顏新傳 劉繼斌

葛洲壩集團水泥公司，湖北 荊門 448000

煤粉計量輸送系統(tǒng)的優(yōu)化及節(jié)能效果分析

顏新傳 劉繼斌

葛洲壩集團水泥公司，湖北 荊門 448000

5 000 t/d熟料生產線煤粉計量輸送系統(tǒng)優(yōu)化前，風機、電機和送煤管道設計富余量偏大，電耗偏高；料氣比偏小，風量配置不合理，入窯爐冷風量偏大，熱耗高；燃燒器、風機、送煤管道系統(tǒng)工藝不匹配，窯尾輸送管道內徑偏大，煤粉易沉積，煤粉輸送不穩(wěn)定，系統(tǒng)溫度波動大。經(jīng)優(yōu)化后，窯系統(tǒng)每年少用煤近4 000 t，節(jié)電近100萬kWh。

煤粉 計量 輸送 設計 能耗

0 引言

煤粉計量和輸送設備連續(xù)穩(wěn)定運行，是穩(wěn)定窯熱工制度、提高產量、降低煤耗、保證連續(xù)穩(wěn)定運行的關鍵因素之一。比較我公司5 000 t/d熟料生產線煤粉計量輸送系統(tǒng)的實際運行參數(shù)和設計參數(shù)，發(fā)現(xiàn)原設計存在很大的節(jié)能技改空間。在更換燃燒器、改變系統(tǒng)配置后，窯系統(tǒng)每年少用煤近4 000 t，節(jié)電近100萬kWh。本文就該系統(tǒng)的優(yōu)化措施及效果進行分析。

1 工藝參數(shù)和設備

該生產線設計熟料熱耗3 011 kJ/kg，燒成燃煤熱值Qnet.ar=20 900～23 000 kJ/kg。煤粉制備系統(tǒng)布置在窯頭，利用篦冷機熱風烘干，煤粉倉至窯頭燃燒器輸送距離為：水平60 m，高度8 m，彎頭5個；煤粉倉至分解爐燃燒器輸送距離：水平84 m，高度16 m，彎頭6個。據(jù)此計算煤粉計量和輸送系統(tǒng)主要設備參數(shù)如表1所示。

實際煤粉輸送、燃燒系統(tǒng)配置情況如表2所示。

窯頭送煤管道：Ф245 mm×8 mm；窯尾送煤管道：主管道Ф351 mm×8 mm，分支管道一Ф245 mm ×8 mm，分支管道二Ф245 mm×8 mm。

燃燒器：窯頭：SR2-15Y/F四通道煤粉燃燒器；窯尾：兩根單通道管式燃燒器。

2 系統(tǒng)存在的問題

表1 煤粉計量和輸送系統(tǒng)主要設備參數(shù)

表2 實際煤粉輸送和燃燒系統(tǒng)配置情況

比較表1、表2，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)存在以下問題：

（1）風機、電機和送煤管道設計富余量偏大，電耗偏高。

（2）料氣比偏小，風量配置不合理，入窯爐冷風量偏大，熱耗高。

（3）燃燒器、風機、送煤管道系統(tǒng)工藝不匹配，窯尾輸送管道內徑偏大，煤粉易沉積，煤粉輸送不穩(wěn)定，系統(tǒng)溫度波動大。

3 改造后煤粉燃燒器及系統(tǒng)配置情況

針對存在的以上問題，我們重新配置了系統(tǒng)的動力設備、更換了燃燒器和輸送管道。優(yōu)化后的系統(tǒng)參數(shù)見表3。

表3 改造后煤粉計量輸送系統(tǒng)的配置情況

窯頭送煤管道：內徑Ф194 mm×8mm；窯尾送煤管道：主管道Ф273 mm×10 mm，分支管道一Ф194 mm×10mm，分支管道二Ф194 mm×10 mm。

燃燒器：窯頭：HJGX-530B四通道煤粉燃燒器；窯尾：兩根單通道多股旋流燃燒器。

4 系統(tǒng)能耗計算

4.1 電耗

根據(jù)改造前后設備配置系統(tǒng)裝機功率降低147 kW，按照窯系統(tǒng)年運轉率90%、負荷85%計算，年節(jié)電98.24萬kWh。

4.2 熟料燒成熱耗

在系統(tǒng)用煤量不變的前提下，燒成系統(tǒng)所需要的總風量是不變的。一次風量增加，二、三次風量必然減少，窯及分解爐系統(tǒng)從冷卻機回收的熱量減少，而這部分熱量必須由煤粉來補充，即熟料熱耗必然升高。

（1）改造前后窯頭一次風量減少4 302 Nm3/h，即入窯二次風量增加4 302 Nm3/h，熟料燒成熱耗的變化計算如下：

回轉窯一次風顯熱：Q1=△V1×T1×C1

式中：△V1—一次風量的差，4 302 m3/h；

T1—入窯一次風溫度，30 ℃；

C1—30 ℃時空氣的比熱值，1.298 kJ/(m3·℃)。Q1=0.17×106 kJ/h

回轉窯二次風顯熱：Q2=△V1×T2×C2

式中：T2—入窯二次風溫度，1 100 ℃；

C2—1 100 ℃時空氣的平均恒壓比熱值，1.425 kJ/(m3·℃)

Q2=6.74×106 kJ/h

因此窯頭煤粉輸送系統(tǒng)改造后熱耗降低Q2-Q1=6.57×106 kJ/h，即單位熟料熱耗降低26.28 kJ/kg。

（2）改造后分解爐煤粉輸送風量降低8 640-4 800=3 840 Nm3/h，即入爐三次風量增加3 840 Nm3/h。當三次風溫度為950 ℃時，空氣的平均比熱值為1.407 kJ/(m3·℃)，計算得：

分解爐一次風顯熱Q3=0.15×106 kJ/h分解爐三次風顯熱Q4=5.13×106 kJ/h單位熟料熱耗降低Q4-Q3=4.98×106 kJ/h，即19.92 kJ/kg。

（3）單位熟料熱耗合計降低26.28+19.92= 46.2 kJ/kg，改造后單位熟料實物煤耗降低2 kg，按窯系統(tǒng)年運轉率90%、熟料日產量6 000 t、煤熱值Qnet.ar=23 000 kJ/kg計算，窯系統(tǒng)每年少用煤3 959 t。

綜上所述，燃燒器及煤粉輸送系統(tǒng)改造后，對于5 000 t/d生產線能耗比較見表4（實際產量按6 000 t/d計算）。

表4 5 000 t/d生產線改造前后能耗比

5 結束語

本次改造證明，煤粉燃燒器及煤粉輸送系統(tǒng)的設計要考慮煤粉的濃度，按3～6 kg/m3考慮；輸送系統(tǒng)料氣比3～5，輸送距離較近取≥4.0，距離較遠的取≥3；合理選擇管道風速，優(yōu)化管道配置，盡可能降低系統(tǒng)配風量，可以取得較好的節(jié)能效果。

2015-09-02）

TQ172.625.3

B

1008-0473(2015)06-0027-02

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.06.005