熟料窑节能优化实践

马文选

(中铝山西分公司， 山西 河津 043300)

设备节能

熟料窑节能优化实践

马文选

(中铝山西分公司， 山西 河津 043300)

在烧结法生产氧化铝中，熟料窑能耗高，节能潜力大。通过对熟料窑煤粉燃烧器、冷却器、密封系统进行改进，取得了显著节能降耗效果。

熟料窑； 四道煤粉燃烧器； 流态化床式冷却器

某公司老系统的140万t烧结法熟料烧成工序是氧化铝生产的核心生产工序之一，其能耗占烧结法生产总能耗的一半以上。尤其是在通过工艺优化，实施创新串联法烧结法粗液合流后，熟料窑能耗比甚至可以达到烧结法系统的2/3左右。因此，抓好熟料烧结环节的节能，对降低串联法生产氧化铝成本具有很重要的意义。

熟料烧结系统能耗高的主要原因：一是燃烧技术及设备落后，火焰及温度控制精度低，烧成过程产量和质量较差，同时燃烧不完全造成煤耗升高；二是系统密封技术及设施落后，漏风严重，热工制度受到破坏；三是熟料冷却系统效率低，出料温度高，热能利用率低。老系统的吨熟料煤耗高达250 kg以上。

1 技术现状分析

煤粉燃烧器是大窑的关键设备，目前某厂仍使用20年前早期的单通道燃烧器技术，燃烧效果比较差，煤的燃烬率低，能耗高。国内煤用燃烧器已大量使用双风道、四风道等多通道燃烧器，由于其技术先进、燃烧效果好，是单风道燃烧器的换代产品。

新建的熟料窑或水泥窑等普遍采用了篦式冷却机作为熟料冷却系统，使用效果比较好。而某厂对其进行彻底改造难度极大，结合实际考虑，在窑头竖井与单冷机之间巧妙的增加新型流态化床式冷却设备，后段仍采用单冷机，将两种冷却方式相结合，可大幅提高二次风温、降低熟料温度、减少热损。

窑头、窑尾、冷却机的运转连接部位采用的单层、鱼鳞片式密封的密封效果比较差、漏风严重，而且硬性连接导致窑运行过程中的偏摆极易损坏密封。虽然新型密封技术被不断应用在国内同类型设备上，但使用较好的是双柔性三层密封技术。该密封内层为不锈钢鱼鳞片，中间为柔性碳硅铝复合板，外层为普通钢鱼鳞片。该密封装置可随窑的偏摆及轴向摆自动调整，其具有柔性强、硬度适中、磨耗低、耐高温、寿命长，密封效果好，操作简单，更换方便等优点。

2 节能改造实施

2012年对2#熟料窑实施大修节能一体化改造， 2013年1月投料试车一次开车成功，目前运行已超过半年。项目实施后熟料窑产能提高、热工制度稳定，降耗效果显著。

2.1 采用新型四道煤粉燃烧器

将现有单通道煤粉燃烧器更换为高效四风道煤粉燃烧器(如图1)。该燃烧器提高了煤烬率和火焰温度，并可灵活掌握火焰强度和长度，达到火焰的精确控制，从而实现降耗和提产，并减少烧结过程发生的故障，提高内衬寿命。

图1 新型四道煤粉燃烧器

2.2 单冷机前端增加一级流态化床式冷却器

熟料出料温度高，现有的单冷机效果和能力达不到要求。在熟料窑下料口与单冷机之间增加一级新型流态化床式冷却设备(如图2)，强化熟料降温能力，将两种冷却方式结合使用，可回收熟料中的热量，提高二次风温度，并可改善煤粉的燃烧效果，达到节能降耗的目的。同时，对单冷机内扬料板换型，采用新型耐高温、高效扬料板，进一步强化熟料冷却效果，提高余热利用。

图2 新型流态化床式冷却设备

2.3 窑头罩及密封新技术

窑头、窑尾、冷却机连接部位的密封，由单层鱼鳞片式密封改为三层双柔性复合密封，降低了系统漏风，对提产降耗、改善工况方面都有明显效果。

3 实施效果

2#熟料窑开车成功后逐步组织提产，加大进料量，产能在6台窑中最高，节能效果显著。

3.1 窑的产能及煤耗情况

2#熟料窑改造后，火焰温度高、热工稳定，提产降耗效果明显，产能和煤耗指标比实施前得到大幅优化，实施前后对比见表1。

表1 2#窑优化项目实施前后产能、煤耗对比

3.2 出料温度情况

由于扬料板充足、密封效果良好，2#窑的熟料温度平均为82 ℃，远低于其它几台窑，达到了目标值小于140 ℃的要求。其它几台窑则温度较高，最低为190 ℃，最高为340 ℃。实施前后对比见表2。

表2 各窑2013年1月份实测出料温度对比 ℃

3.3 整体运行效果

技改后，燃烧器能使煤粉充分燃烧提高其燃烧效率，有利于窑内热工制度的稳定；同时冷却机内扬料板充足，整体密封效果良好，漏风大幅减少，使其负压保持较好，平均463 mbar，排烟机能耗降低，运行频率仅为38 Hz左右，从而有效利用了二次风、降低了热损耗。综上，2#熟料窑产能提高10.2%，煤耗降低12.5%。

熟料质量也有较大改善。熟料质量标溶ηNa、ηAl分别完成91.2%，91.8%，与其它窑相比提高较大，而且由于2#窑热工制度稳定，跑黄料现象远少于其它窑。

4 结束语

2#窑节能优化项目实施后，产能、煤耗及出料温度均达到了生产要求，其中产能提高10.2%，煤耗降低12.5%，每月降低成本近百万元，节能降耗效果显著，具有较高的推广应用价值。

Practice of Energy Saving Optimization of Clinker Rotary Kiln

MA Wen-xuan

The energy consumption of clinker rotary kiln is high, and the energy saving potential is great in alumina production with sintering process. The obvious effects of energy saving and consumption reduction was realized by improving pulverized coal combustor, clinker cooler and sealing system of clinker rotary kiln.

clinker rotary kiln; four-channel pulverized coal combustor; fluidized bed cooler

2013-09-13

马文选(1969—)， 男，山西运城人，硕士，高级工程师，多年从事氧化铝生产技术管理工作。

TF821

B

1008-5122(2014)01-0024-02