李海濤：水泥燒成系統(tǒng)節(jié)能降耗新途徑

  近日，水泥行業(yè)上市公司三季報(bào)紛紛出爐，整體業(yè)績(jī)向好，行業(yè)形勢(shì)也趨好發(fā)展。而在節(jié)能降耗方面也齊頭并進(jìn)，水泥企業(yè)積極行動(dòng)。對(duì)此，洛陽(yáng)理工學(xué)院教授李海濤在由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的2017第五屆中國(guó)水泥節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會(huì)上就水泥燒成系統(tǒng)的節(jié)能降耗新途徑提出了自己的看法。

洛陽(yáng)理工學(xué)院教授李海濤

  在交流大會(huì)上李海濤教授首先在歸納了造成燒成系統(tǒng)能耗高的九大原因：

  1.預(yù)熱器熱交換不充分，系統(tǒng)熱效率低，各預(yù)熱單元的溫度梯度不合理，C1出口溫度高，多數(shù)廠家在300℃~360℃；

  2.系統(tǒng)阻力大，高溫風(fēng)機(jī)電流高；二次風(fēng)溫度低，多數(shù)在1050℃以下；

  3.三次風(fēng)溫度低，一般在950℃以下；

  4.系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重、保溫隔熱不好，熱損失大；

  5.原燃材料波動(dòng)大，煤粉和入窯生料成分和流量不穩(wěn)定；

  6. 窯內(nèi)熱力分布不合理，熱工制度不穩(wěn)定，游離鈣和升重忽高忽低，窯內(nèi)飛砂嚴(yán)重，窯電流波動(dòng)大，熟料質(zhì)量差；

  7.窯尾溫度高，煙室和上升煙道結(jié)皮嚴(yán)重；

  8.篦冷機(jī)配風(fēng)不合理，熟料驟冷效果差；

  9.燃燒器一次風(fēng)比例過(guò)高，火焰剛度不夠。

  而從水泥窯燒成系統(tǒng)熱耗的構(gòu)成上看熟料熱耗高的原因，由下表可知主要在預(yù)熱器出口廢氣熱損失、系統(tǒng)表面散熱損失及窯頭排風(fēng)帶走熱損失三部分。

  知道了原因后，那該如何針對(duì)性得采取措施呢？李海濤教授講述了自己的看

  （1）加強(qiáng)隔熱保溫措施，減少系統(tǒng)散熱損失

  預(yù)熱器、三次風(fēng)管、窯頭罩、分解爐及窯尾煙室等不動(dòng)設(shè)備上，熱度都相對(duì)較高，隔熱材料現(xiàn)有的性能卻還達(dá)不到要求。但值得肯定的是目前偃師市三合絕熱科技有限公司的低維納米絕熱板，能夠有效降低了表面溫度，減少了散熱損失。低維納米絕熱板具有耐火度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、機(jī)械強(qiáng)度高、施工方便、保溫隔熱效果好等優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)熱系數(shù)在600℃時(shí)只有0.023w/m.k，800℃時(shí)0.031 w/m.k，1000℃時(shí)0.042 w/m.k，與現(xiàn)有其他隔熱保溫材料相比絕熱效果可提高3～5倍。該企業(yè)對(duì)渤海水泥三次風(fēng)管的保溫進(jìn)行改造，用80mm厚低維納米絕熱板+114mm耐火磚替代原先230mm硅莫磚，經(jīng)過(guò)14個(gè)月的運(yùn)行，三次風(fēng)管表面溫度降低51℃，三次風(fēng)溫提高了50℃。

  除了不動(dòng)的設(shè)備，還有回轉(zhuǎn)窯的散熱問(wèn)題也是非常嚴(yán)重的，一般回轉(zhuǎn)窯筒體表面能到350℃以上。李海濤講授提出，回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶可以采用低導(dǎo)熱多層復(fù)合莫來(lái)石磚以降低窯體表面散熱損失。在這個(gè)方面鄭州瑞泰做得很好。由鄭州瑞泰研發(fā)的低導(dǎo)熱多層復(fù)合莫來(lái)石磚具有高強(qiáng)度、高耐磨、高抗蝕、高荷重軟化溫度、低密度、抗熱震等優(yōu)良性能。不僅能夠減少燃煤小號(hào)，減少有害氣體及廢棄物排放，還能夠降低傳送電機(jī)負(fù)荷，減少電耗，避免窯筒體長(zhǎng)期高溫造成的氧化、變形，延長(zhǎng)筒體使用周期，降低輪帶受壓磨損速度，延長(zhǎng)拖輪使用壽命，降低維修費(fèi)用?！谀?000T/D回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶使用20米，筒體溫度降低60度，標(biāo)煤消耗減少15公斤/小時(shí)，年節(jié)約煤耗1658噸。

  （2）減少內(nèi)漏風(fēng)，降低C1出口廢氣溫度

  預(yù)熱器漏風(fēng)一方面增大了系統(tǒng)廢氣量，增加了熱損失和電耗，另一方面漏風(fēng)降低了氣體溫度，降低了氣固換熱效率。特別是各級(jí)預(yù)熱器下部翻板閥及下料管的內(nèi)、外部漏風(fēng)，將使旋風(fēng)筒分離效率急劇降低，造成高溫物料向上級(jí)低溫旋風(fēng)筒返混，熱耗必然增加。理論上過(guò)?？諝庀禂?shù)每增加1%，噸熟料標(biāo)煤耗增加1kg；C1出口溫度每降低10℃，單位熟料可節(jié)省1kg標(biāo)準(zhǔn)煤。一般情況下，旋風(fēng)筒進(jìn)出口氣體溫度之差多數(shù)在20℃左右，旋風(fēng)筒的出料溫度比出口氣體溫度低10℃左右。

  （3）篦冷機(jī)供風(fēng)

  篦冷機(jī)的作用就是對(duì)高溫熟料的進(jìn)行驟冷和回收熟料熱焓（提高二、三次風(fēng)的溫度），達(dá)到提高熱效率和降低熱耗和提高熟料質(zhì)量的目的。目前，幾乎所有的篦冷機(jī)供風(fēng)從頭到尾都是平均分配，這是不合理的。實(shí)際上在篦冷機(jī)的前端應(yīng)是多波風(fēng)，篦冷機(jī)的后端不用或者少用。篦冷機(jī)最前端的風(fēng)應(yīng)該讓它進(jìn)窯，緊接著就是三次風(fēng)進(jìn)回轉(zhuǎn)窯，后面的再考慮余熱發(fā)電，這樣會(huì)更合理。

  在交流會(huì)的最后，李海濤教授提出目前水泥企業(yè)應(yīng)端正節(jié)煤與發(fā)電的關(guān)系，現(xiàn)在水泥企業(yè)既要提高產(chǎn)量，又要降低煤耗，還要發(fā)電。水泥企業(yè)應(yīng)以生產(chǎn)水泥為主，多余的熱用來(lái)發(fā)電，不能本末倒置。其次是重新認(rèn)識(shí)窯溫和脫硝的關(guān)系。水泥行業(yè)想要控制氮氧化物需認(rèn)識(shí)到前提需把窯燒好，把水泥做好。