技术 | 水泥熟料生产线煤粉脱灰技术改造

摘要：通过计算煤粉发热量反映煤的实际应用效果，详细阐述了如何对现有水泥熟料生产线煤粉脱灰设备进行改造，提高除尘效率，降低煤粉含灰量，提高煤粉燃烧热值，降低煤耗，并对改造前后不同脱灰工艺的经济性进行比较。

1 问题的提出

目前大部分新型干法水泥熟料生产线的煤磨系统置于窑尾，从窑尾抽取高温废气（230~260 ℃），进入煤磨作为烘干热源。窑尾废气中含有粉尘约80 g/Nm3，废气在进煤磨前经过旋风收尘器除尘（除尘效率通常为80%），未被去除的生料粉尘会随着废气进入煤磨和煤粉掺混，掺入生料粉后的煤粉比原有煤粉含灰量高出约3%~4%，进而影响煤粉燃烧的热值，使煤粉的热值降低，水泥窑的热耗提高。

为了提高煤粉的发热值，降低水泥熟料生产线的生产成本，我公司对煤粉烘干系统的脱灰设备进行技术改造，提高除尘效率，降低煤粉含灰量，提高煤粉燃烧热值，降低煤耗。

2 煤粉发热量计算

国内常用分析基低位发热量（）来衡量煤粉发热量，分析低位发热量反映了煤的实际应用效果，但受外界影响因素大。

不同煤种分析基低位发热量经验公式为：

由分析基低位发热量经验公式可以看出，灰分降低1个百分点，分析基低位发热量可以提高270.2 J/g（烟煤）、345.7 J/g（无烟煤）、321.5 J/g（褐煤），由于新型干法水泥生产线大部分采用烟煤，因此降低一个百分点含灰量，可以提高煤粉热值270.2 J/g。

3 脱灰系统改造实例

以辽源金刚水泥有限公司为例，该公司采用1台型号为2-Φ1880 mm的旋风收尘器为进入煤磨的窑尾高温废气进行脱灰，除尘效率为80%，压力损失740 Pa，脱灰处理过的高温废气再通过一台型号为W5-48№17.5F高温风机进入煤磨。

为了降低窑尾高温废气中生料粉含量，我公司利用该公司原有旋风收尘器基础，将旋风收尘器改造为一台型号为CDMC684的长袋脉冲喷吹袋收尘器，使除尘效率从原来的80%提高到改造后的99.96%，改造后进入煤磨的窑尾高温废气中生料粉含量<30 mg/Nm3，基本可以忽略不计。

改造过程：由于原有旋风收尘器设备重量在7 t左右，而改造后的设备重量约35 t，需对原有设备钢结构基础进行加固，然后整体拆除原有旋风收尘器，保留原有的卸灰及输送装置，连接新的工艺管道，同时在袋收尘器进口加装电动冷风阀，由中控根据窑尾废气温度调整冷风阀开度，确保进入袋收尘器的废气温度，既能满足煤粉烘干需要，又能保证滤袋长期运行的需要。改造后袋除尘器的技术参数如表1所示。

4 改造效果

以辽源金刚水泥有限公司为例，其5 000 t/d熟料生产线使用的煤粉含水分2.6%，含灰分21.5%，其中窑尾生料粉进入煤粉带入了3.3%的灰分，原煤的发热量为25 498 J/g，经我公司改造后除尘效率由80%提高到99%以上，煤粉中灰分降低，发热量提高。

5 经济效益分析

1）节煤成本

该生产线日均消耗原煤850 t/d，原煤粉发热值为25 498 J/g，改造后，脱灰袋收尘器运行稳定，出口排放浓度<30 mg/Nm3，煤粉中的灰分降低3.3%，发热量提高270.2×3.3=891.7 J/g。经过实测，熟料煤耗从2018年度平均108.2 kg/t降至2019年度平均104.8 kg/t，实现节约原煤3.4×5 000/1 000=17 t/d，全年按300 d运行计算，年可节约原煤5 100 t，原煤价格以500元/t计，则年可节约255万元。

2）运行成本

改造后，脱灰系统阻力主要由旋风除尘器改为袋除尘器导致，原有旋风除尘器运行阻力约500 Pa，改造后袋除尘器运行阻力约1 200 Pa，系统阻力增加700 Pa，系统增加功耗：

改造后每天增加用电量35.6×24=854.4 kWh，按平时段工业电价（0.725元/kWh），合计每天增加电费854.4×0.725=619.4元，全年按300 d运行计算，则年增加电费18.582万元。

3）设备成本

设备主要易损件为滤袋，改造设备滤袋投资为235×648=152 280元，按使用寿命2年计，则滤袋每年成本为7.614万元。

4）经济效益分析

脱灰设备改造后，每年可节约成本255-18.582-7.614=228.804万元，本次改造总投资为130万元，则设备运行约207 d即可收回投资成本。

6 结束语

随着国家节能减排要求的日益提高，在不断采取措施提高环保排放的同时，如何降低煤粉中的水分、灰分，提高煤粉热值，降低能耗，也应是我们关注的重点。