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预分解窑生料入窑系统的节能措施

技术交流

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预分解窑生料入窑系统的节能措施

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技术交流
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2009/08/06
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  窑外分解及立式粉磨等新技术的广泛采用,使水泥生产的能耗和电耗较过去已有大幅度的降低。作为一个水泥工厂的设计者来说,还应从设计的每一个细节着手,充分发掘节能降耗的空间,其中生料入窑喂料系统就是一个不可低估的环节。生料提升输送喂入预热器的方式分为:气力输送(气力提升泵方式、富勒泵方式)和机械输送2种。80年代引进国外技术制造的FK泵(富勒泵)与滑片压缩机,由于制造、材质、管理及维护等原因,使用效果不太好,设备运行维护费用太高,而且系统的电耗比气力提升泵还高,故在设计中已基本不采用,本文着重比较生料喂料提升输送系统中气力提升泵输送与斗式提升机输送2个系统,并以1000t/d生产线为例阐明一些看法。

  1 生料入窑系统的主要设备及工艺流程

  预分解窑生料喂料系统一般由生料称重仓、喂料计量设备和生料提升输送设备组成:生料称重仓的作用是起稳定料压和缓冲的作用,保证计量喂料设备来料稳定,减少波动;喂料计量设备一般由电动流量控制阀与冲击式固体流量计或定量给料机(简称皮带秤)组成,这2种给料方式均能满足预分解窑的生产要求。

  虽然气力提升泵系统的设备总质量比提升机系统低,但单位熟料电耗要比提升机系统电耗高2.616kWh/t。年产30万t熟料生产线提升机系统全年则可节电784800kWh。全年省电费37.7万元(以0.48元/kWh计)。

  2 气力提升泵带入空气量对系统的影响

  气力提升泵送料带入预热器系统的空气量,增加了预热器系统排出的废气量,不仅使熟料烧成热耗增加,同时还增加了熟料的单位电耗。以日产1000t/d熟料为例,设:出C1筒废气温度为340℃,气力提升泵带入气体的温度为60℃,罗茨风机的风量为114m3/min,相当于标况5607m3/h,窑运转率按300d计算。

  2.1 热耗增加

  1)单位熟料因气力提升泵带入的标况空气量:

  5607÷41670=0.1346(m3/kg)

  2)空气带入热量:

  q1=V·C1·t1=0.1346×0.31×4.18×60=10.46(kJ/kg)

  3)加热至340℃需要热量:

  q2=V·C2·t2=0.1346×0.33×4.18×340=63.13(kJ/kg)

  4)熟料热耗增加量:

  Δq=q2-q1=63.13-10.46=52.67(kJ/kg)

  5)年产30万t熟料全年增加烧成用标准煤量:

  52.67×300000÷7000÷4.18=540(t/a)

  2.2 电耗增加

  由于废气量增加,使预热器系统高温排风机功率增加。

  1000t/d高温风机选型:350℃时工况风量为2.1×105m3/h,相当于标况风量为92022m3/h,装机功率为710kW。

  1)由于提升泵带入的空气量使排风量增加:

  5607÷92022×100%=6%

  2)排风机的功率增加:

  710×6%=42.6(kW)

  3)每年增加耗电量为:

  42.6×24×300=306720(kWh/a)

  (相当于每吨熟料增加1.02kWh/t)

  4)全年将增加电费约为:

  306720×0.48=147226(元/a)

  其中尚未计入废气处理系统排风机单位熟料电耗的增加约0.2kWh/t。

  从上述分析可见,采用气力提升泵输送生料喂入预热器的系统,不仅增加了熟料的单位热耗,还增加电耗。并且由于热耗的增加,在燃煤量增加的同时,对大气的污染亦相应增加。

  天津水泥工业设计研究院自20世纪90年代后期设计的各种不同规模的预分解窑生产线,已不再采用气力提升泵系统,而全部采用提升机喂料系统,使水泥生产的单位产品能耗进一步得到降低。据悉不少原来生料喂料系统使用KF泵或气力提升泵的水泥厂,也已逐步改造为提升机输送系统,如吉林亚泰双阳水泥厂、山东鲁南水泥厂等,并且都取得了很好的效果,所需的改造费用,约1年便可收回。

  3 结束语

  1)生料入窑喂料采用提升机输送是节约能源的好系统,应是设计的首选方案。

  2)提升机选型应选用运行可靠、设备费用低、国产化率高的设备,以降低设备投资。就1000t/d生产线的喂料系统而言,采用板链斗式提升机2级提升比采用1级提升从设备投资上来讲更为经济。摘自《水泥》

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