五级旋风预热器窑的技术改造

我厂五级旋风预热器窑规格Φ3.2m×52m，由成都设计院承担设计，设计能力为600t/d熟料，年产硅酸盐水泥20万t。1996年底建成投产，但经过几年的调试生产，一直存在熟料标号偏低，产量不高的问题。1999年4月我厂与宝山水泥厂合作进行了技术改造，经过一年多的工作，熟料标号及产量得到大幅提高。  

1　改造前存在的主要问题 

旋风筒规格:C1级为Φ3200mm，C2、C3、C4、C5级为Φ4110mm；熟料冷却机型号为509H-619H，规格为11727mm×4881mm×3050mm，投运以来的工艺技术指标见表1。  

1.1　窑系统存在的问题 
　　窑尾密封不好，漏风漏料严重。预热器管道内气流量不够，生料分散悬浮差，传热速率慢，入窑生料碳酸钙分解率很低，造成窑尾系统结皮堵塞严重，事故频繁，CO含量经常超标，电除尘器经常跳闸，由于频繁停窑，窑的寿命短，运转率很低，产质量上不去。 

1.2　原、燃材料成分波动大 
　　由于我厂原、燃材料没有固定的矿点，原、燃材料成分波动较大。 

1.3　粉砂岩水分过高 
　　在设计时由于没有考虑到南方的气候较潮湿的特征，既没有考虑烘干，也没有考虑下料易堵问题，砂岩库设计过高，造成经常性堵塞，直接影响生料质量稳定。 

1.4　工艺配方不合理 
　　在煅烧中发现，物料易烧性差，吃火耐烧，不易挂窑皮，窑内“飞砂”严重，易出现粘散料，经常出现红窑现象，五级旋风筒易堵塞，窑运转率低。 

1.5　生料细度大，成分波动较大 
　　

生料化学成分的均匀性对熟料的煅烧与质量有重要影响，我厂没有原、燃材料预均化措施，生产控制也没有在线分析仪，不能及时对生料成分进行有效调节，加之砂岩经常堵塞造成断料，使出磨生料质量波动较大，加上生料均化库均化效果差，造成入窑生料成分不稳定，由于车间承包后，生料车间为赶产量，放宽了对细度的控制要求，影响了煅烧质量。 
　　

从窑的生产记录及煅烧工反映来看，熟料强度变化幅度较大，有时在原料品种不变，烧成系统运行基本稳定的条件下，熟料强度在数天内或在同一天的不同班间出现大起大落，这充分说明生料成分波动是导致熟料质量不好的原因之一。  

2　技术改造的各项措施及效果 

　　 
2.1　窑头、窑尾的密封改造 
　　
图1为改造前后窑头、窑尾密封装置示意图。原设计为轴向密封，原理为利用压缩空气推动气缸，给密封圈一个预紧力，使密封端面紧密接触，达到密封的作用，因窑头、窑尾环境温度较高，气缸胶圈在高温下失效，引起气缸漏气，失去推力，起不到密封作用。 

　　现改为石墨块径向密封，主要原理是利用石墨耐磨的特性，用弹簧作为预紧力，使石墨块与筒体紧密接触，起到密封作用。由于弹簧耐温较高，不易失效，且不需外部动力装置，维护简单，费用较少，因此改造后效果较好。 

2.2　篦冷机的改造 
　　
在篦冷机一室增加1台9-19№11.2D离心风机，使一室篦床风量由原来的10950m3/h增加到20910.6m3/h，风压由原来的5801.6Pa增加到7709.16Pa，由于冷却风量、风压增加，提高了篦冷机的冷却效果，由于风机的故障率较低，篦冷机的运转率大大提高。此外对原翻板阀气动控制的气源管路重新布置，电磁阀工作间隔时间重新调整，使冷却风全部通过篦床的熟料，二次风温由原来的550℃左右，提高到700～750℃。熟料冷却效果明显，冷却后的熟料温度由原来的150℃左右，降低到100℃左右，由于熟料得到急冷，矿物组成稳定，提高了熟料质量及易磨性。 

2.3　选择合理的配料方案 
　　经过以上分析及实际生产中几次较大配料方案的变动，配料方案由原来的“一中两高”改为“一高两低”，即高KH低n和低P，现在的率值控制指标为KH=0.90±0.02，n=2.20±0.10，P=1.20±0.10。改变后，生料易烧，易挂窑皮，窑速基准快，出窑熟料fCaO<1.2%，熟料产质量大为提高。两种方案对比见表2。  


2.4　加强原材料的管理 
　　

加强工艺管理，严把进厂原、燃材料质量，稳定工序。石灰石供应点固定为一家，煤供应由四家搭配进厂，定期召开质量分析会议，对有质量问题的供应点进行调整。 

2.5　解决砂岩库易堵问题 
　　

针对砂岩下料难、易堵塞等现象，进行技术改造。把下料口扩宽，由调速电子皮带秤改为链板式调速秤，并在砂岩库壁开一个门随时处理堵塞。经改造后，未出现过砂岩堵塞断料现象，稳定了生料喂料。 

2.6　加强出磨生料质量控制 
　　

针对生料入窑合格率低及细度偏粗这一状况，我们加强了配料人员的技术水平及操作人员的操作培训，努力提高出磨生料质量，以保证入窑生料成分的稳定。同时，规定在保证细度合格的前提下才能提高生料台时产量。另一方面，保持磨系统设备良好和连续稳定，避免频繁开停设备，给操作控制创造良好条件。1999年及2000年出磨生料CaO质量和熟料强度明显提高。见表5。 

2.7　加强操作，优化操作参数 
　　在工艺操作方面，加强技术培训，不断提高操作水平，针对配料方案调整或原、燃材料质量发生变化的情况积极做好指导工作，及时调整工艺参数，保证窑系统工况的稳定。统一操作方法，稳定热工制度。 
　　1)适当提高烧成带温度，加大内流风，增强风煤混合，提高煤粉燃烧速度，降低篦冷机篦速，增加熟料层(50～60cm)厚度，提高二次风温，降低窑头负压为10～20Pa，减少篦冷机的排风量。 
　　2)提高窑速，正常情况下，窑速在3r/min以上，保持快转率，减薄料层，加强通风，提高窑内热交换效率。 
　　3)适当提高窑尾温度，控制在900～950℃左右，但防止长时间超过1000℃，以致造成预热器结皮、堵塞，目的是提高生料预烧，减轻烧成带热负荷。 
　　为便于比较，表6列出几年来我厂窑系统工艺技术指标。

3　结论 

　　经过一年多来的生产表明，熟料标号及产量也明显提高，窑生产状况有了很大改善，具体表现如下: 
　　1)窑的生产能力提高，日产达660t以上，并尚有潜力。 
　　2)熟料质量明显提高，28d抗压平均达64MPa，fCaO合格率及升重合格率明显提高。 
　　3)煤耗及水泥综合电耗明显下降。 
　　4)窑系统操作稳定，容易掌握，旋风筒结堵料现象基本消除。