水泥生產(chǎn)中，水泥混合料的烘干是一道重要工序，其效果的好壞，往往直接影響到水泥粉磨作業(yè)。因此，選擇合理的干燥設(shè)備，意義非常重大。國(guó)內(nèi)大多數(shù)水泥廠采用回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)系統(tǒng)，普遍存在著熱效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重的問題。究其原因，主要是為烘干機(jī)提供熱源的熱風(fēng)爐內(nèi)燃料燃燒不充分，以及烘干機(jī)內(nèi)部熱交換不理想等所致。為解決上述存在的問題，萊蕪鋼鐵集團(tuán)魯碧建材有限公司利用大修期間，通過采用高溫?zé)煔夤?jié)能型沸騰爐替代傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)爐箅層煤燃燒室，以及改進(jìn)烘干機(jī)內(nèi)部揚(yáng)料裝置等措對(duì)其礦渣烘干機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。運(yùn)行效果表明，改造后的系統(tǒng)不僅提高了烘干機(jī)的熱效率和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，降低了能源消耗，而且改善了環(huán)境，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1、改造前情況分析

魯碧公司礦渣烘干機(jī)的熱風(fēng)爐zui初采用人工操作層煤燃燒室，這種爐型加煤、撥火、清灰等操作全靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，熱效率很低。后改為回轉(zhuǎn)爐箅層煤燃燒室，自動(dòng)加煤。機(jī)械化程度的提高，一定程度上降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的操作環(huán)境，提高了臺(tái)效，在生產(chǎn)中曾一度發(fā)揮了其應(yīng)有作用。但是，由于這種爐型自身仍存在著諸多弊端，制約了其效率的進(jìn)一步提高，從而影響了熱風(fēng)爐潛能的發(fā)揮。譬如：煤在此燃燒室中與爐箅之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，盡管也采取了撥火操作（所謂撥火就是撥動(dòng)爐箅上的燃燒層，其目的在于平整和松散煤層，消除“風(fēng)眼”，使通風(fēng)均衡流暢，震落包在煤粒外面的灰層，從而使煤燃燒更迅速而*），但實(shí)際生產(chǎn)中效果并不好。煤塊與熱煙氣根本不可能進(jìn)行充分的傳熱傳質(zhì)過程，煙氣溫度低，并受加煤、撥火、除渣操作的影響，供熱不穩(wěn)定。且正是由于這種燃燒特點(diǎn)導(dǎo)致該種爐型對(duì)煤種的適應(yīng)性差，不能燃用粘結(jié)性、高灰分、難以著火的劣質(zhì)煤，這與當(dāng)前烘干機(jī)熱風(fēng)爐的發(fā)展趨勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不相適應(yīng)。

主機(jī)設(shè)備∮2.4m×18m轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)內(nèi)裝普通抄板式（亦稱升舉式）揚(yáng)料板，是在轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁上焊以槽鋼構(gòu)成。這種揚(yáng)料板形成的料幕不完整，據(jù)有關(guān)資料介紹：它形成的料幕和料層總面積與烘干機(jī)內(nèi)截面積之比僅為0.3左右，就是說在烘干機(jī)內(nèi)截面上留有70%的空洞，留有如此大的空洞率，高溫氣體很容易從這些阻力相對(duì)較小的空間穿過，造成“風(fēng)洞”，使大部分高溫?zé)煔鈦聿患斑M(jìn)行熱交換就損失掉。為改變這種狀況曾通過增減槽鋼數(shù)量以改善熱交換狀況，但效果不理想。

近年來，隨著水泥生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，干礦渣需求量相應(yīng)增多，同時(shí)原煤質(zhì)量差，灰分波動(dòng)大，保持原水平的基礎(chǔ)上，烘干機(jī)的能力已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，本著節(jié)能、降耗、提產(chǎn)量的目的，再一次對(duì)烘干機(jī)系統(tǒng)實(shí)施了技術(shù)改造。

2、改造內(nèi)容及特點(diǎn)

2.1熱風(fēng)爐的選擇

熱風(fēng)爐的作用是向烘干機(jī)提供熱煙氣作為烘干介質(zhì)，其提供的熱風(fēng)是否充足，熱量是否穩(wěn)定，是烘干系統(tǒng)效率高低的前提。目前國(guó)內(nèi)水泥工業(yè)常用的爐型有三種：層煤燃燒室，沸騰燃燒室（沸騰爐），噴煤燃燒室（煤粉爐）。其中層煤燃燒室常用的兩種就是人工喂煤層燃室和回轉(zhuǎn)爐箅層燃室。四種zui常用爐型性能比較見表1。

由表1可以看出，煤粉爐和沸騰爐熱效率高、產(chǎn)量高、煤耗相對(duì)低，是兩種很有發(fā)展前途的新型燃燒法。而沸騰爐又以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易等優(yōu)點(diǎn)克服了煤粉爐爐體龐大、設(shè)備磨損嚴(yán)重、維修費(fèi)用高、環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷，并且沸騰爐zui突出的特點(diǎn)是它能穩(wěn)定地燃用一般燃燒方式無法燒的多水、多灰、低揮發(fā)物和低發(fā)熱量的煤如無煙煤、石煤、煤矸石等，對(duì)合理利用煤炭資源意義重大，是目前其它燃燒設(shè)備都不可比擬的。因此，沸騰爐作為烘干機(jī)的熱風(fēng)爐是較為理想的選擇。

2.2沸騰爐的結(jié)構(gòu)及工作原理

沸騰爐是利用空氣動(dòng)力作用使煤在沸騰狀態(tài)下完成傳熱、傳質(zhì)和燃燒反應(yīng)。其主要由燃燒室和混合室構(gòu)成，爐體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

燃燒室由沸騰層和懸浮層兩大部分組成，從風(fēng)帽的小眼中心線至溢流管上段邊緣一段為沸騰層，其上是懸浮層。沸騰層的主要部件是布風(fēng)裝置，由布風(fēng)板和風(fēng)帽組裝而成，風(fēng)帽頭部側(cè)向開孔，使空氣送入方向與爐內(nèi)上升氣流相垂直而不至于穿風(fēng)，造成局部料層堆積而結(jié)焦。布風(fēng)板以下空間為風(fēng)室，空氣由此向上吹送，當(dāng)空氣以一定的速度通過布風(fēng)板上的料層時(shí)，料層的穩(wěn)定性遭到破壞，整個(gè)料層被風(fēng)托起，顆粒間的空隙率加大，料層在一定高度范圍內(nèi)上下翻滾不已，這種處于松散的沸騰狀態(tài)的料層亦稱流化床。懸浮層有兩個(gè)作用：一是使被沸騰層氣流夾帶出來的小顆粒降低速度而自由沉降；二是延長(zhǎng)小顆粒在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間以便懸浮燃燒。

烘干機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)破碎后粒度小于10mm的煤粉被機(jī)械喂入燃燒室后，顆粒稍大一點(diǎn)的煤粉落入流化床，與流化床上的灼熱燃燒層混合，并迅速進(jìn)行熱傳遞而著火燃燒：另一方面，上下浮動(dòng)的大顆粒煤粉之間相互摩擦碰撞，顆粒逐漸變小趨于燃盡，細(xì)小的煤粉被向上的氣流卷吸，由于氣流與灼熱燃燒層進(jìn)行熱交換吸熱，溫度較高，所以這部分煤粉能夠迅速著火燃燒，氣流被進(jìn)一步加熱，因而沸騰爐燃燒效率高。同時(shí)，由于流化床內(nèi)的熱氣流近似湍流運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致固體顆粒在流化床中實(shí)際上具有相當(dāng)大的循環(huán)速度，粒子發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，盡管煤粉不斷加入到流化床中，在穩(wěn)定操作條件下其床層溫度無論在水平方向還是垂直方向上幾乎都是均一的。因而，沸騰爐內(nèi)煙氣溫度具有相對(duì)穩(wěn)定性，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

2.3內(nèi)部揚(yáng)料板的改進(jìn)

在烘干機(jī)內(nèi)部物料與熱煙氣直接接觸，加大物料與熱煙氣的接觸面積，就能提高熱交換效率，而增加接觸面積的主要手段是在烘干機(jī)內(nèi)部選擇安裝合適的揚(yáng)料裝置。此次改造采用了弧形揚(yáng)料板替代抄板式揚(yáng)料板，其型式見圖2。

這種揚(yáng)料板因?yàn)槭腔⌒?，所以?duì)烘干粒狀、松散的礦渣特別適用。礦渣進(jìn)入烘干機(jī)由入口處螺旋葉片向前推進(jìn)，同時(shí)礦渣被揚(yáng)起進(jìn)行熱交換，從進(jìn)料端至出料端絕大部分區(qū)段交錯(cuò)安裝弧形揚(yáng)料板，在烘干機(jī)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，礦渣被揚(yáng)料板舉升，同時(shí)逐步拋撒，在簡(jiǎn)體截面上形成充滿的、完整的料幕，從而使熱交換更加充分。為避免簡(jiǎn)體表面散熱損失，在揚(yáng)料板與簡(jiǎn)體之間加硅酸鋁耐火氈充當(dāng)保溫隔熱層，使熱能被充分利用，同時(shí)防止了簡(jiǎn)體的熱變形。

2.4其它措施

2.4.1提高烘干機(jī)轉(zhuǎn)速烘干機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，濕礦渣被揚(yáng)料板拋散，在與高溫氣體接觸時(shí)處于熱交換的*狀態(tài)，在簡(jiǎn)體內(nèi)壁和揚(yáng)料板上，實(shí)際上不與高溫?zé)熯佑|。有資料表明：就顆粒而言，暴露在空中的時(shí)問僅僅是沉浸在筒體和揚(yáng)料板內(nèi)時(shí)間的10%～12.5%，此是烘干機(jī)效率低的真正原因。在進(jìn)行揚(yáng)料板改進(jìn)的同時(shí)，適當(dāng)提高烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位時(shí)間可增加濕礦渣的揚(yáng)起次數(shù)，延長(zhǎng)濕礦渣的揚(yáng)起時(shí)間。魯碧公司烘干機(jī)原來轉(zhuǎn)速為3.5r/min，改造后轉(zhuǎn)速相應(yīng)提到4.9r/min，加快了傳熱速率，縮短了干燥時(shí)間，從而為產(chǎn)量提高創(chuàng)造了條件。

2.4.2改善通風(fēng)狀況通風(fēng)狀況是影響烘干機(jī)工藝狀況和產(chǎn)量的關(guān)鍵。通過加強(qiáng)烘干機(jī)系統(tǒng)的密封堵漏，并適當(dāng)加大排風(fēng)機(jī)風(fēng)量，使通風(fēng)狀況得以改善。不但可以及時(shí)排出因產(chǎn)量提高而增加的廢氣量，而且*可以克服新增加的阻力，使該系統(tǒng)工藝狀況更趨于合理。

3、改造效果及效益

由于沸騰爐對(duì)煤種的適用性廣，實(shí)施改造后，以質(zhì)量較差的無煙煤代替原優(yōu)質(zhì)煙煤作燃料，設(shè)備運(yùn)行一切正常。該系統(tǒng)的機(jī)械化程度提高，使操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境得到了更好的改善。同時(shí)沸騰爐料層溫度相當(dāng)均勻，并且相對(duì)較低，容易控制，一般控制在850～1050℃之間，這樣產(chǎn)生的煙氣中NO，等有害氣體含量較低，因此有利于環(huán)境保護(hù)，社會(huì)效益顯著。

礦渣烘干機(jī)收塵技術(shù)主要三個(gè)：
    一是旋風(fēng)除塵器，這種技術(shù)主要適用于渣，礫石和其他干燥的原料。當(dāng)用于干燥的粘土，煤，鐵和其他材料，因?yàn)檫@種材料塵埃顆粒小，單靠離心分離機(jī)重力，其除塵效率一般為60-70％，而采用傳統(tǒng)的子旋風(fēng)除塵器不穩(wěn)定不均勻風(fēng)，在每一個(gè)流程，易產(chǎn)生持續(xù)和結(jié)垢現(xiàn)象，直接影響除塵效率。雖然然CLK型增加了旋風(fēng)除塵器的效率，但出灰口?。ㄍǔＶ挥?2公分的），當(dāng)體積過大，往往粘塊。我們通常會(huì)使用所有有效的混凝土襯砌與剛玉耐磨塵旋風(fēng)（通常缸直徑一五四零毫米，灰色350毫米）的除塵器，空氣處理抗磨損量等，這些灰塵干燥渣可達(dá)250?300mg/Nm3，除塵等設(shè)備的投資僅名列第六。
    二是抗結(jié)露布袋除塵器除塵處理，并以zui簡(jiǎn)單有效的高瓦斯?jié)舛?。隨著引進(jìn)和玻璃纖維過濾袋內(nèi)置防水，折疊，抗磨損材料的玻璃纖維過濾器，生產(chǎn)的幾個(gè)具體類型的屬性，如玻璃纖維織物的開發(fā)，布具有光滑，平整，均勻，易于清洗等特點(diǎn)，以過濾高濃度的濕潤(rùn)粘灰塵過濾器。分靜態(tài)清洗方法不能完*二次清潔和灰塵的現(xiàn)象，包括細(xì)分多脈沖注入點(diǎn)和高壓空氣和其它方法來清潔房間之間輪流清洗，清洗時(shí)間，頻率由電腦控制。收集粉塵過程是一個(gè)簡(jiǎn)單的裝置。
    三是旋風(fēng)除塵器+組合排氣靜電除塵器，可用于灰塵，潮濕的材料更粗顆粒與干式集塵，高效率，高溫度，阻斷150毫克的排放濃度。這一個(gè)除塵器粉塵負(fù)荷沉重，必須妥善處理增加了處理能力。此外，當(dāng)需要安裝防爆，防腐，防銹和其他裝置。對(duì)于高濃度，塵風(fēng)量不使用工藝氣體。礦渣的使用干燥系統(tǒng)，了解烘干機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)除塵設(shè)備和技術(shù)的合理選擇*的方案，以改善干燥系統(tǒng)的效率是非常有益的。
礦渣烘干機(jī)工作原理如下：
    礦渣由輸送機(jī)或斗式提升機(jī)送到料斗，然后經(jīng)料斗的加料機(jī)通過加料管道進(jìn)入加料端。加料管道的斜度要大于物料的自然傾角，以順利進(jìn)行干燥物料。旋轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)與水平線略有斜角。物料從較高一端加入，載熱體由低端進(jìn)入，與物料成逆流接觸，也有載熱體和物料一起并流進(jìn)入筒體的。材料與反物質(zhì)載體連接，一起進(jìn)入氣缸。材料受重力影響運(yùn)行到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓筒底部。在一個(gè)圓柱形濕體材料，以推動(dòng)這一進(jìn)程向前發(fā)展，直接或間接得到了載熱體的給熱，使?jié)裎锪细稍?，然后是物質(zhì)方面的輸送機(jī)或螺旋輸送機(jī)發(fā)送。在筒體內(nèi)壁上裝有抄板，它的作用是把物料抄起來又撒下，使物料接觸面增加了空氣流動(dòng)，以提高干燥速度和促進(jìn)物料前行。冷卻劑通常分為熱空氣，煙道氣等。烘干機(jī)冷卻劑是一種氣體氣旋，一般需要捕獲材料。為了進(jìn)一步減少?gòu)U氣，粉塵，并通過一個(gè)過濾袋或濕后粉塵排放量的釋放。