Φ3×60米余热发电回转窑综合改造

一、完善生料供给系统

(一)提高生料均化效果

　　新建三座生料库装有全套的气动搅拌系统，但一直到1986年气动搅拌系统未能利用，仅仅依靠简单的机械拌合，使入窑生料成分波动很大，是造成余热发电回转窑后结圈相当频繁的主要原因之一，每年用于清除结圈的时间为1000多小时；且为了最大限度地减少每次清除结圈停机时间，工人在高温下操作，工作条件极为艰苦，直接影响着余热发电回转窑的产质量、消耗和长期安全运转。

　　气动搅拌系统存在的主要问题，是利用0.294兆帕的压缩空气作动力，因充气压力不足，起不到搅拌作用。虽然在管理制度及库底卸料装置上采取补救措施，但未能取得实际效果。按一般设计参考资料规定，直径6米，装料高度7.5～8米的库，风压可为0.294兆帕，可是新建生料库实际直径却为6.2米，装料高度11米以上，库容增大104米3；同时，因为没有烘干设施，库中生料含水率高，单位容重增大。经计算，改为用于单仓泵0.785兆帕的压缩空气作为气源吹送，结果生料粉呈悬浮状态，提高了生料的均化效果，其碳酸钙合格率由45%提高到65%。

(二)改进生料供给工艺路线

　　按原来设计是用两台生料闭路烘干磨，磨制一种成分的生料，同时供给余热发电回转窑和机械化立窑。因窑型不同，煅烧方法、操作程序、生料成分要求也不尽相同，给熟料煅烧带来一系列的问题。但因气动搅拌系统作用的发挥，可适当减少机械拌合，改为用两台生料磨分别磨制两种窑型所需不同成分的生料和设置两条独立的供给路线提供了先决条件，并实施成功，大大改善了两种窑型的煅烧条件。

(三)库底卸料装置的改进

　　生料库库底卸料原为气动，在实际操作中难以控制流量，有时甚至因下料量过大，使生料输送绞刀超负荷运行。后来自行设计了单管差动螺旋，即用气动下料，绞刀控制流量，取得了较好的效果。

二、改进工艺操作条件

(一)窑头的改进

　　1.改进活动窑头耐火砖的砌筑方法。为了改善工人的操作条件，原设计在窑头看火观察台上设置了降温隔离水箱，可是温度还高。经把活动窑头内衬耐火砖砌筑改为弧形拱顶和加厚保温层，这样就减少了二次风涡流和散热损失，大大降低了操作台的环境温度，使之可以拆除降温隔离水箱，节约了用水。

　　2.缩短活动窑头。原来喷煤管处向外大量的喷射烟火，每班排灰量100多千克，使操作室、控制室烟尘弥漫，工人的工作条件很差。其主要原因是二次风口在窑的轴线方向尺寸过小，且活动窑头偏移二次风口一端，显得活动窑头过长，造成二次风倒流，形成正压操作。经把活动窑头缩短45厘米，使喷排烟火的问题得到了较完善的解决。

　　3.扩大二次风入口。回转窑投入运行以来，窑内浑浊不清，难以准确地判断窑情和实施有效的操作，主要原因是二次风速过大。但要扩大二次风道截面积，却存在着很多问题，譬如，原混凝土构件要清除重新浇灌，单筒冷却机进料端要缩短等，难度较大，施工周期长。所以，仅对二次风入口进行了扩大，也取得了较好的效果。

(二)改用新的高温耐火材料

　　1.回转窑原来用的是普通磷酸盐耐火砖，只运行1400～2200小时便烧损更换，后改为镁铬耐火砖，一般可用5000多小时，周期最长的为6288小时。

　　2.后窑口原为普通粘土耐火砖，烧损严重，更换频繁，且生料易向冷烟室、余热锅炉飘逸。这样，一方面加大了窑尾设备运行负荷；另一方面使生料喂入量也难以控制。后用水泥、废耐火砖、金属铁屑、细钢筋等材料压制成耐热混凝土耐火砖可使用8800小时以上。

　　3.窑尾生料下料管材质原为生铁，使用寿命短，易弯曲断裂，后改为耐热钢板卷制，可使用8900小时以上。

(三)喷煤管的改进

　　原装喷煤管口径185毫米，导管长度200毫米，拔梢长度600毫米，斜角3度多。在使用中发现，一次风口出口风速过高，火焰细小，黑火头太长，喷煤量小加不上去。后来用调试风压的方法，也没有达到预期的效果。经几次改进，现喷煤管口径为220毫米，导管长度150毫米，拔梢长度200毫米，斜角4度多，一次风压稳定在200～240毫米水柱，保持了较合理的火焰形状和黑火头长度。

三、完善监测控制设施

(一)主要运行参数的同步监测控制

　　过去窑体回转速度、生料喂入量、煤粉喷入量主要运行参数完全是凭经验单机进行操作的，难以做到准确的、协调的配合，后来安装了同步监测控制显示装置。

(二)一次风的监测控制

　　为了减少窑内热损失，加快煤粉燃烧速度，增加火焰温度，一是把用于煤磨机热风炉的热风直接作为一次风使用；同时用调整风机旁路冷风量的大小来控制一次风温为100～120℃，保证煤粉不致爆燃；二是在一次热风管上安装了电动执行器和风阀开度显示装置。

(三)二次风的监测控制

　　在较长的时间内，引风机开度仅为30%左右，窑内出现正压操作。致使煤粒还没有完全燃烧就沉降到物料上，在缺氧的条件下，继续燃烧，形成了较多的还原料，过早的不均匀出现液相而导致窑皮过长；加之窑内浑浊不清，使窑情出现恶性循环，后来逐步认识到，煤粒需要有一定的悬浮时间才能较完全的燃烧，经一段时间的摸索，把引风机开度稳定在60%左右，控制窑皮长度10～12米为佳。

(四)窑尾负压的监测控制

　　在生产中当引风机抽力未变时，是根据窑尾负压的大小和变化来判断窑内情况的，也就是说窑尾一定要实现负压操作，然而在实际运行中却出现正压。究其主要原因是冷烟室出口截面积较大，废气流速过小。于是，适当减少了冷烟室出口截面积，加快烟气流速，形成了比较合理的10～15毫米水柱的负压；并设计安装了真空传感装置，把窑尾的负压数值直接显示在窑头控制盘上。

(五)窑体表面温度的监测

　　为了及时而准确地掌握烧成、放热反应带的窑体表面温度，保护筒体避免红窑变形，安装了红外线扫描测温装置，使窑体温度控制在350℃左右，超过这一温度可自动报警，便于有效地调整控制窑温。

四、余热锅炉的改进

　　为了有效的利用回转窑水泥熟料煅烧所产生的废气热量，选配了一台蒸发量20吨/时，蒸汽压力2.45兆帕，过热蒸汽温度400℃的余热锅炉，供汽轮发电机生产电力，但在以后的运行过程中出现了三个主要问题，并针对性地进行了改进。

　　1.炉墙砌筑方法的改进。炉墙内衬耐火砖曾几次倒塌，最大受损面积为大于30米2，造成热损失较大和不正常的操作条件。经过现场调查分析，主要原因是外层红砖与内衬耐火砖之间填充5.2厘米厚的石棉粉，隔热缝过大；且又每砌10层每隔10块砖仅压一块28厘米长的耐火砖，使得两层砖之间拉力不够；另一方面，余热锅炉虽为负压操作，但因负压大小的变化，使炉墙经常处在扩张与收缩的交变过程中，这就更加剧了炉墙的倒塌。后来改用37厘米长的耐火砖作压块，同时每砌10层压一层，这就大大增加了炉墙的强度。

　　2.减温器的改进。因减温器的联箱长期处在高温状态下运行和在4吨多过热管的重力作用下，弯曲变形严重，产生疲劳裂纹，导致漏水，若购买新减温器，不仅增加费用开支，更主要的是往返订货时间也不允许。我们对减温器联箱采取了大面积(230×1100厘米)挖补修理和增设了隔热层，以使联箱工作温度不致超标，并加强支护，减少联箱变形。

　　3.更新改进过热管。因过热管弯曲变形，交叉错综，使三台吹灰器不能正常操作，过热管挂灰严重；同时因卸灰口少，排放不及时，又造成积灰，引起烟气流畅不通，直接影响到回转窑煅烧制度的稳定。后来对过热管进行了改进，使其受热后有伸长之余地，并增设了卸灰口，减少了积灰，提高了余热锅炉的热效率。

　　综上所述，近年来经过对φ3×60米余热发电回转窑的综合改造，取得了显著的技术经济效果，解决了结圈问题，窑运转率由73%提高到87%；台时产量由8.23吨提高到11吨以上；熟料标号由532号提高到587号，水泥优质产品率达100%；年利用余热发电由500万千瓦小时提高到630万千瓦小时，吨熟料烧成标准煤耗由213千克下降到195千克。