天津院ttf分解爐

1、天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司(以下簡稱天津院)目前已有 57 條 5000t／d 級(jí)生產(chǎn)線相繼投入運(yùn)行，這些生產(chǎn)線均已達(dá)到或超過設(shè)計(jì)指標(biāo)。在工程實(shí)踐、試驗(yàn)及理論研究的基礎(chǔ)上，天津院對(duì)已投產(chǎn)的大量 5000t／d 生產(chǎn)線的預(yù)分解系統(tǒng)進(jìn)行了歸納總結(jié)和不斷的優(yōu)化改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了新型低能耗型第三代 5500t／d 預(yù)分解系統(tǒng)的研究開發(fā)，并已應(yīng)用于工程項(xiàng)目。2 5000t 5000t／d 燒成系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀 燒成系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀天津院的第一條

2、5000t／d 預(yù)分解系統(tǒng) 2002 年 6 月于池州海螺 1 號(hào)生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行，2002 年 10 月21-2413 進(jìn)行了燒成系統(tǒng)熱工標(biāo)定及考核驗(yàn)收工作，標(biāo)定結(jié)果為產(chǎn)量：5518t／d、燒成熱耗 2963.62kJ／kg 熟料、燒成系統(tǒng)電耗 23.68kWh／t 熟料。此套系統(tǒng)為國內(nèi)第一條考核驗(yàn)收的國產(chǎn)化的 5000t／d系統(tǒng)，在當(dāng)時(shí)的原燃料條件下，生產(chǎn)線完全達(dá)到設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)要求。隨著 5000t／d 生產(chǎn)線大量的普及應(yīng)用，很多生

3、產(chǎn)線設(shè)計(jì)階段的原燃料與實(shí)際使用的差別很大，部分生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)較池州考核指標(biāo)有一定的差距。為此，天津院在大量實(shí)踐反饋的基礎(chǔ)上進(jìn)行了針對(duì)性的優(yōu)化改進(jìn)。從實(shí)踐情況反映，改進(jìn)后的生產(chǎn)線運(yùn)行狀況有一定幅度的改善。表1 為實(shí)測部分生產(chǎn)線在產(chǎn)量為 5500t／d 左右時(shí)預(yù)熱器的出口溫度及壓力分布情況。表 1 部分 5000t/d 生產(chǎn)線預(yù)熱器出口溫度及壓力C1 出口廠家溫度，℃亞泰明城池州 1 號(hào)樅陽 4 號(hào)華新陽新英德海螺 D307331348

4、335322壓力，Pa-6900-5650-5100-4850-4500溫度，℃859871831879870壓力，Pa-3190-2470-2394-1580-1800溫度，℃952875861900880壓力，Pa-2860-1920-1500-630-1200C5 出口 分解爐出口3 第三代 第三代 5500t 5500t／d 預(yù)分解系統(tǒng)的研究開發(fā)及應(yīng)用 預(yù)分解系統(tǒng)的研究開發(fā)及應(yīng)用為了從根本上解決 5000t／d 燒成系統(tǒng)對(duì)原燃料

5、的適應(yīng)性較差的問題，天津院進(jìn)行了新型低能耗型5500t／d 燒成系統(tǒng)的研究開發(fā)， 即在保持回轉(zhuǎn)窯規(guī)格不變的前提下，通過采用優(yōu)化改進(jìn)的第三代預(yù)分解系統(tǒng)、 高效篦冷機(jī)及燃燒器等燒成技術(shù)與裝備使整個(gè)燒成系統(tǒng)能力達(dá)到額定 5500t／d， 性能指標(biāo)達(dá)更優(yōu)，其主要技術(shù)方案及特點(diǎn)如下：3．1 5500t／d 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)燒成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：燒成熱耗：2967.8 kJ／kg 熟料；預(yù)熱器出口溫度：305±15℃；出口壓力：-4800

6、±300Pa；預(yù)熱器出口含塵濃度：<65g／m3(標(biāo))；預(yù)熱器出口 NOx：<500 mg／m3 (標(biāo))(10％ O2)。3．2 第三代預(yù)分解系統(tǒng)方案3．2．1 預(yù)熱器物料在管道中分散越好，氣固接觸表面積越大，即式(1)中 A 越大，相應(yīng)氣固換熱速率快。通過第二代預(yù)分解系統(tǒng)的大量工程實(shí)踐證明， 采用圖 l 所示結(jié)構(gòu)的撒料裝置， 在相同情況下(相對(duì)于弧形板等其它型式的撒料裝置)，出預(yù)熱器出口溫度可下降～20℃，說明該

7、撒料裝置可使物料充分分散。B 提高旋風(fēng)筒的分離效率研究表明提高旋風(fēng)筒分離效率可有效提高預(yù)熱器系統(tǒng)換熱效果[1] 。主要措施是采用分離效率高、結(jié)構(gòu)型式合理的旋風(fēng)筒。 第三代旋風(fēng)筒采用二心 270°大蝸殼型式(圖 2)， 研究顯示其分離效率(圖 3)較高。數(shù)值模擬研究 CFD 計(jì)算結(jié)果表明，該旋風(fēng)筒 Cl 分離效率可達(dá) 94％～96％，其它各級(jí)～90％，較第二代(分離效率 Cl 93％～95％，其它～88％)有一定幅度的提高，而預(yù)

8、熱器系統(tǒng)阻力相當(dāng)。3．2．1．2 降低預(yù)熱器系統(tǒng)的阻力預(yù)熱器系統(tǒng)的壓損主要產(chǎn)生在旋風(fēng)筒上，管道系統(tǒng)所占的比例很小，考慮預(yù)熱器系統(tǒng)的降阻主要從降低旋風(fēng)筒的阻力損失著手。通過理論分析及工程實(shí)踐，在不影響旋風(fēng)筒分離效率的前提下，我們采取的主要措施如下：(1)采用結(jié)構(gòu)合理的二心大蝸殼型旋風(fēng)筒(圖 2)，它具有 270°的大蝸殼內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)，可使氣流平穩(wěn)引入旋風(fēng)筒，擴(kuò)大了大部分進(jìn)口區(qū)域與蝸殼，減少了進(jìn)口區(qū)渦流阻力；圖 2 旋風(fēng)筒示意圖 圖

9、 3 旋風(fēng)筒分離效率(2)進(jìn)風(fēng)口尺寸形狀合理設(shè)計(jì)，減少或避免進(jìn)口氣流與回流相撞；適當(dāng)降低進(jìn)口氣流速度，適當(dāng)合理地降低筒內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)速度；(3)合理設(shè)計(jì)內(nèi)筒直徑，適當(dāng)降低旋風(fēng)筒出口風(fēng)速，縮短氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)的無效行程。旋風(fēng)筒分離效率的提高與阻力的降低是相互制約的，第三代預(yù)分解系統(tǒng)總體開發(fā)思路是，在系統(tǒng)阻力變化不大的情況下適當(dāng)提高分離效率。 第三代旋風(fēng)筒保留第二代低阻的優(yōu)點(diǎn)， 內(nèi)筒風(fēng)速適當(dāng)提高，從第二代的 11～14m／s 提高到 14～16m

10、／s，現(xiàn)場實(shí)測及 CFD 計(jì)算表明，單個(gè)旋風(fēng)筒的阻力增加很小(20～30Pa)，預(yù)熱器整體阻力基本相當(dāng)(分解爐出口至預(yù)熱器出口總壓降為 3500～3800Pa)，但系統(tǒng)分離效率較高，相應(yīng)換熱效果好。3．2．1．3 預(yù)熱器系統(tǒng)其它細(xì)節(jié)開發(fā)考慮本項(xiàng)目在注重旋風(fēng)筒開發(fā)的同時(shí)，對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)其它細(xì)微結(jié)構(gòu)亦進(jìn)行了優(yōu)化：(1)料管：在保證料流順暢基礎(chǔ)上，盡可能縮小其尺寸，同時(shí)在料管的工藝布置保證管內(nèi)物料有足夠的沖擊力，確保物料在風(fēng)管內(nèi)充分分散。(2)