中国铝业中州分公司年氧化铝生产能力为137万t。其烧结法生产系统主要设备为6台Φ4.5×100m回转窑，其中5＃、6＃窑采用转子称及多风道燃烧器喂煤，产量低，能耗高。公司于2004年4月和10月分别对两台窑的煤粉制备及燃烧系统进行了改造，效果良好，达到了提产降耗的目的。
一、转子称配单风道燃烧器系统存在的问题
1、煤粉制备及燃烧系统基本配置煤粉制备及燃烧系统的工艺流程为：原煤从原煤仓进入磨煤机进行磨制，合格后通过管道输送到粗粉分离器进行分离，不合格的煤粒通过管道返回到磨煤机重新磨制，合格的煤粉随风进入细粉分离器进行分离。分离出的合格煤粉进入煤粉仓，通过转子称进入到喷渠道，通过风喷入回转窑，而分离出的废气进入布袋收尘器，除尘后排入大气。该系统的工艺流程见图1a。
该系统主要设备参数如下：回转窑Φ4.5×100m，安装斜度3.5％，设计产量55t／h，烧结温度1200℃～1300℃，耐火材料寿命平均120天，耗煤量7.8t／h，窑尾排烟温度220℃，火焰长度约7m。磨煤机DTMΦ2.9m×4.1m，产量14t／h排粉机M9－26No13DQ＝39910m3／h，全压10045Pa多风道喷煤管GD－10型，四风道转子称DRW3.1，PFISTER公司布袋除尘器96LCPM－12，除尘面积231m2罗茨风机L73WDBQ＝5754m3／h，全压49500Pa
2、煤粉制备及燃烧系统存在的主要问题
采用转子称及多风道燃烧器喂煤具有喂煤量准确、稳定的优点，对稳定火焰形状有一定的帮助。但存在一定的问题，主要表现在以下几个方面：
①采用多风道喂煤系统，回转窑的产量低于采用单风道喂煤系统窑的产量，按喂料系统油隔泵冲刺计算，平均低1冲刺／分。
②常规操作时，多风道喷煤管火力集中，火焰短，不易形成窑皮，容易造成炉体温度高，影响提产，缩短耐火砖使用周期。
③由于5＃、6＃煤粉制备系统的废气没有入窑，故两套系统仍然保留袋式除尘器，在煤粉温度和环境温度高时，该除尘器易着火，不安全。
5目前5＃、6＃窑转子秤和多风道喷煤管采用罗茨风机供风，该风机安装在一楼磨煤主机厂房，其产生的噪声主要是气体动力性噪声和机械性噪声，最高可达110dB，严重影响员工工作。
二、改造方案
鉴于5＃、6＃窑多风道喂煤系统存在以上缺点，计划将多风道改为单风道，仍然采用转子秤喂煤，目的是既发挥单通道产量高、火力均衡的特点，又保留了转子喂煤量准确、火焰形状稳定的优点，同时可以基本解决罗茨风机噪音大、袋式除尘器易着火等问题。
1、实施方案采用比较成熟的单风道喷煤管模式替代原有的多风道喷煤管，增加一台M9－26No14D鼓风机做为喷煤管的一次风风源，该风机Q＝58850m3／h，全压P＝10045Pa，单风道喷煤管正常操作需要风量Q＝30000m3／h，压力P＝2000Pa，考虑到火焰调节的需要，计划新增加的鼓风机采用变频调速，因此在风量和压力上留有一定的余量，以满足挂窑皮、正常操作、提产等不同操作对风量和风压的需要，同时该型号风机使用可靠，维修费用低，故选用该型号鼓风机；保留转子秤，转子秤煤粉输送空气仍由一台罗茨风机提供，停用一台罗茨风机；煤粉制备系统停用袋式除尘器，废气一部分通过M9－26No14D鼓风机入窑，一部分做为磨煤机的循环风从磨煤机的进料口入磨，在废气入窑和磨前的管道上均设有风门及配套的执行器，可以根据熟料窑火焰控制的需求来调整废气的入窑量，剩余入磨废气量大小对磨的操作不产生任何影响。新增加的一台鼓风机和罗茨风机均采用变频调速，在操作上可实现对一次风和喷煤量的无级调控，满足生产需要。具体工艺流程配置见图1b。
2、方案的可行性根据1＃～4＃回转窑运行情况来看，在回转窑正常操作时，M9－26No14D鼓风机的转速为680～
720r／min，电流100～120A，喷煤管的一次风压力为2000Pa左右，新增加的鼓风机完全满足生产需要。变频后的罗茨风机可以为转子秤提供18～40m／s风速的输送空气，来确保煤粉从各排转子室卸出。同时由于电机采用变频调速，可以在生产过程中通过试验确定满足转子秤输送煤粉的最低转速，确定后可保持该鼓风机的转速不变，通过调整转子秤电机转速来调整喷煤量，通过调整M9－26No14D鼓风机电机转速来调整一次风压力、风量，达到控制火焰形状的目的。同时转子秤煤管与单风道喷煤管一次风流向之间夹角135°，通过文丘里管连接，采用负压操作，在两台风机出风口风道之间有转子秤转子相隔，因此，两台风机在运行过程中不会因出口风道并联和压力不平衡而产生“喘振”现象；煤粉制备系统停用布袋除尘器、废气分别入窑和磨煤机的方案在1＃～4＃窑已运行很长时间，有比较成熟的经验，不存在任何问题。此外，离心风机的基础、设备、管网布置、煤粉制备系统的管网布置均可在不停回转窑的情况下提前进行，整个改造工作可随窑的检修同步进行施工，不需要额外增加改造时间。
三、改造效果
转子称系进口设备，单风道喷煤管配转子称作为熟料窑的煤燃烧系统使用，公司对其通过改造后，达到了提产降耗的目的，主要表现在以下几个方面：
①由于采用变频技术，窑前鼓风机和罗茨风机可以实现无级调速，其风量、压力同样可以实现无级调控，使得火焰形状的调整变得很容易。
②大幅度的改善窑况，使耐火砖的寿命得到很大的提高，其中5＃窑的窑龄首次突破200天，改造前后窑龄对比见表1。
③改造后喷煤管火焰在正常操作时形状稳定，不易发散，在熟料烧结区可集中能量，均衡操作。同时火焰长度增加近1m，可增加烧结反应长度，有利于稳定窑况和操作；产量大幅度提高，较改造前单台窑熟料产量提高4t／h，两台窑全年可多产氧化铝约2万t，经济效益显著。另外，由于转子称和喷煤鼓风机采用变频调速，可任意调节火焰长度，在窑操作不稳定时，可迅速扭转、稳定窑况，条件具备时又可以迅速提产。
5去掉两台袋式除尘器，从根本上杜绝了发生煤粉着火的可能性，煤粉制备系统的安全可靠性大幅度提高。
⑤由于产量增加，单位熟料能源消耗由改造前的125kg标煤／t下降到101kg标煤／t，大大降低了能源消耗。
⑥停用两台罗茨风机，降低了噪声，有利于改善工作环境。
⑦整个技改投资约100万元，其中设备及备件费用为30万元，管道材料及制作费20万元，改造施工费30万元。技改后年增产氧化铝2万t，按现行氧化铝价格4300元／t计算，除去各项成本，纯利润3000元／t，全年利润6000万元。同时停用两台布袋收尘器，可降低运行及维护费用8万元，合计年获效益5908万元，改造后经济效益显著。
8/9/2005
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