氧化铝熟料窑系统增产改造与节能降耗.docx
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氧化铝熟料窑系统增产改造与节能降耗
氧化铝熟料窑系统增产改造与节能降耗
丁国红杨占营
中州分公司装备能源部
摘要
氧化铝熟料烧成系统是烧结法氧化铝生产企业的核心工序,长期以来,所有碱石灰烧结法氧化铝厂均遵循“以窑定产”生产模式,因此,只要提高氧化铝熟料窑系统台时产能,就能提高整个烧结法氧化铝厂的产量,相应降低吨氧化铝资产折旧成本。
提高氧化铝熟料窑系统台时产能可通过四个方面改造实现,即燃烧器改造、密封系统改造、内衬系统改造、窑体保温及返灰系统保温改造。
通过改造大幅度提高氧化铝熟料窑系统台时产能。
氧化铝熟料窑系统能耗包括电耗、水耗、煤耗。
煤粉制备系统由球磨机改为立式磨可大幅度降低电力消耗。
熟料冷却机改造可大幅度提高熟料显热利用率,同时降低冷却水消耗。
电收尘器改为布袋收尘器,可降低电力消耗,同时提高收尘效率,减少因粉尘排放造成的浪费,减少了因粉尘排放造成的污染。
氧化铝熟料窑系统余热综合利用也是降低消耗的有力措施。
增加低温发电装置利用余热发电。
通过上述改进,提高了氧化铝熟料窑系统台时产能,降低了综合能耗,降低了吨氧化铝生产成本,减少了因粉尘排放及二氧化碳排放造成的污染。
具有很显著的经济效益和社会效益。
关键词:
氧化铝,烧结法,熟料窑
前言
传统的观念认为碱石灰烧结法氧化铝生产成本高于拜耳法,主要原因是碱石灰烧结法氧化铝生产的综合能耗高于拜耳法。
这是一段时间以来碱石灰烧结法氧化铝生产逐步萎缩的主要原因。
随着高品位铝土矿资源的日趋紧缺,碱石灰烧结法氧化铝生产又重新受到人们的广泛关注。
实际上相比碱石灰烧结法氧化铝生产,拜耳法氧化铝生产综合能耗并不具有绝对优势。
从理论上讲,不管是碱石灰烧结法氧化铝生产还是拜耳法氧化铝生产,最主要的目的都是为了完成铝酸钠反应,利用铝酸钠溶解于水的物理性质,完成从铝土矿中精选出氧化铝的选矿作业。
让氧化钠和氧化铝发生化学反应生成铝酸钠,不管是碱石灰烧结法氧化铝生产还是拜耳法氧化铝生产,在理论上讲其反应热是完全相等的,拜耳法完全没有优势可言。
众所周知,一般来讲拜耳法生成铝酸钠反应是利用蒸汽提供热源(高压溶出),而烧结法生成铝酸钠反应是利用煤燃烧提供热源,很显然,拜耳法采用的是二次能源,而且蒸汽属于低密度能源,而烧结法采用的则是一次能源。
所以,从能源利用效率上讲,烧结法具有绝对优势。
另一方面,拜耳法是最古老的氧化铝选矿工艺,迄今已有二百多年,在能源的综合利用方面已经非常完善,而烧结法是在上世纪五十年代才问世的先进技术,在提高能源利用率方面还有很多潜力可以发掘。
通过分析,传统的观念认为碱石灰烧结法氧化铝生产成本高于拜耳法,实际上只是一个误解。
如果我们在碱石灰烧结法氧化铝生产中采取更加科学、更加完善的措施来提高能源利用效率,一定能够解除人们的误解。
氧化铝熟料窑系统增产与节能降耗的改造正是减少浪费、提高能源综合利用效率的重要措施之一。
1.氧化铝熟料窑系统的改造
氧化铝熟料窑系统增产改造与节能降耗改造是相辅相成的,通过以下几个方面逐一讨论。
1.1煤粉制备系统改造
氧化铝熟料窑所用的燃料一般为煤粉。
传统的煤粉制备一般采用球磨机(BallMill)。
球磨机的工作原理如下图1所示。
球磨机横截面示意图
图1球磨机工作原理示意图
如图1所示,随着磨体按箭头方向转动,磨机内的研磨体(钢球或钢段)在摩擦力的作用下被升高,当研磨体升高的一定高度时靠自重下落,从而对物料破碎及研磨。
在这一过程中,研磨体和物料之间的研磨和撞击被称作“有用功”,而研磨体与研磨体之间的研磨和撞击被认为是“无用功”,很显然无用功所占的比例相当高,不仅浪费电力,同时浪费研磨体。
为了避免球磨机的这种固有缺陷带来的损失及浪费,我们将球磨机改为立式磨(VerticalMill),利用立式磨来进行煤粉的研磨制备。
图2立式磨(VerticalMill)示意图
如图2所示,原煤从原煤入口经分隔轮喂料器进入研磨腔内,研磨盘在动力驱动装置的带动下转动,研磨轮在研磨盘上滚动,从而对煤粉进行破碎研磨加工。
热风从磨体下部引入,研磨加工后的煤粉由热风携带,经粗细粉分离后由煤粉出口排出。
煤粉排除后,经布袋收尘器完成风煤分离,如图3所示。
图3立式磨物料加工工艺流程示意图
立式磨对物料的研磨加工电力利用效率远高于球磨机,改造后可大幅度降低吨煤粉加工的电力消耗。
1.2收尘系统改造
目前,氧化铝熟料窑废气含尘量非常高,在排入大气之前经过了立烟道、旋风收尘器、电收尘器等环节收尘。
长期以来,电收尘器(ElectrostaticPrecipitator)被认为是最有效的收尘装置,随着布袋收尘器(Baghouse)技术的不断进步,在很多领域,电收尘器正在逐步被布袋收尘器取代。
图4用于氧化铝焙烧炉的布袋收尘器
例如,氧化铝焙烧炉的收尘长期以来一直采用电收尘器,目前不少氧化铝生产企业正在逐步将氧化铝焙烧炉电收尘器改造为布袋收尘器,图4所示为澳大利亚昆士兰氧化铝厂3台氧化铝焙烧炉均采用了布袋收尘器,每台氧化铝焙烧炉日产量为4500吨。
电收尘器工作原理如图5所示。
首先通过变压整流装置产生高压直流电(60—80KV)。
高压直流电作用于极板和极线之间,从而使粉尘颗粒带电。
带电后的粉尘颗粒在电场力的作用下沉淀在极板上,再通过震打极板使沉淀在极板上面的灰饼降落到灰斗中。
和布袋收尘器相比,电收尘器存在如下缺点:
首先,电耗较高,粉尘颗粒带电必须通过高电压来实现,因此电耗较高。
第二,在震打极板时,造成粉尘二次飞扬,造成废气中粉尘含量较高。
第三,设备维护费用较高。
极板、极线、变压整流装置、控制系统等备件成本较高,所以设备维修费用比较高。
图5电收尘器工作原理示意图
布袋收尘器工作原理非常简单,含尘废气通过布袋过滤,粉尘被过滤后经过机械输送返回到生产流程中,而含尘量符合国家排放标准的的废气则被排放到大气中。
图5所示为布袋收尘原理示意图。
图6布袋过滤粉尘原理示意图
图6左边为粉尘过滤过程,废气中的粉尘经过布袋过滤后附着在布袋上,形成具有一定厚度的灰饼。
图6右边为落灰过程。
当附着在布袋上的灰饼达到一定厚度以后,通过关闭阀门,阻止废气通过布袋,同时开启反吹风,使附着在布袋上的灰饼降落到下面的灰斗中,再通过运输机械将收集的灰返回到生产流程中。
图7为布袋收尘器内部结构示意图
图7布袋收尘器内部结构示意图
显然,布袋收尘器不仅结构简单、性能可靠,而且电耗大幅度减少,排放量显著减低。
布袋收尘器用于氧化铝熟料窑废气收尘会遇到开窑时废气温度过高的问题,可增加临时排空烟道,当废气温度过高时,短时间临时对空排放。
1.3窑尾废气的余热利用
众所周知,随着经济的不断发展,各行各业面临节能减排的压力越来越大。
建材行业回转窑系统的余热利用已经开展了许多年,特别是在干法窑系统中,余热发电技术早已经日臻成熟,用于熟料热回收以及窑尾废气热回收。
而对于湿法窑来说,余热利用技术,尤其是湿法窑废气热回收技术,仍未能广泛开展。
为了提高湿法窑能源利用效率,某烧结法氧化铝厂在其熟料窑废气余热利用方面做了初步的探索,结果证明,当废气温度高于200摄氏度时,采用有机工作介质余热锅炉,驱动汽轮机发电机组发电,经济效益显著。
1.3.1余热锅炉安装
某烧结法氧化铝厂熟料窑废气排放如图8所示。
图8氧化铝熟料窑废气收尘及排放系统示意图
改造后的废气收尘及排放系统如图9所示。
图9热交换器(余热锅炉)安装位置示意图
如图9所示,为了充分利用废气中的热量,将热交换器分为低温热交换器和高温热交换器。
高温热交换器安装在收尘器的进口端,低温热交换器安装在收尘器的出口端。
当废气经过旋风收尘器初步收尘后,废气中的粉尘浓度大幅度降低,但其粉尘含量仍然在每立方米1000毫克以上,此时废气的温度在230—250摄氏度之间,这样高的废气温度非常不利于收尘器的正常工作。
废气流经高温热交换器时,气流与导热油进行热交换,使气流温度降低到150—180摄氏度之间,导热油被加热到200—220摄氏度之间。
导热油在进入高温热交换器之前必须先经过低温热交换器预热,并使其温度高于100摄氏度。
当进入高温热交换器的导热油温度低于100摄氏度时,由于废气中含大量水蒸气,则热交换器的表面就会结露。
同时废气含尘量又高于每立方米1000毫克,一旦热交换器的表面出现结露现象,热交换器表面立即出现结疤,很快就会堵塞热交换器,废气无法排放,造成回转窑系统无法运行,所以导热油进入高温热交换器之前必须先经过低温热交换器预热,使其温度不低于100摄氏度。
1.3.2有机介质锅炉及发电设备研究
有机介质锅炉及有机介质气体发电装置的工作原理如图10所示。
图10有机介质锅炉及发电设备原理示意图
经过两级预热器加热后的导热油温度在200摄氏度左右,按照图10中所示输入到有机介质锅炉,用导热油中所蓄含的热能加热锅炉中的有机介质,当温度到达一定值后,产生有机介质蒸汽,当蒸汽压力达到一定值后即可以驱动汽轮发电机发电。
从汽轮发电机排出的有机介质蒸汽进入冷凝器冷却成液体,冷凝后有机介质液体从冷凝器排出经强制循环泵再次输入到有机介质锅炉。
有机介质在锅炉和冷凝器之间可永久性重复使用。
图10中的冷却水可通过独立的水处理冷却塔进行冷却,温度较低的冷却水用来冷却有机介质蒸汽使其凝结成液体。
经过试验,该装置可将废气中20%的热能回收转变为电能,经济效益显著。
1.4冷却机改造
1.4.1熟料显热支出及回收分析
由于氧化铝生产工艺要求氧化铝熟料必需缓慢冷却,因此氧化铝熟料窑一般采用回转式冷却机,传统的冷却机内衬及淋水冷却装置如图11所示:
图11传统的氧化铝熟料单筒冷却机示意图
冷却机内衬长度占冷却机总长的35%,淋水区域占总长的43%,自由端占22%。
熟料烧结后,通过下料室流入冷却机,高温熟料(1000~1100℃)在冷却机内与二次风进行热交换,实现以下目的:
1.4.1.1最大限度地提高二次风温度。
很显然,二次风温度提高,不仅有利于煤粉的燃烧,同时充分利用熟料显热,降低燃料消耗。
经对某厂窑系统热平衡的测定,按图11所示的冷却机熟料显热占系统热支出的15.2%而二次风的带入热占总热收入的7.82%,熟料的余热利用率只有51.4%,仍有很大潜力可挖。
1.4.1.2烧结后熟料通过冷却机的冷却,使熟料的温度降低到200℃以下,以满足熟料溶出工艺方面的要求。
仅靠二次风对熟料的冷却很难在较短的时间内使熟料的温度降低到200℃以下,因此必须采取冷却机筒体外淋水冷却,同时,在喷淋水冷却区域设置杨料板换热器,以强化熟料与筒体及熟料与二次风的热交换。
1.4.1.3冷却机对熟料的冷却过程中,应避免急剧冷却,高温熟料中有25%左右的液相,假若被快速急剧冷却,来不及形成Na2O.Al2O3,Na2O.Fe2O3,2CaO.SiO2等,而是以4CaO.Al2O3.Fe2O3,或xNa2O.yCaO.zSiO2等三元化合物或玻璃体存在,从而使熟料的Na2O、Al2O3溶出率降低,也将影响溶出赤泥的沉降性。
这也是目前Al2O3行业多采用回转式冷却机而不采用篦式冷却机的主要原因[1]。
通过对冷却机内衬的改进,在满足上述三个方面的要求的情况下,提高熟料显热的回收率,提高二次风的温度是我们进行冷却机内衬改进的最主要的目的。
二次风温度的提高具有以下几个方面的效果:
1.4.1.4有利于窑产能的提高及煤耗的降低。
根据理论计算二次风的温度每提高60℃,火焰温度可提高约30℃,熟料产量可提2.5-4%,吨熟料煤耗可降低2-4%。
1.4.1.5二次风温度的提高可缩短煤粉入窑后的燃烧时间,非常有利于煤粉的燃烧,可降低对烧成煤挥发分的要求,从而降低烧成煤的采购价格。
1.4.1.6二次风温度提高后,避免熟料的欠烧,有利于提高Al2O3及Na2O的溶出率。
1.4.2回转式冷却机改进方案设计
经过上述分析,努力减少熟料显热的浪费,强化二次风与高温熟料之间的热交换是回转式冷却机内衬改进最根本的目的。
1.4.2.1延长冷却机内衬的长度。
冷却机内衬有两个方面的作用,一方面保护冷却机筒体,使其免遭高温熟料对其造成热损害及机械磨损,另一方面还可以减少冷却机筒体表面散热,显而易见,冷却机内衬越长,则在冷却机运转过程中,高温熟料处于高温状态的路径越长,越有利于熟料对二次风的预热。
考虑到工艺对出料温度的要求,内衬长度不宜太长,以免冷却机出料温度太高。
根据粗略计算,对于L/D比大于11的回转式冷却机,内衬长度占冷却机总长的65~70%为宜。
1.4.2.2缩短自然散热区域。
1.4.2.3确保淋水冷却区域的长度。
对于已经建成投产的熟料体系,冷却机的总长度是很难改变的,冷却机内衬长度的增加一方面对提高二次风的温度及为有利,但另一方面也大幅度降低了原来冷却机对熟料的冷却能力,因此,为了保证冷却机的出料温度不高于200℃,必须确保淋水区域的长度,一般情况下,该区域不应小于冷却机总长的20%。
1.4.2.4在内衬区域采取强制换热措施。
如图12所示,
图12扬料型冷却机内衬改造示意图
在内衬中增加扬料砖。
虽然这种内衬结构并不能形成有利于稀相换热的料幕,但的确能强化熟料与二次风的热交换。
首先,冷却机动过转过程中,扬料砖的应用使得熟料的温度更加均匀,有利于熟料对二次的预热;其次,冷却机扬料砖的应用抑制了熟料的前进速度,延长了熟料与二次风之间的交换时间;第三,增加了内衬与二次风之间的换热面积,熟料加热内衬,内衬再预热了二次风,这也是熟料与二次风之间热交换的主要途径,扬料砖的应用,使得这种热交换的途径更加有效。
虽然扬料砖的应用非常有利于熟料与二次风之间的热交换,但考虑到必须对氧化铝熟料的缓慢冷却,因此,扬料砖的设置区域不宜超过内衬总长度的3/4,即靠近进料端的内衬区域(一般不低于内衬总长的1/4)不宜设置扬料砖。
经过改造,二次风温度得到显著提高,对降低消耗起到了积极作用。
1.5氧化铝熟料窑内衬强制换热区域改造
湿法回转窑从窑头(出料端)到窑尾(进料端)依次分为冷却带、烧成带、预热分解带、烘干带等。
长期的生产实践表明,预热分解带是制约窑产能进一步提高的关键区域。
如图13所示。
窑体转动时,物料沿图示方向滚动,窑内高温热气流按图示方向加热物料。
由于料层较厚,中心部位始终得不到很好地加热,影响了熟料烧成质量,限制了窑产能的进一步提高。
图13预热分解带物料与高温气流的热交换
因此为了进一步提高窑的产能,必须改善预热分解带物料与高温热气流的热交换状态。
1.5.1窑尾扬料板区域内衬及扬料板
为了提高物料与高温热气流的换热效果,早在上世纪八十年代初,不少企业在湿法回转窑的低温区域(即预热分解带低温段)安装了扬料板换热器(简称扬料板),如图14所示。
图14湿法回转窑强制换热区域示意图
刮料器区域筒体裸露,没有内衬;扬料板区域采用轻质浇注料内衬。
从料浆喷枪射入的料浆在刮料器区域和强制换热区域被窑内的热风烘干,形成固体粉料。
因此,熟料窑在运行过程中在这两个区域具有如下特点:
首先,料浆中水分的蒸发主要是在烘干带完成的,80%--90%的水分在此区域被蒸发而成为水蒸气,因此要求烘干带内不仅必须保持相当高的温度,而且必须要为料浆中水分的蒸发提供足够的热量。
由此可见:
尽量减少窑体的散热损失,对于提高窑内的温度,进一步提高窑的烘干能力,从而提高窑的产能是有利的。
其次,刮料器区域的窑筒体一般不设置内衬,因此其散热损失较为严重,故应尽量缩短该区域。
目前一般湿法回转窑内刮料器的长度为13.5米,而裸露筒体的刮料器区域为15米。
根据某氧化铝厂的经验,刮料器的长度为7—8米即可满足生产需求,因此裸露筒体的刮料器区域长度可缩短为8.5—9米。
第三,现有扬料板区域扬料板密度较大,且环向轴向交错布置,其排列极为复杂,不适宜砌筑耐火砖。
目前,φ4.5米×100米回转窑内,该区域大都采用浇注料内衬。
浇注料内衬最大的优点是非常适宜结构复杂的内衬施工,但和砖砌内衬相比存在如下缺点:
1.5.1.1施工工艺复杂,施工效率低。
浇注料施工必须经过制作安装锚固件、制作安装模板、浇注料的搅拌振捣、模板拆除、养生等许多工序,需要电工、电焊工、混凝土工、筑炉工、木工等许多工种相互配合施工,不仅工艺复杂、需要施工人员多,且施工效率低。
值得一提的是,由于浇注料整体性好,旧内衬拆除及清理时也会遇到很大困难。
1.5.1.2所需养生及烘窑时间长。
由于熟料窑是烧结法氧化铝厂的关键设备,因此要求熟料窑的检修工期非常短,而浇注料内衬施工完毕后必须留有充分的养生时间,同时还要消耗相当长的时间严格按烘窑曲线进行烘窑,可见浇注料内衬从根本上不适合于湿法回转窑。
长期的生产实践表明:
浇注料内衬施工完毕后,往往因为不能有充分的养生及烘窑时间而造成过早的损坏,经常出现扬料板区域筒体表面温度过高,窑体散热加剧,甚至出现红窑现象。
1.5.2强制换热区域内衬及扬料板改进
经过上述分析,不难理解,上述方案存在亟待改进之处,于是有些企业就将强制换热区域进行了改进,如图15所示。
图15改造后强制换热区域示意图
由图可见,改造后的扬料板布置比较规则,便于砌筑耐火砖;改造后的内衬不再是单一的浇筑料内衬而是砖砌内衬和少量的浇筑料内衬。
实际施工中,由于扬料板安装时采用了焊接方法,即扬料板焊接在金属筒体上,所以紧贴扬料板周围砌筑耐火砖存在困难,因此扬料板周围仍采用了浇筑料内衬。
经测算,在该区域浇筑料内衬约占该区域内衬总量的10%。
实践证明,和单一的浇筑料内衬相比,采用浇筑料内衬和砖砌内衬相结合,施工效率大幅度提高,内衬的施工质量更容易保证,内衬的使用寿命大幅度提高。
某企业经过上述改进后,内衬的使用寿命由原来的不足12个月提高到了36个月。
同时内衬的施工费用大幅度降低,经测算改造后的施工费用仅占原有内衬施工费用的30%。
然而,上述内衬是砖砌内衬与浇筑料内衬的结合,不足之处也是显而易见的。
首先,该内衬并没有完全摆脱浇筑料内衬的缺点;其次,为了耐火砖内衬的稳定,必须在扬料板的周围安装防护板,而且防护板的形状及位置精度都有比较高的要求,从而确保砖砌内衬的稳定,这增加了施工难度及成本;第三,由于浇筑料内衬的早期损坏,常常导致防护板变形,这样会导致砖砌内衬的损坏,根据经验,防护板的变形虽然没有导致大面积砖砌内衬的脱落,但曾经多次出现靠近防护板的耐火砖折断、脱落、局部掉砖等损坏。
为了克服耐火砖内衬存在的上述不足之处,某企业研究设计了一种采用单一砖砌内衬的强制换热区域内衬,经过实践证明,内衬施工及扬料板安装施工效率大幅度提高,内衬使用寿命得到延长,窑体散热显著减少。
1.5.3强制换热区域内衬及扬料板设计施工
湿法回转窑预热分解带低温段内衬中采用扬料板进行强制换热始于上世纪八十年代,杨料板的应用使湿法回转窑的产能提高了近13%[1],因此,不管采用浇筑料内衬还是砖砌内衬,都必须确保扬料板安装方便,确保扬料板能发挥充分扬料效果。
经验表明,10米长安装扬料板的强制换热区域的气固换热效果相当于20米长的无扬料板中空区域。
如图16所示,在砖砌内衬与浇筑料内衬结合的强制换热区域中,杨料板是通过固定板安装在筒体上。
固定板与筒体焊接,再用螺栓将杨料板固定在固定板上,然后,固定板、螺栓、扬料板的根部等均被埋在浇筑料内衬中。
图16在砖砌内衬与浇筑料内衬结合的强制换热区域中杨料板安装示意图
很显然,这种扬料板的安装方式非常不利于扬料板的更换。
在更换扬料板之前,必须先将浇筑料内衬清理干净,然后再用气割将损坏的扬料板及其固定板割除,焊接好新的固定板,安装扬料板,最后施工浇筑料。
设计中考虑到为了方便扬料板的拆卸,扬料板的安装采用了螺纹连接,然而实际上,经过长期的运行后,螺栓严重锈蚀,无法拆卸,只能采用气割的方法的拆除扬料板。
总之,杨料板采用这种安装方式不仅施工难度大,而且工期长,施工费用高。
1.5.3.1嵌入式扬料板的设计
新的扬料板设计时考虑采用附挂的安装方式,即将扬料板附挂在耐火砖上而不是将扬料板安装在筒体上,在砖砌内衬砌筑时,将扬料板嵌入到内衬中。
扬料板的形状如图17所示。
图17嵌入式扬料板示意图
该扬料板采用耐热钢铸造,其牌号可参照1Cr18Ni9Ti。
1.5.3.2附着扬料板的耐火砖设计
图18附着扬料板的耐火砖示意图
附着嵌入式扬料板的耐火砖必须能够牢固地将扬料板固定在砖砌内衬里。
根据嵌入式扬料板的外观形状可将耐火砖设计成如图6形状。
这种形状有利于耐火砖的压力成型,耐火砖的材质可选用N-1粘土质砖,耐火砖必须有比较准确的尺寸精度,以保证能将嵌入式扬料板固定牢固。
一般来讲,上述压力成型的烧结粘土砖在制作成型时其难度较一般楔形砖略大,但与浇筑料成型的异型砖相比,制作成本大幅度下降,减少了内衬的成本。
值得引起注意的是,由于该耐火砖必须附着嵌入式扬料板,其厚度设计要比内衬中其他一般楔形砖略大,从而增加其在内衬中的稳定性。
1.5.4湿法回转窑强制换热区域内衬的设计及施工
如图1所示,对于Φ4.5米×100米的湿法回转窑,其强制换热区域一般在距离窑头70米—86米之间,在湿法回转窑运行期间,该区域的物料温度约180摄氏度,气流温度约500摄氏度,普通耐火泥浆在这样的温度范围内强度比较低。
为了保证内衬的整体强度,该区域选用的耐火泥浆必须具有比较高的中低温强度。
某耐火材料材料厂生产的PA-80耐高温胶泥在用于粘土砖内衬时其中低温抗折粘结强度均大于12兆帕,比较适合该区域内衬。
强制换热区域内衬设计如图19所示。
图19强制换热区域内衬示意图
N-1粘土砖内衬在强制换热区域的使用寿命一般在3年左右,而采用耐热钢制作的嵌入式扬料板的使用寿命也在3年左右,二者的使用寿命基本上是同步的。
在内衬更换时,清理出的旧扬料板可以回收再利用,有利于降低成本。
内衬砌筑采用支撑法砌筑工艺。
附着扬料板的耐火砖在砌筑之前要经过比较细致的挑选,并且要和扬料板进行预组装,从而保证扬料板与耐火砖组装合适,组装之后的扬料板与耐火砖必须做好显著的标记,以免混乱。
砌筑中,杨料板与耐火砖之间要涂抹适量的耐火胶泥,保证扬料板在砌体中稳定牢固。
强制换热区域内衬的砌筑工艺与其他区域内衬砌筑工艺相同。
在砌筑质量上强调以下几点:
1.5.4.1楔形砖梯形截面的中心线一定要和窑体的法线相吻合,严格控制“拔牙”现象发生,确保运行中内衬稳定,不变形,不松动。
1.5.4.2不论是平缝还是竖缝,砖缝大小一定要控制在1.5—3毫米之间,并且砖缝内的灰浆饱满度不低于85%。
湿法回转窑内衬中嵌入了金属扬料板,有效提高了窑系统的台时产能。
和传统的安装方式相比,嵌入式扬料板安装更加方便。
采用嵌入式扬料板的强制换热区域内衬全部为砖砌内衬,施工更加简便,内衬使用寿命大幅度延长,内衬施工费用显著降低。
同时,随着耐热钢性能的不断改进,强制换热区域的长度也会不断向窑头防向延长,为进一步提高窑系统的产能,为进一步减少烧成煤耗创造条件。
1.6预热分解带高温区域内衬改造
如前所述,预热分解带在整个回转窑长度中所占比例最大,约占总长度的80%,但预热分解带生产能力却最低。
为了提高预热分解带生产能力,在其高温区域也必须做相应改进。
如图20所示。
在该区域内衬中增加扬料砖。
图20扬料砖在内衬中的应用
实际上,早在三十多年前就有人试图在该区域试用扬料砖以强化高温热气流与物料之间的热交换,由于当时耐火材料的抗热震性能不能满足要求,致使扬料砖扬料部分容易发生断裂损坏而失去扬料作用,该方案没有得到推广应用。
到了2000年前后,某企业采用钢纤维浇注料预制块制作扬料砖,并在扬料砖中预置耐热钢板以防止扬料砖扬料部分断裂。
经过试用,使用寿命相当理想。
通过在该区域采用扬料砖,大大改善了窑内热工制度,不仅熟料质量得到大幅度提