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 環(huán)球重工l 500t／d生產(chǎn)線配SLC02029型篦冷機(jī)。近幾年隨著對(duì)干礦渣需求量的增加，迫切需要一條產(chǎn)量在60～80t／h的礦渣烘干生產(chǎn)線，而由于場(chǎng)地的限制，無法展開一條完整的烘干系統(tǒng)。在通過與合肥水泥研究設(shè)計(jì)院相關(guān)專家反復(fù)商討和論證后，決定結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)計(jì)一條完全利用篦冷機(jī)低溫余熱的高產(chǎn)量礦渣烘干系統(tǒng)生產(chǎn)線，以滿足生產(chǎn)需求。

1  設(shè)計(jì)依據(jù)及烘干機(jī)規(guī)格的確定

1．1 設(shè)計(jì)依據(jù)

    篦冷機(jī)尾出口的廢氣溫度220～380℃，正常使用溫度為280～300℃，出口壓力-800Pa，窯頭風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量l60800m³／h，開度85％；濕礦渣到廠水分12％～l5％，要求礦渣入磨水分在1％～2％，需求量在60～80t／h。

1．2 該系統(tǒng)總需熱量Q

                            (1)

式中：

    θ——蒸發(fā)lkg水的綜合熱消耗系數(shù)，它包含加熱物料和水分、汽化熱、筒體散熱等因素；

    W₁、W₂——分別為進(jìn)、出烘干機(jī)的礦渣水分；

    M——需要的干礦渣產(chǎn)量，取80t／h。

1．3篦冷機(jī)低溫尾氣的最大供熱量Q₁

        Q_l=V₀(C₁t₁-C₂t₂)                   (2)

                        (3)

        V₁=160800ξ                      (4)

式中：

    V₀——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際參與貢獻(xiàn)的尾氣量；

    t₁——參與烘干的尾氣溫度；

    t₂——出烘干機(jī)的廢氣溫度，取100℃；

    C₁——參與烘干的尾氣比熱容；

    C₂——出烘干機(jī)的廢氣比熱容；

    V₁——工況狀態(tài)下實(shí)際參與貢獻(xiàn)的尾氣量；

   ξ——工況狀態(tài)下尾氣量的開度控制系數(shù)。

    考慮到了尾氣在烘干機(jī)進(jìn)、出系統(tǒng)中由水分蒸發(fā)變成水汽介入所占總量比例較少(體積量幾乎無變化，濕含量略有增加)，兩個(gè)狀態(tài)點(diǎn)上仍近似考慮質(zhì)量上守恒。計(jì)算的理論最大供熱量和2個(gè)礦渣初水分狀態(tài)下的理論最大需熱量值見表1。

表1  礦渣烘干理論最大供熱量和需熱量

1．4余熱烘干系統(tǒng)的特殊性

    通常的烘干系統(tǒng)前面的供熱系統(tǒng)比較完備，供熱煙氣溫度高800～1100℃，含熱量高，熱容強(qiáng)度和穿透性強(qiáng)。而在該烘干系統(tǒng)中，供熱溫度低、進(jìn)出風(fēng)量大，過濾風(fēng)速快，出烘干機(jī)風(fēng)速達(dá)到6.8～7.3m／s，是正常完整的烘干系統(tǒng)的2．5倍左右；而揚(yáng)料裝置不能夠滿足這樣的高速度產(chǎn)生的熱交換效果，或提供滿足高運(yùn)動(dòng)介質(zhì)對(duì)應(yīng)的趨“流態(tài)化”式的物料運(yùn)動(dòng)，因此本烘干系統(tǒng)效率比一套完整的同規(guī)格烘干系統(tǒng)效率低，一般是其82％～88％。這就表明，要達(dá)到同等產(chǎn)量，篦冷機(jī)低溫余熱烘干系統(tǒng)的規(guī)格要大。

    同時(shí)，由于熱源溫度不高，在烘干機(jī)內(nèi)，隨著烘干時(shí)間的延長(zhǎng)、熱交換的進(jìn)一步繼續(xù)，激烈程度不斷下降，當(dāng)進(jìn)入烘干機(jī)尾部時(shí)，這種交換的狀態(tài)變得越來越微弱，更長(zhǎng)的筒體是沒有必要的。所以，決定選用一臺(tái)Φ3．2m×20m烘干機(jī)。

2  烘干系統(tǒng)工藝

    本烘干系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中始終遵循兩點(diǎn)考慮：不能影響篦冷機(jī)及窯系統(tǒng)的正常運(yùn)行、不能影響窯頭電除塵器的正常使用。同時(shí)，必須保證若該系統(tǒng)不能達(dá)到預(yù)期指標(biāo)，則能夠返回到原始完整的窯頭工作狀態(tài)中。所以，采用了如圖l的工藝設(shè)計(jì)。

圖1   礦渣烘干工藝流程

    正常時(shí)從篦冷機(jī)3、4室出來的尾氣經(jīng)管道由進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)后入烘干機(jī)中，參與熱交換、烘干物料，烘干廢氣隨排風(fēng)機(jī)抽引進(jìn)入電除塵器中。當(dāng)烘干系統(tǒng)出現(xiàn)故障或不能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期指標(biāo)，關(guān)閉烘干機(jī)進(jìn)氣閥，打開聯(lián)通閥，直接恢復(fù)到完整的窯頭系統(tǒng)。若進(jìn)入電除塵器的烘干廢氣溫度過低，產(chǎn)生結(jié)露，則可開啟少許聯(lián)通閥，直接引入尾氣，提高入電除塵器的溫度。烘干機(jī)出料口增設(shè)雙層電動(dòng)鎖風(fēng)卸灰閥，嚴(yán)格控制漏風(fēng)。

3  系統(tǒng)的運(yùn)行

3．1 烘干系統(tǒng)投運(yùn)前

    現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度l00％時(shí)，除塵器進(jìn)口壓力-800Pa，出口壓力為-1500Pa；而在電除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)閥全關(guān)閉時(shí)，除塵器進(jìn)口壓力-1 lOOPa，出口壓力-l 700Pa。窯正常生產(chǎn)時(shí)電除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度85％；篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度分別是l室為55％，2室為50％，3室為(35±5)％，4室為(30±5)％。

3．2 烘干系統(tǒng)投運(yùn)后

    篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度分別是：1室70％，2室60％～65％，3室40％～45％，4室30％～40％；3室和4室的風(fēng)量和風(fēng)壓分別是37840m³／h、4466Pa和70951m³／h、3380Pa。隨著溫度的下降，氣體收縮，工況下風(fēng)量減少，電除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度調(diào)為65％～70％；烘干機(jī)進(jìn)氣閥開度l00％；篦冷機(jī)與電除塵器的聯(lián)通鎖風(fēng)閥100％關(guān)閉。

    實(shí)踐操作證明，當(dāng)一部分熱量由聯(lián)通閥直接進(jìn)入電除塵器提高廢氣溫度時(shí)，對(duì)烘干機(jī)的產(chǎn)量和熱交換沒有影響。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行通暢、正常。窯前始終保持微負(fù)壓操作，并小于-80Pa。整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓平衡；篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，并對(duì)窯頭操作無影響。同時(shí)，在冬季不生產(chǎn)水泥或檢修時(shí)，關(guān)閉烘干機(jī)頭尾鎖風(fēng)閥，全部開啟聯(lián)通閥，也保證了窯正常運(yùn)行，此時(shí)電除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度為85％。雖然含塵濃度增加，但通過一年多的運(yùn)行，與以往維護(hù)、維修記錄比較來看，未見電除塵器和風(fēng)機(jī)有明顯的磨損加大現(xiàn)象。

4  結(jié)束語(yǔ)

    該礦渣烘干系統(tǒng)完全取消了輔助熱源和收塵風(fēng)機(jī)，是國(guó)內(nèi)在投產(chǎn)的第一條最大規(guī)格完全利用篦冷機(jī)低溫余熱進(jìn)行礦渣烘干的生產(chǎn)線。該系統(tǒng)自2007年4月份投產(chǎn)后，各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行良好，對(duì)熟料生產(chǎn)無任何影響，烘干礦渣產(chǎn)量穩(wěn)定在60～80t／h；與同產(chǎn)量的完整的烘干系統(tǒng)相比較，可節(jié)省一次性投資200多萬元，節(jié)煤530多萬元、節(jié)電90多萬元，大大減少了備品備件和維修維護(hù)費(fèi)用，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。