近年來，我院對多條600～2000t/d新型干法生產線進行了不同程度的改造，均取得了明顯的效果。實踐證明，應用現代窯外分解技術對早期的新型干法生產線進行改造投資省，按新增產量計算投資費用在200～300元/t；改造工期短，在充分地作好準備工作的前提下，可利用工廠正常大修期間分階段完成，對生產的影響??；無須進行生產培訓，工廠都有多年的生產經驗，改造后很快就能適應生產需要；增產、節(jié)能效果明顯，改造后短期內即可達到目標。
　　

近期我院對山東魯南水泥有限公司2條2000t/d生產線進行全系統改造，總費用為2500萬元。目前，2號窯燒成系統已基本改造完畢，達到了預期的目的，本文僅對燒成系統的改造進行簡要介紹。

1　技改前的生產狀況

　　該公司2條生產線始建于1987年4月，1994年通過驗收，1996年實現年達產，回轉窯運轉率為82.46%，日產熟料4166t，年產熟料125.4萬t，超過了設計能力。近幾年生產基本正常，但熟料燒成熱耗高，水泥綜合電耗也高，生產成本居高不下。
1.1　燒成系統主機設備見表1

1.2　燒成系統主要存在問題
　　

1)窯尾為2-1-2-1布置的4級預熱器，且?guī)У蜏赜酂岚l(fā)電，C₁筒出口溫度高達400℃以上；旋風筒結構形式較老，系統阻力5500～6000Pa；
　　

2)系統漏風嚴重，高溫風機轉速高達880r/min，根據標定結果，高溫風機進口風量480000m³/h；
　　

3)入爐三次風溫較低(650～700℃)，分解爐結構不合理，爐容偏小，燃料在爐內存在不完全燃燒的問題，入窯生料分解率85%～90%；
　　

4)冷卻機熱效率較低，根據標定結果僅達到48%，入庫熟料溫度高達150℃以上，尤其是夏季更影響水泥粉磨系統正常運行；
　　

5)分解爐煤粉燃燒不完全，入窯后使窯內液相量過早出現，加之熟料KH值偏低(0.85～0.88)，1450℃時液相量偏高(達26%)，使窯內結蛋頻繁，熟料結粒不均齊，既影響窯的產量，也影響熟料質量；
　　

6)高溫風機(1600kW)等設備配套的電動機功率過大，入窯生料采用氣力輸送等，都增加了燒成系統電耗。

1.3　操作參數簡介
　　

中央控制室記錄的改造前2號窯運行參數見表2～4。

2　改造方案

1)擴大窯門罩，增加下料口截面使風速由原來的10m/s降至5m/s，將三次風由篦冷機改為從窯門罩側面抽取。
　　

2)將窯頭、窯尾均改為新式魚鱗片式密封，對各級旋風預熱器下料翻板閥進行改造和修復，以減少系統的漏風。
　　

3)對窯尾煙室的斜坡和后窯圈進行綜合改造，使斜坡處的截面風速由原來的13m/s降至8.6m/s。
　　

4)經計算提高產量后，各級旋風筒的截面風速在3.5～4.5m/s，尚在允許范圍內。但上升管道內風速達到20.2～22.5m/s，已屬偏高，不利于系統阻力的降低。為此，采用新型耐熱保溫材料取代原有耐火材料，擴大管內有效內經，使風速降低為18～19m/s，從而降低系統阻力。
　　

5)由于原分解爐總容積較小，僅為340m³，煤粉燃燒時間不足，爐內風速偏高，流場不合理。根據現場的具體情況，SC室基本保持不變，增加MC室寬度和改變斜坡尺寸，使總容積擴大至510m³，停留時間由原來的2.07s提高至3.93s，確保煤粉在爐內的燃盡率和生料碳酸鈣的分解率。分解爐改造后結構如圖1所示。
　　

　　圖1　分解爐擴容示意圖
　　注:1.圖中粗實線部分為改造后形狀，雙點劃線部分為改造前形狀；
　　2.圖中尺寸均為有效尺寸

　　6)原篦冷機為復合式兩段篦床冷卻機(本項工作由設備制造廠家完成)，本次改造重點是采用控制流技術對第一段進行改造。主要方案為:
　　①在熟料驟冷區(qū)和熱回收區(qū)(高溫區(qū))采用充氣梁篦板，其中前5排采用固定式充氣梁篦板，傾斜面15°，配備2臺高壓風機和1臺平衡風機；后續(xù)15排固定式充氣梁篦板與裝有高阻力、低漏料篦板的活動梁相間排列，傾斜3°，配備2臺高壓風機和1臺中壓風機。
　?、谠谥袦貐^(qū):考慮到熟料結粒不均，為提高冷卻效果，第一段篦床的21～28排全部改為高阻力、低漏料篦板，這有利于熟料的進一步冷卻和熱回收。
　?、塾捎诟G下料口區(qū)域的篦床采用固定式充氣梁篦板，出窯熟料易于堆積，即“堆雪人”，故在端部殼體上加裝了5個空氣炮，適時清理過多的積料，以保證篦冷機安全穩(wěn)定的運行。
　?、芨脑炖鋮s機篦下鎖風裝置。
　　7)改變配料方案，將熟料KH提高至0.89±0.01，減少液相量。
　　8)檢修回轉窯托輪和輪帶，將窯速提高至3.1r/min。
　　9)將窯尾生料氣力提升泵改為斗式提升機。

3　改造效果

　　綜合改造后從2001年4月28日開始點火烘窯，自5月4日7時生料喂料量提高到氣力泵所能達到的最高喂料量160t/h(折合熟料2330t/d)，連續(xù)穩(wěn)定運轉到5月13日7時，操作參數幾乎沒有變化。2001年7月，將入窯喂料系統由氣力輸送改造為斗式提升機輸送，生料喂料量在170t/h(折合熟料2470t/d)，系統穩(wěn)定運行，7月月平均臺時產量達96.3t/h，創(chuàng)歷史新高。改造后，窯內煅燒壓力減輕，熟料結粒變小且均齊，系統產量明顯提高，而燃料用量增加的幅度較小，C₁出口溫度和高溫風機的轉速都有所下降，具體操作參數和改造目標見表5～7。

　　2號窯系統改造收到了良好的效果，窯臺時產量由原來2080t/d提高到2470t/d；熟料質量沒有下降，fCaO合格率月均96.3%，熟料強度月均53MPa(新標準)；根據現場3d記錄測算，熟料燒成熱耗小于3340kJ/kg；由于沒有取得電耗測量數據，目前無法得知燒成分步電耗確切值，但由于系統改造后，系統裝機容量沒有增加，而熟料產量大幅提高，可以肯定單位熟料燒成電耗是降低的。