我厂腰风装置的改造及效果

水泥 2000-12-05

气力输送广泛应用于水泥

　　0 前言
　　我厂#3机立窑(主要技术参数见表1)生产线1988年建成投产后，其腰风管路调偏火装置，一直采用人工控制的方式进行操作，基本满足生产要求，对立窑烧成制度起到了较好的作用。
表1 # 3窑主要技术参数
窑型  2.84m×10m盘塔式
上扩大口
高度/m 　　1.5
角度/° 　　15
设计产量/(t·h-1) 8.5～9.5
设计运转率/% 90
熟料率值
　　　KH 0.88±0.02
　　　SM 1.2±0.1
　　　IM 1.8～2.0
卸料装置转速/(r·h-1) 0.9～9
电机功率/kW 18.5
鼓风方式底风+腰风
注：鼓风机为罗茨风机
　　随着使用年限的增加、设备陈旧，窑系统操作及该腰风装置逐渐暴露出不少问题，主要有：
　(1)偏火方位和偏火程度的判断受制于操作工的经验和精神状态，因此经常出现判断不准或失误现象。
　(2)人工手调腰风阀，时间上存在着滞后性，且开度不易控制，有时出现超调现象，造成一种恶性循环。
　(3)为便于操作工判断“底火”和“偏火”，操作中使窑面覆盖的湿料层较薄，不能完全实现浅暗火或深暗火连续操作。
　(4)不能实现闭门操作，底火上移，热耗增加。
　(5)窑面扬尘较多，污染严重。又因无安全报警装置，喷窑、架窑现象时有发生，生产不安全。
　从1993年开始，操作工普遍反映窑况不好控制，经常出现粘边，呲火、漏生现象，熟料f-CaO合格率偏低，平均标号不高，产量低于9 t/h；煤耗较高，生料配煤在13.5%～14%，
人工控制的调偏火腰风管路，已不能充分有效发挥作用。鉴于上述原因，我们将腰风装置改造成组合腰风装置，并改人工控制为微机控制，取得了较好的技改效果。
　　1 技改措施
　　在充分利用原有腰风管路的基础上，沿窑筒体中部环周安装一排(8个)中心腰风风嘴组成组合腰风装置，并用微机对上层的调偏火风阀进行实时调节。微机系统以APPLEⅡ为核心，外围设备为检测、变送和转换、执行机构等部分，其中检测部分包括窑壁温度、烟气温度、熟料温度、风压、风量、窑面料位和生料流量等检测单元；变送和转换部分主要有温度变送器、压力变送器、差压变送器和电流电压相互转换元件；执行机构是电动调节阀和电磁调速电机，分别对腰风底火和卸料速度实施调节。微机系统工作原理见附图。
附图微机系统工作原理
　　系统检测仪器和调节设备采取如下布置：
　(1)在预热带下部及冷却带的上部窑壁上均布安装一排(每排4支)特制的热电偶。
　(2)在冷却带的下排热电偶下方间隔处安装一排(8个)100 mm调偏火腰风嘴，分别由4台电动蝶阀控制入窑风量。在窑筒体中部安装一排中心腰风嘴，由1台电动蝶阀来控制。
　(3)由窑主风管引出的支风管分别至中心腰风和调偏火腰风部位呈环形管道(200 mm)，与电动蝶阀和各腰风喷嘴相接。
　(4)料面设有料位检测仪表，并换用可调速(直流电机)的卸料装置。
　(5)在窑烟囱上安装烟气温度检测热电偶。
　(6)安装布料位置指示器，在CRT上显示重点加料位置。
　(7)在料封管上端利用α-射线料位控制器自动控制卸料，并在料封管中部安装特制的L型熟料温度热电偶。
　　2 效果和经济效益
　　现以列表方式简要介绍组合腰风使用前、使用初期(窑未使用全风)和使用后期(窑使用全风)#3窑有关生产数据。
表2 组合腰风使用前后熟料全分析之比较
时间化学成分/% 率值矿物组成/%
烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KH KH-SM IM C3S C2S C3A C4AF f-CaO
使用前
0.91 19.72 5.94 4.72 62 72 4.0 2.0 93.0 89 1.83 1.26 48.64 19.728.01 15.64 2.4
使用初期
0.82 19.76 5.87 4.89 63.34 3.71 0.93 0.89 1.83 1.20 50.12 18.71 7.12 14.92 2.1
使用后期
0.88 20.01 5.52 4.96 62.84 3.52 0.93 0.89 1.83 1.08 51.26 19.01 7.72 15.71 1.8
　表3 使用组合腰风前后熟料强度之对比
　时间抗压强度/MPa 抗折强度/MPa
　　　　　3d 　28d　　 3d　　 28d
使用前(平均值) 31.7 54.8 5.4 8.2
使用后(平均值) 32.4 59.8 6.7 8.9
表4 使用组合腰风前后熟料产量及电耗之比较
时间产量(平均)/(t·h-1) 电耗/(kWh·t-1) 窑放风情况
使用前　 8.8 23.6 25%以上
使用初期 10.2 21.2 15%以上
使用后期 11.6 20.8 10%左右
　表5 使用组合腰风前后窑面废气成分之比较 %
　　位置时间 CO2 O2 CO N2 α
边部使用前 20.4 3.8 8.6 68.5 1.01
使用后 26.2 6.1 7.3 59.8 1.16
二肋使用前 22.0 2.3 11.2 64.5 0.84
使用后 21.1 5.2 6.6 67.1 1.12
中心使用前 18.3 1.6 17.0 63.4 0.71
使用后 20.2 4.5 7.4 67.9 1.05
　　实践表明，应用微机对#3窑组合腰风加以控制后，中心腰风有效地加强了窑内通风，且风量分布均匀，窑面中心部位CO含量由原来的17.0%降至7.4%，O.2的含量由1.6%提高
至4.5%。空气过剩系数由原来的0.71提高至1.05，从而使窑内的煅烧由还原气氛变为氧化气氛。由于料球内无烟煤得到比较充分的燃烧，烧成煤耗下降，生料配煤由原来的13.5%
～14%降至12.0%～12.5%。使用组合腰风后，相对降低了入窑底风的风量，从而显著地降低了窑内流体的阻力。罗茨风机的电流亦由260A降至232A，同时组合腰风对窑内的熟料进行速冷，减少了α-C2S转化为r-C2S，且熟料易磨性好，提高了熟料的质量。熟料28d强度平均大于58MPa，出窑熟料的温度及f-CaO含量明显降低，组合腰风有效地提高了窑的煅烧能力，使窑的单位截面积的生产能力由1 400 kg/m2·h～1 600 kg/m2·h提高到1800 kg/m2·h～2 000 kg/m2·h，年增产水泥2.5万t，增加效益52万元，年节电25万kW·h，减支12.5万元。生料配煤由原来的平均13.6%降至12.5%，年节煤1 580 t，减支35万元。以上三项合计可使工厂增效99.5万元。此外组合腰风使窑内底火基本控制在喇叭口上下200 mm～
250 mm，偏火现象得到有效控制。实现了闭窑暗火或深暗火连续操作，大大减少了棚窑、架窑、喷窑等恶性事故的发生，有效地提高了窑的运转率。总之运用微机对组合腰风实施控制
，具有节电、节煤、优质、高产和生产文明的综合效果。