哪些因素会影响预热器出口温度?
哪些因素会影响预热器出口温度?
除熟料形成热外,预热器出口热损失、篦冷机热损失是熟料煅烧环节最大的热量支出项目。要想降低单位熟料的热耗,就要从这几块注重下功夫。
这也是很多企业技改的目的,比如通过将预热器五级升级为六级,来降低预热器出口温度;通过将篦冷机升级,提高篦冷机热回收效率,降低篦冷机热损失等。
今天着重聊下哪些因素会影响到预热器出口温度,从而使得预热器技改更有针对性。
1. 熟料自身热耗
预热器出口热损失会影响到熟料的热耗,但同时熟料热耗会影响到预热器出口温度及热损失。两者互相影响,最终达到一个平衡。
比如,若篦冷机热回收效率低,单位熟料热耗高,就会导致单位熟料产生的烟气量偏大;在预热器内,更大的烟气量意味着固气比的降低,从而使得出口温度的升高。这也是很多企业在改完篦冷机后,会发现预热器出口温度也降低了。
经验:熟料标煤耗每增加5 kg/tcl,会导致烟气量增加大约0.04 Nm3/kgcl,预热器出口温度增加大约8℃。
2. 燃料的性质
燃料的性质同样会影响到烟气量。即使单位熟料热耗相同,使用烟煤、无烟煤、褐煤、替代燃料等对应的单位热值烟气量是不同的。
通常,热值越低的煤,单位热量下其产生的烟气量越高。例如,根据煤粉的烟气量和热值的经验公式,烟气量=0.214×Q/1000+1.5 (Nm3/kg),可以计算出不同煤粉单位热量的烟气量,如下:
替代燃料的影响则更为显著
除此,燃料的灰分也会间接影响到固气比。例如灰分越高的替代燃料或煤粉,会使得单位熟料所需生料的减少,从而固气比降低,预热器出口温度升高。
3. 旋风筒的分离效率
对于五级预热器来讲,C2-C5分离效率越低,带到上面的热量越多,C1出口的温度就会越高。影响顺序如下:C5>C4>C3>C2,也就是说越往下越重要。大家可以观察下C4出口温度。基本上C4出口温度超过780℃的五级预热器,C1出口温度基本就在320℃以上。
与其它旋风筒不同的是,C1分离效率越低,预热器出口温度也越低,不过热损失却会增加(因为窑灰带出热量的增加)。根据之前的计算,C1分离效率每降低1%,预热器出口温度降低1.6-1.8℃,热损失会增加0.4 kcal/kgcl(影响不算大)。
4. 撒料效果
撒料效果主要影响了换热效率。较差的撒料甚至会导致“窜料”,比如C2下料管的撒料箱撒料不好,会使得部分C2生料直接落入C4,而不是带入C3。这样就会导致C4-C3之间的温差减小,从而影响整体的换热。
入窑生料、C1、C2撒料效果不好会影响到预热器的换热。但是C3和C4撒料不好就会影响到窑的整体表现。例如,若C3出现“窜料”,C5入窑分解率就会降低,窑内负荷增加,熟料产量起不来。
5. 生料中的可燃物质
现在越来越多的企业往生料中加煤矸石、粉煤灰等有热值的物料,这有助于降低煤粉的消耗。同时,这些有热值的物料所含的挥发分会在C2-C4之间释放,进而燃烧释放热量,导致预热器换热效果看起来变差了。
可以通过检测每级旋风筒出口的气体成分,来判断可燃物质主要在哪里释放了热量。
6. 生料的水分(外水及内水)
毫无疑问,水分含量越高,会使得生料在换热过程中吸收更多的热量,进而降低烟气温度。内水对于C1出口温度的影响要明显高于外水,而我们通常检测的只是外水的含量。
根据计算,外水含量每增加0.1%,预热器出口温度会降低1.5℃左右,内水的影响则是外水的2倍以上。
7. 其它因素
分解炉出口的CO浓度,CO在后续会逐步被氧化,而其氧化释放的热量会导致烟气温度升高。
漏风,一方面会稀释烟气温度,使得烟气温度降低;另一方面会导致系统热耗升高,导致预热器出口烟气温度升高。
锁风阀运行效果,锁风阀效果不好会导致内漏风,内漏风的烟气不仅没有参与换热,还会影响上面一级旋风筒的分离效率。
预热器表面散热,一方面散热会导致烟气温度的降低,另一方面会导致热耗的升高,因此影响也是双向的。