立筒预热器窑改造的途径

1.1　改进型立筒预热器技术(见图1) 
　　 




　　图1　改进型立筒预热器 
　　1.一级旋风筒；2.二级旋风筒；3.三级旋风筒；4.立筒；5.回转窑 

　　改进型立筒预热器顶部采用两或三级旋风预热器，下部采用两钵立筒。旋风预热器的一级旋风筒为2个，底级旋风筒为1个，采用双进风，其分离出的物料由立筒顶部中心进入立筒，使物料充分分散，避免贴壁下落，有利于物料预热。由于其独特的工艺布置和自身结构，减少了物料在立筒中的循环量，较大地提高了预热器热效率，从而使窑产量提高20%～30%，热耗降低20%～35%。 
　　1985～2001年，先后有十几条生产线采用该项技术。目前，改进型立筒预热器已经形成从200～1000t/d系列，主要技术性能及指标参数见表1。  

1.2　窑尾立筒内加把火技术 
　　1)窑尾立筒改作分解炉，三次风利用预热器废气预热的空气(见图2)。 
　　  




　　图2　窑尾加把火的立筒窑系统(Ⅰ) 
　　1.高温风机；2.增湿塔；3.三级预热器；4.立筒；5.三次风系统；6.回转窑；7.单筒冷却机；8.窑尾煤粉仓；9.窑尾喂煤系统；10.窑头煤粉仓；11.窑头喂煤系统；12.燃烧器；13.一次风机 

　　此技术是在立筒底部喷入适量的煤粉，以提高预热分解能力；为降低预热器出口温度，需在立筒顶部增加1～2级旋风筒。但由于这种技术利用预热器废气预热三次风，三次风温不可能高，一般在150～300℃，不利于筒内煤粉快速燃烧；且入窑物料仍从立筒底部入窑，热交换时间短，成团物料不能分解；加上顶部旋风筒能力限制，窑尾用煤量只能达到20%～30%。入窑物料分解率一般在30%～40%之间。 
　　

技改范围及内容:校核技改后设备配套情况，一般应改造窑尾立筒预热器；高温排风机；窑尾废气系统；冷却机；增设窑尾喂煤系统；生料制备系统增容等。 
　　应用实例:赤峰元宝山Φ3m×45m立筒窑改造 
　　改前状况:1985年建成，设计规模11.5万t/年，窑设计产量12t/h。实际最高年产水泥9万t，窑产量9t/h。 
　　改造方案及主要内容:1992年利用原窑尾框架，采用带半分解的三级预热器，顶级出口加设一空气预热器，为炉子提供热风作为燃烧空气，窑尾喂煤25%～35%。 
　　改造投资:窑尾预热器带加把火总设备费130万元，包括全厂系统改造总投资660万元。 
　　改造停窑期:30d。 
　　改造效果:窑台时由9～10t/h提高到17～18t/h，增产66.7%；热耗由6307.6kJ/kg降到4182kJ/kg；年增熟料4.8万t，水泥5.85万t；每年节煤1.1万t，合219万元，大大改善了企业经济状况，仅1993年4～8月即实现利税140万元。 
　　2)窑尾立筒改作分解炉，三次风从窑头大窑门罩抽出(见图3)。 
　　 




　　图3　窑尾加把火的立筒窑系统(Ⅱ) 
　　1.高温风机；2.增湿塔；3.三级预热器；4.立筒；5.三次风管；6.回转窑；7.单筒冷却机；8.窑尾煤粉仓；9.窑尾喂煤系统；10.窑头煤粉仓；11.窑头喂煤系统；12.燃烧器；13.一次风机 

　　此技术由于三次风从窑头大窑门罩抽出，三次风温提高(一般可达700℃以上)，有利于筒内煤粉快速燃烧。窑尾用煤量可达30%～40%。入窑物料分解率能达到40%～60%。 
　　改造范围及内容基本同立筒加把火技术(Ⅰ)，不同的是改窑头罩为大窑门罩，从大窑门罩抽三次风。技改投资、停窑期基本同立筒加把火技术(Ⅰ)。 
　　技改效果好于立筒加把火技术(Ⅰ)。 
1.3　应用窑外分解技术改造立筒预热器窑(见图4) 
　　 




　　图4　预分解立筒窑系统 
　　1.高温风机；2.增湿塔；3.分解炉；4.四级预热器；5.三次风管；6.回转窑；7.单筒冷却机；8.窑尾煤粉仓；9.窑尾喂煤系统；10.窑头煤粉仓；11.窑头喂煤系统；12.燃烧器；13.一次风机 

　　此技术原理是将原立筒改造为喷腾式或旋流喷腾式分解炉，原1～2级旋风预热器改造为四级。改造后，通过三级预热器预热的物料从立筒底部进入分解炉分解，出立筒分解炉物料经第四级旋风预热器收集后进入窑内；三次风从窑头大窑门罩抽出，从立筒底部引入分解炉。煤粉从其三次风入口上方喷入。 
　

此技术三次风温可达700～800℃，有利于筒内煤粉快速燃烧；窑尾用煤量可达55%～60%；入窑物料分解率能达到80%～90%。 
　　技改范围及内容: 
　　1)利用原有预热器框架及原有立筒和可用旋风筒，增设辅助框架，改窑尾立筒预热器为预热器分解炉系统； 
　　2)窑头增设分解炉喂煤系统； 
　　3)冷却机作增加能力改造或换大规格； 
　　4)煤磨系统作扩容改造； 
　　5)改造窑中传动装置，将窑最高转速提高到3～3.2r/min； 
　　6)改造窑尾废气系统(更换高温风机，改造增湿塔，改造或更换窑尾除尘器)； 
　　7)改窑头罩为大窑门罩，加设三次风管； 
　　8)生料制备系统增容改造； 
　　9)水泥粉磨系统扩容； 
　　10)辅机能力改大，以适应提高产量的需要； 
　　11)其他改造如窑头燃烧器、稳料、计量及检测等。 
　　技改投资:随技改内容变化而变化，一般为700～1000万元。 
　　停窑期:约2～3个月。 
　　改造效果:窑台时可提高100%～150%；烧成热耗可降低50%～100%；水泥综合电耗可降至110kWh/t。 
1.4　完全预分解技术改造 
　　完全预分解技术改造是将原立筒预热器完全拆除或仅保留原有土建框架，安装新型四级或五级预热器分解炉系统。 
　　技改范围及内容基本同1.3项，唯一的区别是完全废弃原立筒预热器。 
　　技改投资:随技改内容变化而变化，一般为800～1200万元。 
　　停窑期:约2～3个月。 
　　改造效果:好于1.3项改造途径。 
　　应用实例:山东厂1号窑(Φ3m×45m) 
　　改前状况:每年熟料产量仅6万t左右，平均台时产量9～10t/h。 
　　改造内容:扒掉立筒等窑尾系统和老式小生料磨，新建预热器塔架，采用我院HF3-5/700型分解炉，新建窑尾废气处理系统；新建生料均化库；提高窑速；生料磨采用加装辊压机、打散分级机；改造篦冷机等。 
　　投资:～4500万元。 
　　效果:生料磨产量由25～30t/h提高到55t/h以上，满足了扩容需要，电耗由原33kWh/t降为20.74kWh/t。窑产量达750～800t/d，改造当年生产熟料16.8万t，达产率80%；第二年即超过21万t，实现年达产。该系统经工厂在原基础上稍作改造后，日产甚至超过900t/d。 
1.5　改造为五级预热器窑 
　　五级预热器技术已经成熟，许多五级预热器窑已经达标达产。对于不适合采用预分解技术改造的立筒预热器窑可改造为五级预热器窑，改造费用比采用预分解技术改造低，但效果不及采用预分解技术改造。 

2　几种改造途径比较