1、 作者：1 张亮， 2 董寿连 单位:1 山水集团安丘山水水泥公司， 2 大连易世达新能源发展股分有限公司 2009-7-17 1.概述篦冷机循环鼓风技术是大连易世达新能源发展股份有限公司的一项专利技术。主要技术要点是：在窑头排风机出口提取小于或等于窑头 AQC 余热锅炉通风量的 7090温空气，通过专用管道与冷却机中温室鼓风机串联，然后鼓入冷却机中，从而构成热风从篦冷机沉降室AQC 锅炉窑头收尘器窑头排风机专用管道冷却机鼓风机篦冷机的循环。在循环过程中，空气是循环纽带，热量是循环携带对象。首先温空气进入冷却机与熟料进行热交换获得热量成为热空气，然后热空气进入 AQC 锅炉再将所获得的热量全部
2、传递给工质，由于该循环过程中热损失量很少，因此大大提高了余热锅炉的余热利用率。过去由于担心温空气会导致熟料质量下降、会对篦冷机运行安全带来不利影响，因此该项技术一直未敢采用，直到去年下半年山水集团受到世界性金融危机冲击后，集团领导为寻求更大的经济效益，决定在安丘山水水泥公司的 2# 5000t/d 水泥窑余热电站上进行篦冷机循环鼓风技术应用试点，试用成功后向集团所有电站推广。安丘山水 2#窑篦冷机循环风技术改造由大连易世达新能源发展股份有限公司负责设计，于 3 月 15 日改造完成并投入使用，通过试运行发现进 AQC 锅炉温度提高 57.2，单窑发电功率平均提高 823kW，未出现温空气影响熟
3、料质量和冷却机运行安全问题，试用喜获成功。为使大家全面了解篦冷机循环风技术和篦冷机循环风技术带来的技术效果，现就安丘山水 2#窑篦冷机循环风技术改造设计、安装、操作等进行介绍。2.篦冷机循环鼓风系统设计2.1 篦冷机循环风量的确定篦冷机循环风服务对象是 AQC 余热锅炉，因此篦冷机循环风量应由 AQC 余热锅炉通风量来确定，为获取最大的余热利用效率，应尽可能地提高篦冷机循环风量，因此篦冷机循环风量 QC设计按 AQC 余热锅炉通风量 QAQC进行设计。Q C=QAQC(1)式中：Q C篦冷机循环风量，Nm 3/h；Q AQCAQC 余热锅炉通风量，Nm 3/h；2.2 篦冷机循环风管道的设计
4、(1) 篦冷机主循环风管径的确定篦冷机 A 侧主循环风管径的确定D A=(QGCA/2826) 0.5(2)式中：D A篦冷机主循环风管径，m；Q GCA篦冷机 A 侧主循环风管工况风量，m 3/h；主循环风管风速，m/s；篦冷机 B 侧主循环风管径的确定同B 侧主循环风管径D B=(QGCB/2826) 0.5(3)(2)篦冷机循环风管保温设计由于篦冷机循环风管道直径较大，长度较长，为防止循环风散热降温，在篦冷机循环风管道施加体外保温措施，具体做法是在循环风管道外侧用 200 厚岩棉毡包裹，然后用 0.60.8mm 镀锌铁皮保护，通过采取体外保温措施，使篦冷机循环风管道温降控制在 5以内。(
5、3)篦冷机循环风管布置及阀门控制为降低循环风管道阻力，管道布置应尽量取直，避免转弯，距离尽量缩短，为便于布置本公司篦冷机主循环风管布置在篦冷机两侧的鼓风机上方，通过三通与风机入口相联。为防止循环风温度有可能偏高导致熟料冷却操作恶化，同时也为满足在掉篦板或结大蛋时需要快速冷却，在每侧主循环风管上设调节阀门，在与风机入口相联三通管道上设冷风阀门。主循环风管调节阀门和三通管冷风阀门由水泥窑中控员根据熟料冷却要求进行控制，以防止循环风对水泥窑操作带来的不利影响。(4)篦冷机循环风改造投资本项目改造比较简单，除需增加几个调节阀门外，其它为板材、型钢和保温材料等，安丘山水 2#窑的篦冷机循环风改造投资为
6、20.9 万元。3.篦冷机循环风应用效果我公司篦冷机循环风改造是在正常生产过程中完成主体安装，利用停窑检修时间完成与窑头烟筒和篦冷机鼓风机的对接，单窑工期计划为 10 天。安丘山水 2#窑篦冷机循环风是利用煤磨换减速机的停检时间完成对接，并于 2009 年3 月 15 日投入使用。安丘山水 1#窑篦冷机循环风主体安装已完成，但未完成对接使用，计划在 4 月底月检中实现对接，将于 2009 年 5 月投入使用。考虑 1#窑篦冷机循环风未投入使用，因此仅介绍 2#窑篦冷机循环风投入后使用效果。3.1 入 AQC 温度及发电能力2#窑篦冷机循环风投入使用后，中温风品质出现了明显变化，为说明篦冷机循环
7、风投入前用后的变化情况，今通过对相同工艺条件下 2009 年 3 月1530 日篦冷机使用循环风时入 AQC 温度和 2008 年 12 月 1631 日不使用循环风时入 AQC 温度，通过统计两时段入 AQC 温度变化来说明篦冷机使用循环风的效果，统计结果见下表 1 和表 2。表 1.2008 年 12 月 1631 日篦冷机不使用循环风时入 AQC 温度等参数 熟料产量 烧煤量 SP 入口温度 AQC 入口温度 日发电量 平均发电功率日期t/d t/h kWh kW12 月 16 日 5604 32.7 286.0 313.0 162620 677612 月 17 日 5676 33.1
8、285.0 286.0 153409 639212 月 18 日 5700 33.3 286.0 282.0 150074 625312 月 19 日 5832 34.0 281.0 304.0 152784 636612 月 20 日 5688 33.2 279.0 305.0 162399 676712 月 21 日 5592 32.6 284.0 297.0 150345 626412 月 22 日 5496 32.1 290.0 311.0 169735 707212 月 23 日 5460 31.9 287.0 323.0 176491 735412 月 24 日 5760 33.6
9、 279.0 324.0 173027 720912 月 25 日 5820 34.0 281.0 324.0 173607 723412 月 26 日 5820 34.0 284.0 321.0 176680 7362熟料产量 烧煤量 SP 入口温度 AQC 入口温度 日发电量 平均发电功率日期t/d t/h kWh kW12 月 27 日 5808 33.9 285.0 313.0 168835 703512 月 28 日 5700 33.3 286.0 317.0 170249 709412 月 29 日 5724 33.4 281.0 307.0 167298 697112 月 30
10、日 5772 33.7 287.0 304.0 165660 6903平均 5697 33.2 284.1 308.7 164881 6870表 2.2009 年 3 月 1530 日篦冷机使用循环风时入 AQC 温度等参数 熟料产量 烧煤量 SP 入口温度 AQC 入口温度 日发电量 平均发电功率日期t/d t/h kWh kW3 月 15 日 5676 33.1 282.0 373.5 178750 7448 3 月 16 日 5580 32.6 279.0 358.5 183193 7633 3 月 17 日 5724 33.4 277.5 386.0 179699 7487 3 月 1
11、8 日 5844 34.1 282.0 365.0 184353 7681 3 月 19 日 5700 33.3 287.0 360.0 185924 7747 3 月 20 日 5616 32.8 281.5 371.5 188953 7873 3 月 21 日 5568 32.5 279.0 364.5 178535 7439 3 月 22 日 5400 31.5 280.0 368.5 185491 7729 3 月 23 日 5820 34.0 283.5 358.5 188303 7846 3 月 24 日 5880 34.3 286.0 358.5 189504 7896 3 月
12、25 日 5760 33.6 281.0 366.5 186594 7775 3 月 26 日 5820 34.0 282.5 365.5 188567 7857 3 月 27 日 5700 33.3 285.5 373.0 191216 7967 3 月 28 日 5760 33.6 280.5 363.0 181172 7549 3 月 29 日 5676 33.1 286.5 356.5 179274 7470 平均 5702 33.3 282.2 365.9 184635 7693 表 1 与表 2 是两个不同时段却具有相同熟料产量、相同烧煤量、相同 C1 出口（SP 入口）温度的统计
13、数据，表 1 篦冷机没有使用循环风，表 2 篦冷机使用了循环风。从表 1 与表 2 看出篦冷机使用循环风后，AQC 入口温度平均提高365.9-308.7=57.2，发电功率平均提高 823kW，技术效果明显。3.2 鼓风机风门开度、阻力、电流变化篦冷机使用循环风后，由于鼓风温度提高了 5070，因此风机特性发生改变，鼓风量减少，为保持熟料冷却效果不变，要求在操作上适当增大篦下鼓风压力控制，相应要求鼓风机适当增大风机转速，适当增大鼓风机轴功率控制。下表 3 是篦冷机使用循环风前后，篦下风机控制参数和调节参数的变化情况。表 3.篦冷机使用循环风前后各控制、调节参数的变化 二段篦床下鼓风机 三段篦
14、床下鼓风机阶段参数内容 单位 57.18 57.19 57.20 57.21 57.22 57.23 57.24进风温度 20 20 20 20 20 20 20篦下控制压力 Pa 6600 5500 6200 5500 4500 3500 3300篦速 r/m 470 606风门开度 % 67 66 66 66 67 66 66无循环风风机电流 A 96 153 69 169 168 87 113进风温度 7090 7090 7090 7090 7090 20 20篦下控制压力 Pa 6900 6000 6500 5800 5800 4000 3700篦速 r/m 470 606风门开度 %
15、 77 75 77 75 75 75 76有循环风风机电流 A 105 168 81 190 185 105 1273.3 熟料冷却效果篦冷机使用循环风后，出中段篦床的熟料温度略有升高，但由于在操作上增大了三段篦床的冷却风量，因此出冷却机熟料温度变化并不是很大，这也可从熟料破碎拨气管表面温度来判断，手摸拨气管表面温度稍有升高，说明出冷却机熟料温度变化并不是很大。3.4 入窑二次风、入炉三次风及熟料产量篦冷机使用循环风后，入窑二次风、入炉三次风温略微有些升高，但变化并不明显。篦冷机使用循环风后，熟料产量与篦冷机使用循环风前基本相同，没有变化，说明篦冷机使用循环风后，对熟料生产没有影响。4.效益分
16、析篦冷机使用循环风后，2#窑余热发电能力提高 823kW，吨熟料发电量平均提高：823kW/237.5t/h=3.47kWh/t，因使用循环风后鼓风电耗增加0.68kWh/t，吨熟料净增发电量为：3.47kWh/t-0.68kWh/t=2.79kWh/t。若水泥窑以年生产水泥熟料 5700t/d320d=1824000t 计，全年可产生 508 万元经济效益，而项目改造投资仅用 20.9 万元，投资回报率相当可观。5.热点问题探讨由于我公司篦冷机使用循环风时间较短，数据和资料积累十分有限，因此还不能肯定循环风技术完全成熟，诸如循环风对篦冷机篦板寿命的影响，循环风对篦床传动系统的影响，循环风对熟
17、料强度的影响，循环风对熟料冷却电耗影响，电收尘效率对循环风管道的影响等尚需在长时期观察和不断地完善后才能得出客观正确的结论。但是根据我们经验，我们认为循环风对篦冷机的影响十分有限，有些影响在采取相应措施后是可以克服的。首先，关于篦板寿命，我们认为影响不大，一是篦板材料耐温较高，二是循环风温度并不高，三是篦板所接触的物料温度较低，因此循环风对篦冷机篦板寿命影响不大；第二、关于篦床传动，我们认为循环风对篦床传动系统是有影响的，但这种影响在调整润滑油牌号后，即由现有的锂基质调整为耐高温抗乳化的二硫化钼润滑油完全能够克服，因此这一问题并不是主要问题；第三，关于熟料强度，我们都知道篦冷机高温段熟料冷却对
18、熟料强度影响较大，而中温段和低温段熟料冷却则影响较小或没有影响，而循环风主要影响的是篦冷机中温段和低温段，因此我们说篦冷机循环风对熟料质量影响十分有限，这种影响可从物理检验：熟料 R330MPa，R 2860MPa 熟料质量未降低得到证明。第四、关于循环风管道积灰问题，该问题提出主要基于以下情况，一是点火时初期电收尘器一般不送电；二是电收尘器故障送不上电；第一种情况浓度大但时间短，可通过关团循环风来解决，第二种情况浓度不大但持续时间长，可通过人工定期吹扫的办法加以克服。因此这一问题并不是个严重问题。6.结论篦冷机循环鼓风技术是大连易世达新能源发展股份有限公司的一项专利技术。通过在山水集团安丘水泥公司 2#水泥窑的篦冷机上应用，取得净增吨熟料发电量 2.79kWh/t，投资回报率 2430%显著技术经济效果，尽管应用时间比较短，一些优势和问题还有待进一步研究，但是从目前运行情况来看，篦冷机循环鼓风技术是成熟的、可靠的，并且随着技术应用的不断深入，篦冷机循环鼓风技术将为循环经济发展做出突出的贡献。
