水泥網(wǎng)獨(dú)家：齊硯勇支招！如何通過窯和分解爐改造降低企業(yè)生產(chǎn)成本？

在窯和分解爐的操作過程中，哪些關(guān)鍵技術(shù)或措施對(duì)于提升能效、降低碳排放最具潛力？在降低水泥企業(yè)成本、降低碳排放方面，回轉(zhuǎn)窯、分解爐還可以做哪些優(yōu)化改造？近日中國(guó)水泥網(wǎng)就這些問題咨詢了西南科技大學(xué)副教授齊硯勇。

針對(duì)預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)節(jié)能，齊硯勇提出提高熱效率與提高篦冷機(jī)換熱效率兩條路徑。

1、提高分解爐分解、回轉(zhuǎn)窯煅燒熱效率途徑

預(yù)分解窯系統(tǒng)存在兩個(gè)耗能區(qū)域。其一，為分解爐碳酸鹽分解，分解爐出口溫度一般在900℃以下，傳熱方式為氣固對(duì)流方式進(jìn)行。由于生料粒度只有幾十個(gè)微米，傳熱非常迅速，幾乎瞬間完成。碳酸鹽的分解也僅需幾秒鐘。提高效率的關(guān)鍵是生料的分散狀態(tài)、煤粉的燃燒。其二，為回轉(zhuǎn)窯生料的高溫煅燒，認(rèn)為煅燒最高溫度約1450℃。傳熱方式以輻射換熱為主（占總換熱量80%）。輻射換熱能力與火焰溫度的四次方成正比，提高回轉(zhuǎn)窯火焰溫度是燒成系統(tǒng)最大的節(jié)能點(diǎn)。

（1） 分解爐

目前國(guó)內(nèi)絕大多水泥生產(chǎn)線所用石灰石，分解溫度在860℃（差熱分析測(cè)定）左右，但分解爐出口溫度控制在880℃的企業(yè)很多。控制這么高的溫度，碳酸鹽分解僅93%左右。原因在于生料入爐分散不良、煤粉燃燒慢、生料在分解爐中出現(xiàn)600微米結(jié)團(tuán)“灰花”、甚至分解爐微塌料，導(dǎo)致實(shí)際分解率偏低、波動(dòng)大。

分解爐高效運(yùn)行，主要在于料在爐中分散狀態(tài)、煤粉不能與料流沖撞，主要在設(shè)計(jì)。但需運(yùn)行中檢查煙室縮口、分解爐錐部是否有“黑影”。

（2） 回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯效率的提高在火焰溫度的提高，需要密切關(guān)注的是回轉(zhuǎn)窯過?？諝庀禂?shù)的控制。這是煤粉快速燃燒的最重大的參數(shù)！

操作控制上，(1)煤粉細(xì)度應(yīng)控制在80微米篩余<2.0%； (2)窯內(nèi)過剩空氣系數(shù)應(yīng)足夠，煙室氧含量應(yīng)控制在>3%；(3)適當(dāng)加大旋流風(fēng)量、降低軸流風(fēng)量，縮短火焰長(zhǎng)度、提高火焰溫度。

2、提高篦冷機(jī)換熱效率

篦冷機(jī)熱交換效率偏低，特別是高溫風(fēng)（二、三次風(fēng)）熱回收率低，普遍低于65%。二三次風(fēng)+AQC回收熱普遍低于80%。冷卻用風(fēng)量普遍在1.6nm3/kg.cl左右。風(fēng)短路是高溫?zé)峄厥章实偷淖钪饕?。橫斷面物料通風(fēng)阻力存在絕對(duì)的不均勻，導(dǎo)致冷卻風(fēng)量高、換熱效率低。操作控制上：

（1）阻力低（大顆粒多）應(yīng)減小鼓風(fēng)量，阻力高（細(xì)顆粒多）區(qū)域，應(yīng)降低鼓風(fēng)量

（2）通過調(diào)整料層厚度，降低高阻力區(qū)料層厚度，增加細(xì)料側(cè)通風(fēng)量，避免紅河及結(jié)大塊。

（3）由于顆粒物料流動(dòng)的復(fù)雜性，降低風(fēng)短路，存在兩種截然不同的操作。如果加快篦床推動(dòng)速度，阻力高區(qū)域料層厚度不能降低，出現(xiàn)風(fēng)短路加劇，熱交換效率反而降低。只能采取降低篦速、堆厚料層，增加低阻力區(qū)料層阻力方法，達(dá)到通風(fēng)均勻。

篦冷機(jī)余熱發(fā)電AQC鍋爐抽走廢氣溫度小于450℃。每噸熟料抽走11-15kg標(biāo)煤熱量。若將450℃低溫風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)?100℃高溫風(fēng)，整個(gè)燒成煤耗應(yīng)有6-8kg標(biāo)煤的降低空間。

在優(yōu)化改造方面，齊硯勇指出三點(diǎn)：

1、分解爐生料下料點(diǎn)、喂煤點(diǎn)優(yōu)化

分解爐煤粉燃燒溫度低、過?？諝庀禂?shù)低，如果煤粉進(jìn)入分解爐被生料細(xì)粉包裹，出現(xiàn)煤粉燃燒慢、co濃度高，碳酸鹽分解率低，導(dǎo)致一級(jí)筒出口溫度高熱損失大。分解爐高效運(yùn)行，需生料分散好、不塌料，煤粉流不能與生料流沖撞，保證煤粉在低氧環(huán)境下充分燃燒。

 采用計(jì)算流體軟件，優(yōu)化下料點(diǎn)與喂煤點(diǎn)位置。

（1）保證生料分散好，不塌料

（2）保證煤粉不與生料流碰撞

2、采用回轉(zhuǎn)窯富氧燃燒，全氧燃燒

如果能將燒成帶溫度從現(xiàn)在的1600℃左右，提高到1900~2000℃，則火焰輻射能力將提高1.8~2.1倍，將大幅度降低煤耗、改善熟料質(zhì)量、擴(kuò)大原料來源。

3、篦冷機(jī)布料、風(fēng)量調(diào)節(jié)

高效布料、調(diào)風(fēng)裝置及智能化的控制風(fēng)量軟件。將篦冷機(jī)冷卻用風(fēng)量降低到1.2nm3/kg.cl。將高溫?zé)峄厥章侍岣叩?5%，也將大幅度降低燒成煤耗、電耗。

水泥行業(yè)減碳潛力巨大，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)，邁入綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展階段，有效實(shí)行節(jié)能減排，可謂任重道遠(yuǎn)。

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