摘要：某2500t/d熟料生產線預熱器出口溫度偏高，熟料熱耗居高不下，因此對該線預熱器系統采取分解爐擴容,取消離線爐等措施進行改造，改造后可以使用100%無煙煤進行煅燒。

  0  前 言

  江西玉山南方現有兩條日產2500噸的熟料生產線，位于上饒市玉山縣巖瑞鎮，分巖鷹分廠和雞山分廠，兩廠相距2.5km，巖鷹熟料生產線于2005年10月建成投產，由合肥水泥研究設計院設計（以下簡稱合肥院），擁有窯外分解、第三代充氣梁式篦冷機、生料立磨等大型先進技術裝備；經過幾年的運行，從燒成系統的情況看，預熱器1#筒出口溫度基本維持在340～360℃；2011年5月經江西省建筑材料工業科學研究設計院熱平衡測試，熟料燒成的實物煤耗為805kcal/kg.cl，熟料綜合電耗60kWh/t，同國內其他同類產能生產線相比還存在燒成熱耗偏高、熟料綜合電耗和國內先進的生產線相比還有一定差距以及系統尚有不完善之處，而且為保證出窯熟料質量的穩定只可以使用優質煙煤進行煅燒。隨著市場競爭的日益激烈，噸熟料實現的利潤越來越低，去年由于各個地區限電拉閘的影響熟料價格有較大提高，公司經濟效益有較大增長，但是預熱器出口溫度偏高，熟料熱耗居高不下，這就大大增加了公司水泥產品的生產成本，因此對燒成系統進行全面的技術改造，是企業增強市場競爭能力，提高效益，再上新臺階的必由之路；為此我公司在2012年2月對巖鷹線預熱器系統進行改造，改造后可以使用100%無煙煤進行煅燒。

  1  改造實施方案

  1.1 對分解爐進行改造

  擴大分解爐容積。分解爐爐體部分整體拔高，鵝頸管也相應的變長，鵝頸管為配合預熱器框架及原設備的布置做了外形上的調整，一部分布置在框架外部，轉彎處改為扁管型式，轉彎部分下面的部分直筒段的管徑有所增大，改造后的分解爐和鵝頸管的總容積由原爐型的814m3擴大到1509m3，物料在爐內的停留時間由原來的4.05s增加到7.71s，提高了生料的分解率和煤粉的燃燼率。具體改造見圖1。

  1.2 對預熱器各級撒料箱進行改造

  將預熱器系統所有的原撒料箱改為合肥水泥研究設計院獲得的實用新型專利授權的擴散式撒料箱并改變現有撒料箱的位置，這樣會使物料的分散效果更均勻，提高換熱效率和分解率。

  1.3  取消離線爐

  取消SFC爐，C4下料全部進入分解爐，三次風管改為單管偏心進入分解爐下錐體部分的型式（偏心800mm，以30°夾角切向入分解爐）。這樣，三次和底部縮口可形成強烈的噴旋結合作用，使生料和煤粉分散的更均勻，提高了系統的生料換熱效率、生料分解率和煤粉的燃燼率（見圖2）。

  1.4 更換分解爐煤管

  將分解爐噴煤管更換成合肥院自行研制的新型噴煤管，該噴煤管可比傳統的四通道噴煤管使用更多的高溫三次風，適用于純無煙煤的燃燒，另外分解爐噴煤管的位置做相應的改動，這樣能改善錐部三次風、窯氣、煤粉的混合流場，從而改善分解爐內溫度場，減少結皮狀況，提高分解爐熱效率。

  1.5  處理系統的漏風及保溫

  利用改造及春節大修的機會，對系統所有更換澆注料的地方全部先貼硅酸鈣板再進行澆注料的施工，盡量減少系統的熱損失，同時對分解爐改造部分的保溫層進行了加厚；同時對預熱器系統所有的漏風點進行處理，杜絕系統的漏風；改造前后經過熱工標定熟料燒成實物煤熱耗下降446.78kJ/kg-cl。

  1.6  篦冷機頭部固定篦板更換

  篦冷機頭部改造成合肥院設計的KID系統（將原先頭部的5排固定篦板拆除，安裝KID系統，該系統固定篦板長度約為2200mm，斜度為14°），同時將原先的一風室分割成兩個風室，KID系統單獨為一個風室，將原先7M風機及備用7M風機單獨供風，KID系統主要由篦冷機頭部五排固定充氣梁構成，采用KID篦板，分左、中、右三個冷卻單元，使出窯高溫熟料快速冷卻，阻止了熟料的粘結，提高了二次風溫，改善熟料的強度和易磨性。

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  2  改造后的使用效果

  2.1  試生產情況

  系統改造于3月20日結束并于當日22:38分點火烘窯，23日19:48分一次性投料，24日上午6:00實現50%無煙煤煅燒，4月2日14:00實現100%無煙煤煅燒。改造后至今系統運行正常，出窯熟料強度上升1MPa左右，C1出口溫度和噸熟料標煤耗有明顯的下降。由于系統熱耗的下降造成噸熟料余熱發電下降8.28 KWh/t.c。

  2.2  產生的年效益

  （1）技改后國家建材工業水泥能效環保評價檢驗測試中心和南方水泥總部分別派專家進行效果驗證，為保證效果具有代表性，此次以南方水泥的驗證數據為準。

  （2）根據表三得出改造后熟料綜合電耗降低61.56-58.15=3.41kWh/t.c；

  則噸熟料電耗成本降低生產的效益為（61.56-58.15）*0.68=2.32元/t.c；

  年產量熟料以76.5萬噸計，則年節約電費2.32×76.5= 177.48萬元。

  （3）根據表三得出改造后熟料標煤耗下降了116.29-106.39=9.9kg/t.c；

  改造前的2011年全年用煙煤78624.32噸，用無煙煤50006.14噸，生產熟料為756827.8噸，無煙煤使用比例為38.88%，實物煤耗為169.96kg/t.c；

  按2012年的價格計算，改造前噸熟料煤成本為：   169.96÷1000×(0.3888×547.8＋ (1-0.3888)×685.2)=107.38元/噸。

  改造后原煤使用有三種方法：全煙煤、摻50%無煙煤、100%無煙煤

  ①改造后當使用全煙煤煅燒時

  改造后標煤耗為106.39 kg/t.c,則實物煤耗為106.39×7000÷5263=141.5 kg/t.c

  則噸熟料煤成本為141.5×685.2÷1000=96.96（元/噸）

  噸熟料煤成本下降低107.38-96.96=10.42(元/噸)

  按年產熟料76.5萬噸計，可以節約煤成本10.42×76.5萬噸=797.13(萬元)。

  ②改造后當使用50%無煙煤時

  混合煤的熱值為：5263×0.5＋4958×0.5=5110.5kcal/kg

  則實物煤耗為：106.39×7000÷5110.5=145.73 kg/t.c

  則改造后的噸熟料煤成本為：

  145.73÷2÷1000×685.2＋145.73÷2÷1000×547.8=89.84(元/噸)

  噸熟料煤成本下降107.38-89.84=17.54(元/噸)

  按年產熟料76.5萬噸計，可以節煤成本17.54×76.5萬噸=1341.81(萬元)

  ③改造后使用全無煙煤時

  南方水泥驗證實測實物煤耗為150.21 kg/t.c

  則改造后的噸熟料煤成本為：150.21÷1000×547.8=82.29(元/噸)

  噸熟料煤成本下降107.38-82.29=25.09(元/噸)

  按年產熟料76.5萬噸計，可以節約煤成本25.09×76.5萬噸=1919.39(萬元)（4）改造后噸熟料發電量下降

  噸熟料發電量下降了35.38-27.1=8.28 KWh/t.c

  噸熟料成本增加（0.73-0.19）×35.38-（0.73-0.19）×27.1=4.47元／t.c；

  按全年生產熟料76.5萬噸計，增加成本4.47×76.5萬噸=341.96萬元

  （5）改造后年產生的毛利潤

  使用全煙煤時：177.48+797.13-341.96=632.65萬元

  使用50%無煙煤時：177.48+1341.81-341.96=1177.33萬元

  使用全無煙煤時：177.48+1919.39-341.96=1754.91萬元

  2.3  投資回收期

  此次改造總共投資額為905萬元

  當使用全煙煤時回收期為905/632.65=1.43年（未含設備折舊及其他因素）

  當使用50%無煙煤時回收期為905/1177.33=0.77年（未含設備折舊及其他因素）

  當使用全無煙煤時回收期為905/1754.91=0.52年（未含設備折舊及其他因素）

  3  結束語

  經過以上的驗證說明此次合肥院在江西玉山南方水泥有限公司的節能降耗的改造是成功的，為今后在南方水泥內部乃至全國同類型水泥企業的技改打下基礎。