测主要参数在热工检测期间，该系统生产比较稳定，预分解窑系统流程见图1。根据JC/T733-2007《水泥回转窑热平衡测定方法》以及JC/T730-2007《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》的规定进行了热工检测和测定结果计算。为系统地分析预热器和分解炉的工作状况，检测中增加了C2出口及分解炉出口的生料分解

3、率。主要检测结果见表1~表6。表1物料化学成分及率值项目化学成分/%率值LSAFCMK2ONa2OSO3∑LSFSMIM生料35.813.042.792.2342.801.860.530.02199.07103.742.701.25熟料0.1421.775.473.5264.452.240.940.0520.3198.8992.392.451.54表2煤粉工业分析Mad/%Aad/%Vad/%FCad/%Qnet,ar/kJ/kg1.6925.6526.3746.2921700表3窑尾系统主要部位气体成分测点气体成分/%过剩空气系数αCO

4、2O2CON2窑尾烟室10.40.81.287.61.009分解炉出口19.02.00.378.71.097C1出口33.61.60.264.61.096C5出口33.43.2063.41.234表4主要部位气体量、温度及压力项目三次风二次风冷却机排出气体预热器出口废气入冷却机空气标况下气体量/(m3/h)18489410811980654620298922532温度/℃778113812032020压力/Pa-274-184-5300表5主要支出热量项目熟料形成热预热器出口废气显热冷却机排出空气显热系统表面散热损失出冷却机熟料显热支出热

5、量/kJ/kg1747.15692.17437.59211.88111.41所占百分比/%54.6021.6313.676.623.48表6预热器及分解炉出口温度及压力项目C5出口汇总风管C4出口C3出口C2出口C1出口炉出口炉中部窑尾ABABABABAB温度/℃3113304664876126346927157267598598401234压力/Pa-5270-5330-4280-4360-3390-3540-2730-2850-2180-2210-1520-870-680物料表观分解率/%13.1814.2794.0494.5189.

6、7170.771结果分析1.1熟料产量标定期间生料投料量为16680t/d，熟料产量为10393t/d，超产近4%。1.2熟料单位热耗测定期间发现窑头及分解炉的煤粉计量设备误差较大，校正前中控显示窑头、窑尾喂煤量分别为23t/h和25t/h，进行校正后，窑头实际喂煤量为24.61t/h，分解炉实际喂煤量为36t/h，窑、炉用煤量比例为40.6:59.4，单位熟料热耗为3038kJ/kg。影响熟料烧成热耗的主要因素有C5出口废气、冷却机排出气体、出冷却机熟料带走的热量和设备表面散热等。C5出口废气、冷却机排出气体带走的热损失由风量和温度决定

7、（见表4），风量愈大、风温愈高，带走的热量愈大。由表5可知，该生产线C5出口废气带走热量、冷却机排出气体带走热量、表面散热和出冷却机熟料带走热量共占总支出热量的45.40%，与国内其他带余热发电系统的生产厂家数据接近（如淮海中联5000t/d生产线为45.50%，同力2#2500t/d生产线为46.12%）。1.3预热器预热器出口气体温度差可间接反映该级预热器的气固换热情况。由表6可见，预热器温度分别没有倒挂现象，但是C1进出口气体温度差偏大。主要原因是C1下料管的翻板阀失灵，存在内漏风现象，使得C1的分离效率降低，生料不能及时地被分离下

8、来，在C1中重复换热，从而导致C1进出口气体温度差偏大，因此在生产中要定期检查各部位运行情况，发现问题要及时处理，避免影响生产。由表6可知，C1~C5的压力损失都不高，分别为675Pa、595