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技術 | 提高窯產量,降低煤電耗的幾項優化措施

來源:《湖州白峴南方水泥有限公司,浙江 長興》 發布日期:2019/11/7 編輯:徐展迪
核心提示:提高窯產量,降低煤電耗的幾項優化措施

公司是2003年由天津院設計的一條5000t/d 熟料生產線,并配套了9Mw純低溫余熱發電項目。石灰石采用兩套錘式破碎機,生料粉磨是兩條∅4.6 m×(10+3.5)m中卸式烘干磨,燒成系統是∅4.8m×72m窯外預熱分解系統,煤粉制備采用ZGM立磨系統。這幾年來,公司通過采取精細化管理,重點攻關技術瓶頸,優化完善工藝操作,設備維護全員化,找差距、定目標、尋方法、細管理,經過多年的努力,熟料產量提升了約500t/d,煤耗下降了約8kg/t,綜合電耗下降了約8kWh/t,各項指標取得了一定進步。


1.提升窯產量和尋找經濟產量


生產線是天津院5000t/d窯型第一代產品,設計時產量富余能力不強,只有在窯產量有了提升空間,才能摸索到最經濟產量,才是煤電消耗降低的基礎和前提,緊緊圍繞這個主線并落實到整個工作始終,原來產量在5800t/d左右,優化后現產量能穩定達到6300t/d左右,最高時能達到6500t/d,經濟運行產量是6100~6300t/d。具體措施是:


(1)通過篦冷機用風系統調整,重點增加固定板和一室的面積,對一段風機部分進行調整,主要是增加風量,風壓略為提高,來為窯提產提供煤粉燃燒充 足的氧氣。


(2)調整窯尾煙室相關尺寸。通過2014年及2015年對預熱器進行升級改造,重點是對后窯口、煙室拱形、煙室縮口尺寸進行放大(放大后分別是3.7m、2.44m、2.55m),確保了爐內供氧充足,并做到低阻供氧,同時延長氣體停留時間,確保提產后入窯物料分解率達到95%以上。


(3)2014年通過對分解爐加高一缽和2015年對三次風管雙進風改成單進風,將分解爐噴煤管位置降低到分解爐錐部,增加氣體和物料在爐風停留時間,確保了爐內風煤料最佳配合,分解爐和C5,出口溫度分布更趨合理。


(4)在滿足了窯、爐供氧需求,同時對預熱器各級旋風筒進風蝸殼加大面積,降低系統阻力,使系統內各處風速達到合理匹配,并為提高窯系統產量所需總風量創造了條件。


2.加強過程管理,穩定參數,持續降低煤耗


在產量提升的基礎上,同樣系統表面的散熱、頭煤用量無形中就為我們降低了煤耗,結合后期對煤種、工藝操作、配煤配料中不斷優化,加上一部分小技小改,煤耗從150kg/t之上降到140kg/t,標煤耗在104kg/t左右。 


(1)優化、穩定煤種,合理搭配使用


生產過程中對使用的每批煤進行總結,從中不斷優化、調整煤種和配煤,同樣發熱量煤在使用中有時卻有很大差別,主要是煤種和配煤的原因造成,所以對源頭管理、使用過程對煤炭的搭配管理是降低煤耗的前提。 


(2)加強煤粉制備過程管理


公司煤磨熱風源是在窯尾取風,因熱風中粉塵過細,旋風收塵器收塵效率低,煤粉中含生料粉較 多,后將旋風收塵器更換成袋式收塵器后,煤粉熱值上升了約800kJ/kg,提高了煤粉燃燒速度和窯頭火焰溫度,降低了煤耗。 


(3)不斷穩定喂煤、喂料系統,減少波動


加強對喂煤系統管理,要確保煤粉倉下煤順暢,減少轉子秤負荷波動;在轉子秤安裝時控制好上密封板與轉子秤之間間隙,控制在要求范圍。 對喂料系統進行優化,原來DLD秤喂料量波動較大(±15t/h左右),提升機電流有±4A波動,后來更換成轉子秤,喂料波動降為±2t/h,提升機電流波動在±1.5A,大大提升喂料的穩定性,減少分解爐喂煤的波動,正常情況喂煤曲線基本是一條直線。 


(4)減少窯內結圈和系統結皮 


在正常生產運行過程中,重點控制好窯內通風, 防止、減少結厚窯皮和結圈;及時清理煙室、分解爐內結皮;調整分解爐噴煤管位置,使分解爐內燃燒狀態和溫度分布更合理。


(5)強化窯內和爐內供氧


合理分配好窯爐風量,在確保窯內煤粉燃燒的氧氣外,盡可能開大三次風閥,確保爐內供氧,提高燃燒效率,同樣降低了窯內風速,提高窯前溫度,降低窯尾溫度,分布好窯內溫度梯度,減少結圈現象。


(6)降低系統阻力,降低系統各處風速


通過系統降阻,使預熱器系統風速降低,在確保不塌料情況下增加風料熱交換時間,C1出口溫度下降15℃左右。


3.精細管理,注重細節,逐步降低綜合電耗


節電是一個系統工作,從原料破碎機到熟料輸送拉鏈機,從每一臺用電設備上都要做到最經濟的用電參數,通過不斷技改和管理優化,熟料綜合電耗從原來60kWh/t之上下降到52kWh/t。


(1)這幾年通過將高溫風機、生料磨循環風機技改為高效風機,取得了一定節電效果。同時也對一些小風機進行改造,全廠小袋收塵器原來風機配置都是高壓風機,后來根據實際風壓進行技改,改成低壓大風量風機,節電率達到50%。


(2)摸索經濟產量。


①對窯進行經濟產量摸索, 過高產量會造成高溫風機、尾排風機用電量不成比例上升,反而不節電。②生料磨(兩臺中卸管磨),通過控制破碎物料粒度(多破少磨),同時對進磨熱風管進行擴大,提高進磨熱風量,增加烘干能力,臺時產量在原來基礎上提升了約10 t/h;在這個臺時產量基礎上通過優化磨機鋼球裝載量、優化磨機球配,在不影響磨機產量情況下降低主電動機電流,節約用電 100 kWh/h左右。③煤磨(一臺立磨),重點控制好其粉磨能力和循環負荷率之間平衡,當粉磨能力達到極限時。不要一味進行拉排風機,不然產量不升反下降,會增加電耗,所以要摸索到最佳平衡點。


(3)用電單元管理。細化用電,針對每臺用電設備建立用電臺帳,每天關注用電單耗,時時關注運行電流,能更直觀知道綜合電耗變化的原因,從中針對性采取措施,不斷優化調整。①對空壓機用氣進行管理,減少用氣量;規范用氣點,減少非生產性用氣,對一些用氣點管徑改小,調整壓縮空氣壓力(控在0.4MPa),對一些收塵器噴吹時間,塔架空氣炮間隔時間進行延長調整;減少空壓機供氣范圍,實行就地原則,減少管路損耗;根據不同點位對壓力要求不同采取分段分壓供氣;加強現場漏氣治理,定人定期檢查;管理后節電0.4kWh/t熟料。 


(4)降低阻力是節電的關鍵方面。首先對預熱器進行降阻,高溫風機節電1.5kWh/t左右,通過優化鍋爐進風管降阻,窯頭排風機節電0.5kWh/t左右。 


(5)優化工藝操作。通過對用電單元管理,對比自己最佳狀況,對比先進企業單機用單耗,從中優化工藝操作,改變思路,不斷摸索經濟用風參數,糾正大風大料思路,杜絕用電浪費,節電2kWh/t。


4.充分利用余熱,提升發電量


公司發電量從原來21.5萬kWh/d到現運行22萬kWh/d左右,同先進指標對比還有很大差距,這里只能談談在提高發電量上的一點心得。 


(1)在不犧牲窯況及煤耗基礎上,想辦法提高和穩定進鍋爐煙氣溫度。 提高C1出口溫度,當然不是加大高溫風機拉風和降低窯產量,而是通過對C1筒表面進行保溫處理, 降低表面散熱,從而達到提高進窯尾鍋爐溫度。通過處理,C1出口溫度提高約10℃左右,發電量可提升200kWh/d左右。 提高窯頭鍋爐溫度,不是通過前移窯頭鍋爐進風口,而是優化篦冷機風機用風和控制熟料結粒穩定料層,確保充分熱交換,杜絕吹穿冷風串人而降低鍋爐進口溫度;盡可能減少三段用風量,提高二段用風量。 


(2)對鍋爐清灰設備管理,并定期清灰,降低鍋爐內阻力,增加熱交換時間和熱交接面積,提高熱效率,降低排煙溫度。 


(3)加強對鍋爐各管道及鍋爐本體漏風和保溫工作管理。 


(4)加強對窯尾和窯頭旁路閥檢查,確保無漏風,防止熱風損失。 


(5)對冷卻塔風機風葉角度進行調整,降低循環水溫,同時對水質控制和管理,減少冷凝器結垢,提高真空度,降低排汽溫度,提高蒸汽利用率。


5.總結


精益管理工作,只有起點,沒有終點,沒有最好, 只有更好,沒有具體方式方法,可以海納百川,吸收一切有利的方式和方法。


來源:《湖州白峴南方水泥有限公司,浙江 長興》


作者:禹敏


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