一、轉(zhuǎn)子稱配單風道燃燒器系統(tǒng)存在的問題
1、煤粉制備及燃燒系統(tǒng)基本配置煤粉制備及燃燒系統(tǒng)的工藝流程為：原煤從原煤倉進入磨煤機進行磨制，合格后通過管道輸送到粗粉分離器進行分離，不合格的煤粒通過管道返回到磨煤機重新磨制，合格的煤粉隨風進入細粉分離器進行分離。分離出的合格煤粉進入煤粉倉，通過轉(zhuǎn)子稱進入到噴渠道，通過風噴入回轉(zhuǎn)窯，而分離出的廢氣進入布袋收塵器，除塵后排入大氣。該系統(tǒng)的工藝流程見圖1a。
該系統(tǒng)主要設備參數(shù)如下：回轉(zhuǎn)窯Φ4.5×100m，安裝斜度3.5％，設計產(chǎn)量55t／h，燒結溫度1200℃～1300℃，耐火材料壽命平均120天，耗煤量7.8t／h，窯尾排煙溫度220℃，火焰長度約7m。磨煤機DTMΦ2.9m×4.1m，產(chǎn)量14t／h排粉機M9－26No13DQ＝39910m3／h，全壓10045Pa多風道噴煤管GD－10型，四風道轉(zhuǎn)子稱DRW3.1，PFISTER公司布袋除塵器96LCPM－12，除塵面積231m2羅茨風機L73WDBQ＝5754m3／h，全壓49500Pa
2、煤粉制備及燃燒系統(tǒng)存在的主要問題
采用轉(zhuǎn)子稱及多風道燃燒器喂煤具有喂煤量準確、穩(wěn)定的優(yōu)點，對穩(wěn)定火焰形狀有一定的幫助。但存在一定的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
①采用多風道喂煤系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量低于采用單風道喂煤系統(tǒng)窯的產(chǎn)量，按喂料系統(tǒng)油隔泵沖刺計算，平均低1沖刺／分。
②常規(guī)操作時，多風道噴煤管火力集中，火焰短，不易形成窯皮，容易造成爐體溫度高，影響提產(chǎn)，縮短耐火磚使用周期。
③由于5＃、6＃煤粉制備系統(tǒng)的廢氣沒有入窯，故兩套系統(tǒng)仍然保留袋式除塵器，在煤粉溫度和環(huán)境溫度高時，該除塵器易著火，不安全。
5目前5＃、6＃窯轉(zhuǎn)子秤和多風道噴煤管采用羅茨風機供風，該風機安裝在一樓磨煤主機廠房，其產(chǎn)生的噪聲主要是氣體動力性噪聲和機械性噪聲，最高可達110dB，嚴重影響員工工作。
二、改造方案
鑒于5＃、6＃窯多風道喂煤系統(tǒng)存在以上缺點，計劃將多風道改為單風道，仍然采用轉(zhuǎn)子秤喂煤，目的是既發(fā)揮單通道產(chǎn)量高、火力均衡的特點，又保留了轉(zhuǎn)子喂煤量準確、火焰形狀穩(wěn)定的優(yōu)點，同時可以基本解決羅茨風機噪音大、袋式除塵器易著火等問題。
1、實施方案采用比較成熟的單風道噴煤管模式替代原有的多風道噴煤管，增加一臺M9－26No14D鼓風機做為噴煤管的一次風風源，該風機Q＝58850m3／h，全壓P＝10045Pa，單風道噴煤管正常操作需要風量Q＝30000m3／h，壓力P＝2000Pa，考慮到火焰調(diào)節(jié)的需要，計劃新增加的鼓風機采用變頻調(diào)速，因此在風量和壓力上留有一定的余量，以滿足掛窯皮、正常操作、提產(chǎn)等不同操作對風量和風壓的需要，同時該型號風機使用可靠，維修費用低，故選用該型號鼓風機；保留轉(zhuǎn)子秤，轉(zhuǎn)子秤煤粉輸送空氣仍由一臺羅茨風機提供，停用一臺羅茨風機；煤粉制備系統(tǒng)停用袋式除塵器，廢氣一部分通過M9－26No14D鼓風機入窯，一部分做為磨煤機的循環(huán)風從磨煤機的進料口入磨，在廢氣入窯和磨前的管道上均設有風門及配套的執(zhí)行器，可以根據(jù)熟料窯火焰控制的需求來調(diào)整廢氣的入窯量，剩余入磨廢氣量大小對磨的操作不產(chǎn)生任何影響。新增加的一臺鼓風機和羅茨風機均采用變頻調(diào)速，在操作上可實現(xiàn)對一次風和噴煤量的無級調(diào)控，滿足生產(chǎn)需要。具體工藝流程配置見圖1b。
2、方案的可行性根據(jù)1?！?＃回轉(zhuǎn)窯運行情況來看，在回轉(zhuǎn)窯正常操作時，M9－26No14D鼓風機的轉(zhuǎn)速為680～720r／min，電流100～120A，噴煤管的一次風壓力為2000Pa左右，新增加的鼓風機完全滿足生產(chǎn)需要。變頻后的羅茨風機可以為轉(zhuǎn)子秤提供18～40m／s風速的輸送空氣，來確保煤粉從各排轉(zhuǎn)子室卸出。同時由于電機采用變頻調(diào)速，可以在生產(chǎn)過程中通過試驗確定滿足轉(zhuǎn)子秤輸送煤粉的最低轉(zhuǎn)速，確定后可保持該鼓風機的轉(zhuǎn)速不變，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子秤電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整噴煤量，通過調(diào)整M9－26No14D鼓風機電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整一次風壓力、風量，達到控制火焰形狀的目的。同時轉(zhuǎn)子秤煤管與單風道噴煤管一次風流向之間夾角135°，通過文丘里管連接，采用負壓操作，在兩臺風機出風口風道之間有轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)子相隔，因此，兩臺風機在運行過程中不會因出口風道并聯(lián)和壓力不平衡而產(chǎn)生“喘振”現(xiàn)象；煤粉制備系統(tǒng)停用布袋除塵器、廢氣分別入窯和磨煤機的方案在1?！?＃窯已運行很長時間，有比較成熟的經(jīng)驗，不存在任何問題。此外，離心風機的基礎、設備、管網(wǎng)布置、煤粉制備系統(tǒng)的管網(wǎng)布置均可在不停回轉(zhuǎn)窯的情況下提前進行，整個改造工作可隨窯的檢修同步進行施工，不需要額外增加改造時間。
三、改造效果
轉(zhuǎn)子稱系進口設備，單風道噴煤管配轉(zhuǎn)子稱作為熟料窯的煤燃燒系統(tǒng)使用，公司對其通過改造后，達到了提產(chǎn)降耗的目的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
①由于采用變頻技術，窯前鼓風機和羅茨風機可以實現(xiàn)無級調(diào)速，其風量、壓力同樣可以實現(xiàn)無級調(diào)控，使得火焰形狀的調(diào)整變得很容易。
②大幅度的改善窯況，使耐火磚的壽命得到很大的提高，其中5＃窯的窯齡首次突破200天，改造前后窯齡對比見表1。
③改造后噴煤管火焰在正常操作時形狀穩(wěn)定，不易發(fā)散，在熟料燒結區(qū)可集中能量，均衡操作。同時火焰長度增加近1m，可增加燒結反應長度，有利于穩(wěn)定窯況和操作；產(chǎn)量大幅度提高，較改造前單臺窯熟料產(chǎn)量提高4t／h，兩臺窯全年可多產(chǎn)氧化鋁約2萬t，經(jīng)濟效益顯著。另外，由于轉(zhuǎn)子稱和噴煤鼓風機采用變頻調(diào)速，可任意調(diào)節(jié)火焰長度，在窯操作不穩(wěn)定時，可迅速扭轉(zhuǎn)、穩(wěn)定窯況，條件具備時又可以迅速提產(chǎn)。
5去掉兩臺袋式除塵器，從根本上杜絕了發(fā)生煤粉著火的可能性，煤粉制備系統(tǒng)的安全可靠性大幅度提高。
⑤由于產(chǎn)量增加，單位熟料能源消耗由改造前的125kg標煤／t下降到101kg標煤／t，大大降低了能源消耗
⑥停用兩臺羅茨風機，降低了噪聲，有利于改善工作環(huán)境。
⑦整個技改投資約100萬元，其中設備及備件費用為30萬元，管道材料及制作費20萬元，改造施工費30萬元。技改后年增產(chǎn)氧化鋁2萬t，按現(xiàn)行氧化鋁價格4300元／t計算，除去各項成本，純利潤3000元／t，全年利潤6000萬元。同時停用兩臺布袋收塵器，可降低運行及維護費用8萬元，合計年獲效益5908萬元，改造后經(jīng)濟效益顯著。
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