前言
某公司擁有一條2 500 t/d 水泥熟料生產線，配置HRM3400E生料立磨，設計台時產量190 t/h，實際產量230 t/h。循環風機工作電流108 A，生料磨進口負壓1 200～1 300 Pa，磨內壓差8 400 Pa左右，系統阻力大，循環風機單耗達6.5 kWh /t，噸生料電耗18 kWh/t左右。為了提高生料台時產量和降低粉磨電耗，公司對系統供風系統進行優化。
01
存在的問題
技改前，立磨系統主要運行參數見表1。從表1可知，立磨系統的台時產量不能滿足窯滿負荷生產需求。分析認為：系統阻力偏大，立磨系統用風主要靠循環風機強拉風，導致入磨壓力高、磨內壓差高、風速偏快，料層不穩定，循環風機、尾排風機、磨主電機工作電流高，是典型的低產量、高電耗粉磨系統。
表1 生料立磨系統主要運行參數
具體地講，原高溫風機出口到立磨主管道有效內徑為2 600 mm，且彎頭偏多（受場地限制），立磨入口兩根管道直徑1 800 mm。氣體通過增濕塔後，造成阻力進一步增加（高溫風機出口至立磨進口壓力差達到1 000 Pa）；因管道阻力大，窯尾收塵器進口壓力-1 100 Pa，較正常值（-500 Pa）偏高600 Pa，造成尾排風機單位能耗增加。
02
改造目標與技改措施
2.1 改造目標
降低高溫風機至立磨進口管道的阻力，立磨進口負壓降低至500 Pa以內，磨機壓差降低到8 000 Pa以內，窯尾收塵器進口負壓在原基礎上降低400 Pa，循環風機電流降低10 A，生料電耗降低3 kWh/t。
2.2 技改措施
為保證水泥市場的穩定供應，該項目採用分階段改造實施，在2～3月（春節大修）完成高溫風機至立磨進口區域管道擴徑改造；5月完成增濕塔至窯尾收塵旁路管道獨立改造；7月完成旋風筒至循環風機管道降阻改造和增濕塔上部隔離區域及管道的在線拆除；9月完成立磨至旋風筒管道改造和管道增濕功能的設置。
（1）高溫風機至立磨進口區域管道的擴徑改造。將高溫風機出口至立磨入口主管道管徑從Ф2 600 mm增加至Ф3 000 mm。改造時，增濕塔中部用鋼板封堵，氣流不再通過上半部分；高溫風機出口管道連接增濕塔下部，生料立磨機進口風管連接增濕塔中部；生料立磨進口管道擴徑，由直徑1 800 mm增加至直徑2 500 mm。
（2）增濕塔出口至收塵器旁路管道的優化。根據現場情況，將增濕塔出口至收塵器旁路管道獨立設置，避免與立磨進口管道搶風，減少氣流短路。
（3）生料旋風收塵器進出口管道的優化。將旋風收塵器進出口風管直徑由2 600 mm增擴大至3 000 mm，並優化雙列旋風筒中心風管布局（見圖1），不僅降低了旋風收塵器工作阻力，還優化了氣體流場，從而提高了收塵效果，降低了電耗。
圖1 生料旋風收塵器進出口管道的優化
（4）增濕塔至立磨進口熱風管道的優化。增濕塔至立磨進口的熱風管由增濕塔中部引出，管道直徑由1 800 mm增加至2 500 mm。不僅能降低增濕塔高度，還能降低系統阻力。
（5）對增濕塔中部優化。增濕塔中部用鋼板封堵後分為上下兩部分，上部隔離區域及管道被拆除（見圖2），下部保留粉塵自燃沉降功能，可降低入磨氣體含塵濃度。
圖2 增濕塔上部隔離區域及管道被拆除
（6）高溫風機出口管道增濕安保設置。實施以上改造後，停磨期間，窯尾煙氣有可能發生溫度過高現象，以致窯尾大布袋收塵器進口溫度過高，引起濾袋燒毀事故。為了避免事故發生，我們在高溫風機出口管道新增管道噴霧降溫裝置（見圖3）。
圖3 高溫風機出口管道新增管道噴霧降溫裝置
（7）循環風機的降阻改造。原循環風機工作效率較差，更換為高效節能風機後，風機效率曲線明顯好轉，用風量由風閥100%全開降低到30%。為了實現更優控制，取締風量調節閥門，換用變頻器控制風機轉速，風機電流由107 A降低至85 A左右。本項改造，噸生料節約粉磨電耗1.2 kWh。
03
改造效果
因改造周期較長，每個階段的改造，都表現出預期的節能效果。最終效果見表2。
表2 生料立磨系統降阻優化改造效果
生料立磨系統降阻改造完成後，生料工序電耗可以維持在14 kWh/t左右。截止2021年10月，生料工序電耗累積 15.4 kWh/t，較去年同期（18.12 kWh/t）下降2.72 kWh/ t。
04
結束語
通過擴大通風截面積、優化風管布局，選用高效節能風機，系統阻力降低1 200 Pa左右，降低了噸生料粉磨電耗，提高了系統台時產量，消除了燒成系統提產的生料供應瓶頸；熟料綜合電耗較去年同期下降5.26 kWh/t，年節約用電超400萬度（以熟料產量80萬t計）；立磨台時產量的提升也為錯峰生產等環保工作創造了條件。本次改造比預期目標好，經濟和環保效益顯著。
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