水泥网独家：齐砚勇支招！如何通过窑和分解炉改造降低企业生产成本？
水泥 中国水泥网信息中心 2024-09-18
在窑和分解炉的操作过程中，哪些关键技术或措施对于提升能效、降低碳排放最具潜力？在降低水泥企业成本、降低碳排放方面，回转窑、分解炉还可以做哪些优化改造？近日中国水泥网就这些问题咨询了西南科技大学副教授齐砚勇。
针对预分解窑烧成系统节能，齐砚勇提出提高热效率与提高篦冷机换热效率两条路径。
1、提高分解炉分解、回转窑煅烧热效率途径
预分解窑系统存在两个耗能区域。其一，为分解炉碳酸盐分解，分解炉出口温度一般在900℃以下，传热方式为气固对流方式进行。由于生料粒度只有几十个微米，传热非常迅速，几乎瞬间完成。碳酸盐的分解也仅需几秒钟。提高效率的关键是生料的分散状态、煤粉的燃烧。其二，为回转窑生料的高温煅烧，认为煅烧最高温度约1450℃。传热方式以辐射换热为主（占总换热量80%）。辐射换热能力与火焰温度的四次方成正比，提高回转窑火焰温度是烧成系统最大的节能点。
（1） 分解炉
目前国内绝大多水泥生产线所用石灰石，分解温度在860℃（差热分析测定）左右，但分解炉出口温度控制在880℃的企业很多。控制这么高的温度，碳酸盐分解仅93%左右。原因在于生料入炉分散不良、煤粉燃烧慢、生料在分解炉中出现600微米结团“灰花”、甚至分解炉微塌料，导致实际分解率偏低、波动大。
分解炉高效运行，主要在于料在炉中分散状态、煤粉不能与料流冲撞，主要在设计。但需运行中检查烟室缩口、分解炉锥部是否有“黑影”。
（2） 回转窑
回转窑效率的提高在火焰温度的提高，需要密切关注的是回转窑过剩空气系数的控制。这是煤粉快速燃烧的最重大的参数！
操作控制上，(1)煤粉细度应控制在80微米筛余<2.0%； (2)窑内过剩空气系数应足够，烟室氧含量应控制在>3%；(3)适当加大旋流风量、降低轴流风量，缩短火焰长度、提高火焰温度。
2、提高篦冷机换热效率
篦冷机热交换效率偏低，特别是高温风（二、三次风）热回收率低，普遍低于65%。二三次风+AQC回收热普遍低于80%。冷却用风量普遍在1.6nm3/kg.cl左右。风短路是高温热回收率低的最主要原因。横断面物料通风阻力存在绝对的不均匀，导致冷却风量高、换热效率低。操作控制上：
（1）阻力低（大颗粒多）应减小鼓风量，阻力高（细颗粒多）区域，应降低鼓风量
（2）通过调整料层厚度，降低高阻力区料层厚度，增加细料侧通风量，避免红河及结大块。
（3）由于颗粒物料流动的复杂性，降低风短路，存在两种截然不同的操作。如果加快篦床推动速度，阻力高区域料层厚度不能降低，出现风短路加剧，热交换效率反而降低。只能采取降低篦速、堆厚料层，增加低阻力区料层阻力方法，达到通风均匀。
篦冷机余热发电AQC锅炉抽走废气温度小于450℃。每吨熟料抽走11-15kg标煤热量。若将450℃低温风转变为1100℃高温风，整个烧成煤耗应有6-8kg标煤的降低空间。
在优化改造方面，齐砚勇指出三点：
1、分解炉生料下料点、喂煤点优化
分解炉煤粉燃烧温度低、过剩空气系数低，如果煤粉进入分解炉被生料细粉包裹，出现煤粉燃烧慢、co浓度高，碳酸盐分解率低，导致一级筒出口温度高热损失大。分解炉高效运行，需生料分散好、不塌料，煤粉流不能与生料流冲撞，保证煤粉在低氧环境下充分燃烧。
采用计算流体软件，优化下料点与喂煤点位置。
（1）保证生料分散好，不塌料
（2）保证煤粉不与生料流碰撞
2、采用回转窑富氧燃烧，全氧燃烧
如果能将烧成带温度从现在的1600℃左右，提高到1900~2000℃，则火焰辐射能力将提高1.8~2.1倍，将大幅度降低煤耗、改善熟料质量、扩大原料来源。
3、篦冷机布料、风量调节
高效布料、调风装置及智能化的控制风量软件。将篦冷机冷却用风量降低到1.2nm3/kg.cl。将高温热回收率提高到75%，也将大幅度降低烧成煤耗、电耗。
水泥行业减碳潜力巨大，加快转型升级，迈入绿色低碳高质量发展阶段，有效实行节能减排，可谓任重道远。
如何提升烧成系统能效？通过哪些路径节能降耗？中国水泥网将于10月24-25日在芜湖海螺国际大酒店举办“2024中国水泥双碳大会暨第十二届节能环保技术交流大会”。此次大会将聚焦水泥行业低碳发展与绿色升级的核心议题，探讨能效提升与节能降碳技术的应用，以及水泥行业如何利用碳交易机制，促进自身低碳转型。会上，齐砚勇将围绕烧成系统能效提升与降耗技术实例展开精彩演讲，赶快报名吧！
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