活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)節(jié)能降耗的探索論文

　　摘要：通過(guò)對(duì)攀鋼活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)能源消耗高的原因進(jìn)行分析、研究，同時(shí)對(duì)設(shè)備裝備和工藝制度進(jìn)行優(yōu)化、提升，探索降低煤氣消耗，能源節(jié)約及煙氣余熱利用等有效途徑，回轉(zhuǎn)窯噸產(chǎn)品能耗大幅降低，對(duì)提高活性石灰產(chǎn)能、降低能源費(fèi)用具有十分重要的意義。

　　關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)窯；能耗；襯磚；燃燒器；余熱利用

　　1概述

　　攀鋼活性石灰回轉(zhuǎn)窯于1997年4月投產(chǎn)，從投產(chǎn)到2010年，該系統(tǒng)能耗一直居高不下，石灰噸產(chǎn)品能耗高達(dá)5.7GJ，能源占比達(dá)80%，生產(chǎn)成本較高，近幾年來(lái)，由于鋼鐵行業(yè)不景氣，受鋼廠(chǎng)、鐵廠(chǎng)限價(jià)制約，公司石灰由盈利產(chǎn)品變?yōu)樘潛p產(chǎn)品，探索降低煤耗勢(shì)在必行。裝備技術(shù)落后導(dǎo)致能耗高主要集中在三個(gè)方面：a.回轉(zhuǎn)窯燒成帶、冷卻帶襯磚強(qiáng)度不夠，十幾年來(lái)，更換周期只有6個(gè)月左右；回轉(zhuǎn)窯筒體外表面溫度高，產(chǎn)量最高時(shí)達(dá)到了430℃，而設(shè)計(jì)值應(yīng)≤350℃，筒體表面熱損失嚴(yán)重；b.回轉(zhuǎn)窯燒嘴技術(shù)落后，煤氣熱值利用率較低c.煙氣溫度高達(dá)260℃，高溫氣體通過(guò)布袋除塵器后，一方面布袋使用壽命較短，另一方面，煙氣余熱未得到利用。提高回轉(zhuǎn)窯襯磚壽命，降低筒體溫度，提高煤氣熱能利用值，降低煤氣消耗，充分利用煙氣余熱成為活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)攻關(guān)的長(zhǎng)期課題。經(jīng)兩年多時(shí)間的探索與研究，通過(guò)更改回轉(zhuǎn)窯襯磚材質(zhì)、改變燒嘴結(jié)構(gòu)形式，增加換熱裝置，充分降低煤氣消耗，利用合理的風(fēng)煤配比等燒成工藝，取得了十分滿(mǎn)意的效果。

　　2提高回轉(zhuǎn)窯襯磚壽命、降低筒體溫度的研究及實(shí)踐

　　為降低筒體表面溫度，提高回轉(zhuǎn)窯襯磚壽命，我們分析襯磚使用條件和選磚原則，并進(jìn)行了初步探索�；剞D(zhuǎn)窯襯磚使用條件苛刻，特別是燒成帶溫度高，達(dá)到16000C，磨損大，活性石灰是強(qiáng)堿產(chǎn)品，對(duì)襯磚腐蝕較大，且受其煤氣限氣及機(jī)械故障影響，筒體急冷急熱較頻繁，導(dǎo)致襯磚容易產(chǎn)生松動(dòng)、掉磚以及剝落變薄等損壞。襯磚保溫性能降低，筒體溫度因此升高，選擇的窯襯磚必須具有抗堿性腐蝕，耐高溫和磨損，抗急冷急熱性強(qiáng)（即熱振穩(wěn)定性高）等特性。窯襯原來(lái)選用的鎂鉻磚。該磚系堿性耐火材料，其組成為尖晶石—方鎂石，雖然具有較高的高溫強(qiáng)度，抗堿性等優(yōu)點(diǎn)，但從使用效果看，熱穩(wěn)定性較差，表面層發(fā)生熱疲勞，大面積出現(xiàn)剝落，襯磚保溫效果差。通過(guò)與耐火磚制造廠(chǎng)家技術(shù)交流，對(duì)襯磚材質(zhì)、磚型、強(qiáng)度、熱振值進(jìn)行完善、優(yōu)化，我們決定在燒成帶單層鎂鉻磚改為雙層，即工作層采用鎂鋁尖晶石磚，底磚采用莫來(lái)石聚輕保溫磚。表1為鎂鋁尖晶石磚、莫來(lái)石聚輕保溫磚、鎂鉻磚的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比。特別注意的是，砌筑方式要采用火泥砌筑方式進(jìn)行（濕砌），不用膨脹縫紙板，以防止停窯時(shí)耐火磚產(chǎn)生較大環(huán)隙。2013年7月年利用定修機(jī)會(huì)，我們對(duì)燒成帶襯磚進(jìn)行試驗(yàn)，點(diǎn)火正常生產(chǎn)后，筒體燒成帶溫度最高只有320℃，2014年12月止火檢查，襯磚使用情況較好，窯皮均勻，連續(xù)使用超過(guò)18個(gè)月，同時(shí)煤氣消耗同比下降達(dá)到5%，噸產(chǎn)品煤氣消耗由原來(lái)的5.7GJ/t，下降到5.4GJ/t左右，節(jié)能效果明顯。

　　3提高煤氣熱值利用率，延長(zhǎng)襯磚使用壽命

　　活性石灰窯原設(shè)計(jì)采用分割式三通道燃燒器，這種燃燒器通過(guò)幾年的運(yùn)行，主要存在燃燒器高溫易變形，煤氣及風(fēng)通道受沖刷磨損，燃燒器斷端面的小孔煤焦油積垢后堵塞，因而火焰形狀難以調(diào)整，火焰跑偏沖刷窯皮，煤氣經(jīng)常不能充分燃燒，未發(fā)揮最大燃燒值。針對(duì)以上問(wèn)題，改進(jìn)煤氣燃燒器結(jié)構(gòu)形式，使煤氣充分燃燒。我們選用更為先進(jìn)的四通道燃燒器，充分利用熱值。這種燃燒器的結(jié)構(gòu)如圖1。2013年，我們淘汰三通道燃燒器，使用先進(jìn)的四通道燃燒器，這種燃燒器軸流風(fēng)、旋流風(fēng)和中心風(fēng)的入口上都裝有蝶閥，可單獨(dú)地調(diào)節(jié)各自的風(fēng)量和比例。旋動(dòng)各調(diào)節(jié)螺母，可把各管道向內(nèi)壓入或向外拉出，通過(guò)調(diào)節(jié)各噴出口面積的大小，從而調(diào)節(jié)噴出的風(fēng)速。該燃燒器有以下幾個(gè)特點(diǎn)：a.燃燒器火焰形狀規(guī)則、穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，調(diào)節(jié)范圍大，可以根據(jù)生產(chǎn)工藝需要，調(diào)出合理的火焰形狀；通過(guò)風(fēng)煤配比，能實(shí)現(xiàn)火焰長(zhǎng)短、粗細(xì)、強(qiáng)弱隨機(jī)調(diào)整�；鹧鎸�(duì)“窯皮”沖刷小，有利于窯襯的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，窯襯使用壽命延長(zhǎng)同比未改前延長(zhǎng)3個(gè)月多月。b.節(jié)能：降低一次風(fēng)量，使一次風(fēng)比例由原來(lái)切割式三通道的12.5～15％，降到7～10％，最小可達(dá)4％；同時(shí)煤氣的充分燃燒，噸產(chǎn)品煤耗下降約5%。達(dá)到節(jié)約能源的目的；另外主排高溫800kW高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度的減小，高壓電機(jī)電流也由原來(lái)的49A降到45A。c.通過(guò)優(yōu)化、完善風(fēng)煤配比，燒成溫度很易控制，熟料可以快速冷卻，由于燃燒效率的提高和熟料冷卻的加速?gòu)亩�提高窯產(chǎn)量，可增產(chǎn)約20噸/天。

　　4煙氣余熱回收利用研究，降低煤氣消耗

　　從回轉(zhuǎn)窯排除的煙氣，經(jīng)預(yù)熱器對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱后，溫度高達(dá)240°C，直接通過(guò)煙道進(jìn)入主除塵器，對(duì)布袋損傷較大，為達(dá)到除塵器入口溫度條件，設(shè)計(jì)使用摻冷風(fēng)的形式，這樣余熱未得到充分利用，造成大量熱源浪費(fèi)。結(jié)合國(guó)內(nèi)同類(lèi)型回轉(zhuǎn)窯煙氣余熱利用和我公司實(shí)際生產(chǎn)、生活需要，我們?cè)陬A(yù)熱器出口煙道上安裝余熱回收系統(tǒng)，增加一套熱管式空換熱器及高溫風(fēng)機(jī)，將加熱后的熱風(fēng)通過(guò)管道引入回轉(zhuǎn)窯一次風(fēng)，同時(shí)增加一套風(fēng)-水換熱器，將加熱后的生活水（60°C至70°C）引入公司澡堂，供職工洗澡使用。通過(guò)對(duì)煙氣熱量交換，一方面除塵器的入口溫度下降了15°C，延長(zhǎng)了布袋的使用壽命；另一方面冷空氣經(jīng)預(yù)熱后，大大降低了回轉(zhuǎn)窯焙燒時(shí)所需煤氣，提高了回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；另外解決了職工生活、洗澡的需要。

　　5結(jié)論

　　活性石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是一個(gè)高能耗的生產(chǎn)工藝線(xiàn)，節(jié)能降耗是一個(gè)永恒的主題，我們通過(guò)對(duì)襯磚材質(zhì)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造、優(yōu)化煤氣燃燒器的結(jié)構(gòu)、燃燒工藝及風(fēng)煤配比、增加煙氣余熱利用裝置，能夠充分降低煤氣消耗，2015年活性石灰噸產(chǎn)品煤氣消耗僅有4.9GJ/t。另一方面襯磚使用壽命得到延長(zhǎng)，保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，這些實(shí)踐具有很強(qiáng)的推廣意義。

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