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窯尾廢氣處理系統(tǒng)諏風機與蘭風機技術(shù)方案的淺析

文檔作者：張長樂，汪建國文檔來源：海螺建材設(shè)計研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月11日
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張長樂，等：窯尾廢氣處理系統(tǒng)“雙風機”與“三風機”技術(shù)方案的淺析
中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：B 文章編號：1007—0389(2007)04—00l8—05
窯尾廢氣處理系統(tǒng)‘諏風機’’
與‘竺風機’’技術(shù)方案的淺析
張長樂，汪建國(海螺建材設(shè)計研究院，安徽蕪湖241136)
摘要：根據(jù)控制窯、磨系統(tǒng)風量和風壓平衡的風機數(shù)量來分，原料粉磨及廢氣處理系統(tǒng)主要分為雙風機系統(tǒng)與三風機系
統(tǒng) 以5000t／d熟料生產(chǎn)線為例．詳細介紹了雙風機系統(tǒng)和三風機系統(tǒng)的工藝流程、風機配置；分別介紹了系統(tǒng)的風機配置
情況：從工藝布置、生產(chǎn)操作、設(shè)備運行、投資大小及運行電耗等多角度，重點進行二種系統(tǒng)的對比分析。在此介紹一分
析一對比的基礎(chǔ)，作者對原料粉磨和廢氣處理系統(tǒng)提出了幾點看法。
關(guān)鍵詞：雙風機系統(tǒng)；三風機系統(tǒng)；原料粉磨系統(tǒng)；廢氣處理系統(tǒng)；風機
Comparsion of” Double fans” and” Three fans ” in W aste Gas Processing System at KiIn Back End
Zhang Changle．Wang Jianguo(Conch Building Material Design and Research Institute，Wuhu，Anhui，241 136)
Abstract：By the number of fan that controls the air quantity and air pressure balance in kiln and mill system，the raw material grind—
ing system and the waste gas processing system at kiln back end was divided into double—fan system and three-fan system．Taking a
5000 t／d clinker production line for example．the author introduced in detail the technical process and fan allocation of the two kinds
of fan system，and compared one systems with the other by technical allocation，production operation，investment and power con—
sumption、On base of the comparsion，the author put forward opinions for the raw material grinding and waste gas processing system、
Key words：double fans system；three fan system；raw material nding system；waste gas processing system；fan
0 前言
隨著新型干法水泥技術(shù)的發(fā)展，立式輥磨已廣
泛應(yīng)用于原料粉磨系統(tǒng)，且能充分利用窯尾煙氣對
原料進行烘干和粉磨。根據(jù)控制窯、磨系統(tǒng)風量和
風壓平衡的風機數(shù)量來分，原料粉磨及廢氣處理系
統(tǒng)主要分為雙風機系統(tǒng)與三風機系統(tǒng)。所謂雙風機
系統(tǒng)是指生料制備系統(tǒng)沒有單獨的循環(huán)風機，僅靠
窯尾高溫風機和系統(tǒng)廢氣風機來控制整個系統(tǒng)的壓
力、風量平衡；所謂三風機系統(tǒng)主要是指生料制備
系統(tǒng)設(shè)有單獨的循環(huán)風機，再加上窯尾高溫風機和
系統(tǒng)廢氣風機，三臺風機共同控制窯、磨系統(tǒng)的風
量和壓力。
根據(jù)目前水泥技術(shù)發(fā)展的實際狀況，這兩個系
統(tǒng)均成熟可靠且各有利弊。目前在國內(nèi)已投產(chǎn)運行
或在建的大型生產(chǎn)線中，這二種工藝系統(tǒng)(即雙風
機和三風機系統(tǒng))并存；且隨著水泥工業(yè)技術(shù)和裝
備開發(fā)的進步，高濃度電收塵的開發(fā)成功，為“雙
風機”系統(tǒng)的可行提供了發(fā)展條件。國外大型公司
一18 一
及知名企業(yè)多傾向于雙風機流程， 如國外的
POLYSIUS公司和洪堡公司． 國內(nèi)的DY、XYT、
JY等工廠的配置方案多為雙風機流程：采用三風
機系統(tǒng)的主要有HX、浙江HS、銅陵HL#I等，
FLS公司的配置方案多傾向于三風機流程。海螺集
團已投產(chǎn)的4 000～5 000 t／d生產(chǎn)線中，有26條生
產(chǎn)線采用雙風機系統(tǒng)，6條采用三風機系統(tǒng)。下面
以5 000 t／d生產(chǎn)線為例，對這兩種系統(tǒng)的工藝流
程、風機配置、系統(tǒng)特點、電耗情況等方面進行簡
要的分析。
1 系統(tǒng)工藝流程及風機配置
1．1雙風機系統(tǒng)工藝流程
雙風機系統(tǒng)工藝流程較為簡單，生料粉磨后經(jīng)
選粉機隨氣體由磨內(nèi)帶出，通過匯風箱初步收集，
再經(jīng)過高濃度電收塵器收集作為生料成品，電收塵
的廢氣由系統(tǒng)廢氣風機排人大氣：原料磨停時，窯
尾含塵廢氣由高溫風機，經(jīng)旁路風管至匯風箱、電
收塵器收集粉塵，廢氣由系統(tǒng)廢氣風機排人大氣。
雙風機系統(tǒng)工藝流程見圖1
水 工
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張長樂，等：窯尾廢氣處理系統(tǒng)“雙風機” 與“三風機”技術(shù)方案的淺析
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圖1 雙風機系統(tǒng)工藝流程
1．2 三風機系統(tǒng)工藝流程
三風機系統(tǒng)的工藝流程相對較為復(fù)雜．見圖
2。物料粉磨后經(jīng)選粉機隨氣體由磨內(nèi)帶出，通過
旋風筒收集大部分生料成品．含塵廢氣再由循環(huán)風
機抽出．粉塵經(jīng)過電收塵器收集，廢氣由系統(tǒng)廢氣
風機排人大氣；原料磨停時．窯尾含塵廢氣由高溫
風機．經(jīng)旁路風管、電收塵器收集粉塵，廢氣由系
統(tǒng)廢氣風機排人大氣．此時．循環(huán)風機停機。
1．3 主要配置比較
以5 000 t／d熟料生產(chǎn)線為例，雙風機系統(tǒng)和三
風機系統(tǒng)的風機配置比對見表1。
2 兩種系統(tǒng)的特點分析
2．1 雙風機系統(tǒng)的分析
隨著水泥工業(yè)技術(shù)和裝備開
發(fā)的進步．高濃度電收塵的成功
開發(fā)．為雙風機系統(tǒng)的成功應(yīng)用
提供了保證。雙風機系統(tǒng)是水泥
工業(yè)發(fā)展的一種進步．其主要特
點是工藝流程簡單、設(shè)備少、占
地面積小、工程投資小、系統(tǒng)阻
力小(總裝機容量小)、大型風
機的磨損及故障少：但也存在著
電收塵系統(tǒng)負壓大．對密封要求
高、停磨及開停窯時系統(tǒng)廢氣風
機運行功耗大(大馬拉小車)、
窯磨之間的操作獨立性稍差、收塵器的完好性及事
故跳停對環(huán)保的影響等問題。特別是對設(shè)備管理方
面的要求較高．在系統(tǒng)的堵漏、設(shè)備維護等方面若
不能滿足要求．則雙風機系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮不了．相
反系統(tǒng)電耗將比三風機系統(tǒng)高．并存在著其它一系
列不利的因素。
2．2 三風機系統(tǒng)的分析
三風機系統(tǒng)是傳統(tǒng)的利用窯尾廢氣進行原料烘
干的立式粉磨流程。此流程的主要特點是原料磨系
統(tǒng)用風相對較獨立．粉磨系統(tǒng)專門設(shè)立了循環(huán)風
機．系統(tǒng)廢氣風機的功率相對較小(僅710 kW)，
高溫風機
圖2 三風機系統(tǒng)的工藝流程
水淀工程
避免了磨停窯開時的系統(tǒng)廢氣風機
大馬拉小車的損耗問題；同時，電
收塵的負壓相對較小，對電收塵系
統(tǒng)的密封性要求稍低于雙風機系統(tǒng)；
另系統(tǒng)漏風也相對較小，在操作上
原料粉磨與窯系統(tǒng)之間的干擾較小。
但三風機系統(tǒng)的工藝流程較復(fù)雜、
占地面積稍大、工程投資略高于雙
風機系統(tǒng)．另外工藝設(shè)備數(shù)量多
(即增加了故障點的可能)、循環(huán)風
機在高粉塵環(huán)境下運行存在葉片結(jié)
灰、磨損等問題。
2-3 兩種系統(tǒng)的比較分析
下面主要從設(shè)備、操作、布置形
式及總體投資等方面進行簡要的比
較分析，詳見表2。
一‘】9 一
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張長樂，等：窯尾廢氣處理系統(tǒng)“雙風機” 與“三風機”技術(shù)方案的淺析
表1 5 000 t／d熟料生產(chǎn)線雙風機系統(tǒng)和三風機系統(tǒng)的風機配置比對
表2 雙風機和三風機系統(tǒng)在設(shè)備配置、操作控制、布置形式及總體投資等方面的比對
一20一 水淀工程 笪
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3 兩種系統(tǒng)的電耗分析
雖然雙風機系統(tǒng)具有系統(tǒng)總阻力小，電耗低的
優(yōu)點，但是由于各種因素的影響，使得目前國內(nèi)的
雙風機系統(tǒng)的優(yōu)勢未能充分發(fā)揮，實際電耗較高。
下面按5 000 t／d熟料生產(chǎn)線為例，進行雙風機系統(tǒng)
與三風機系統(tǒng)的電耗比較分析。
3．1 窯、磨聯(lián)合操作時
在窯磨聯(lián)合操作時，雙風機系統(tǒng)具有一定的優(yōu)
勢，此時雙風機系統(tǒng)風機裝機功率為6300kW，而
三風機系統(tǒng)為6410kW。
3．2 當原料磨停機時
當原料磨停機時，三風機系統(tǒng)中電耗較大的循
環(huán)風機停止運行，系統(tǒng)裝機功率大幅度下降，僅為
3 210 kW；而雙風機系統(tǒng)高溫風機、系統(tǒng)風機仍然
運行，裝機功率仍為6300kW，系統(tǒng)風機存在大馬
拉小車現(xiàn)象，浪費了大量的無功功率。分析計算詳
見表3
表3 雙風機系統(tǒng)和三風機系統(tǒng)的電耗計算明細及分析比對
按年產(chǎn)能170萬t，臺時230t／h熟料計算，就目前的配置及實際運行來看，雙風機系統(tǒng)較三風機系統(tǒng)多消
耗電能為：
綜合螈分析 蕁蓋 0(d6 )雙 蓑 耗 為 5 坷吣24刪
1 700 000=0．23 kW h／t。
(1) (2)二項合計，則雙風機系統(tǒng)較三風機系統(tǒng)噸熟料要多耗電：0．65+0．23=0．88kWh／t。
從表3的計算可知：
(1)三風機系統(tǒng)的總裝機功率(6400kW)略
高于雙風機系統(tǒng)(6 300 kW)。但停磨單開窯時，
因三風機系統(tǒng)中耗能最大的循環(huán)風機停止運行，而
雙風機系統(tǒng)中能耗最高的系統(tǒng)廢氣風機仍須繼續(xù)運
轉(zhuǎn)，因此實際運行功率是雙風機系統(tǒng)(4 753 kW)
高于三風機系統(tǒng)(3 130kW)。
(2)本來立磨停止運行時，系統(tǒng)廢氣風機的
全壓從10000Pa降至2000Pa即可滿足系統(tǒng)要求。
但如果系統(tǒng)廢氣風機大幅度降低風機轉(zhuǎn)速將會導(dǎo)致
風量不能滿足系統(tǒng)要求，風機只能通過管線上的閥
門調(diào)節(jié)來適應(yīng)工況的變化，因此雙風機系統(tǒng)的節(jié)能
效果難以體現(xiàn)。從目前的系統(tǒng)配置和實際運行情況
看。以每年的窯開停磨時間為10d計算，雙風機
系統(tǒng)的噸熟料實際功耗比三風機系統(tǒng)略高
0．88 kW h／t。
3．3雙風機系統(tǒng)電耗偏高的原因分析
雖然在理論上。雙風機系統(tǒng)較三風機系統(tǒng)阻力
小(約小1 000 Pa)，電耗低。但根據(jù)目前的實際
配置情況分析，其系統(tǒng)電耗還略高于三風機系統(tǒng)，
就其原因主要有以下特點。
(1)在系統(tǒng)配置上過分考慮產(chǎn)能發(fā)揮及系統(tǒng)
漏風的影響，使得風機風量、功率的配置過大
(FLS提供的系統(tǒng)風機風量828 000 m3／h，軸功率為
2532kW；而實際配置：風量為1 024000m3／h，軸
功率為3554kW，電機3800kW)。
(2)由于在工程設(shè)計、設(shè)備制造、安裝及生
產(chǎn)運行中維護、管理不到位，造成系統(tǒng)實際漏風過
大，風機無功功率消耗較多。根據(jù)海螺集團內(nèi)同類
型生產(chǎn)線的實際運行情況來看．原料磨系統(tǒng)廢氣風
機電流從320～400 A不等，說明系統(tǒng)的漏風情況及
設(shè)備安裝、設(shè)備維護、操作管理等方面存在著較大
的差異。有許多地方值得改進。從熟料綜合電耗的
指標方面看．不同公司從58～62 kWh／t不等，充分
反映了管理所起的重要作用(NG公司5 000 t／d生
產(chǎn)線的噸熟料綜合電耗僅為57．7 kWh／t)。
求淀工程 一2l一
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t
J ：
(3)目前國內(nèi)風機的效率不高，與進口風機
相比存在較大差距，增大了風機的無功消耗。
(4)在原料磨停機及開停窯時，系統(tǒng)風機的
無功消耗過大。
4對原料粉磨及廢氣處理系統(tǒng)的幾點看法
(1)根據(jù)目前各公司實際運行情況來看，系
統(tǒng)廢氣風機運行電流相差較大，系統(tǒng)漏風嚴重，需
進一步加強現(xiàn)場管理，改進系統(tǒng)的密閉性能，減少
系統(tǒng)漏風。由于目前生產(chǎn)線大部分已運行多年，其
各溫度、壓力測點的位置及所得數(shù)據(jù)不夠真實、有
效．所以首先應(yīng)對其有效性進行核實，再根據(jù)系統(tǒng)
各點所得的有效數(shù)據(jù)進行分析，找出漏風的原因所
在．加以堵漏，必要時應(yīng)進行系統(tǒng)的標定分析，找
出問題的根源。
(2)要按照雙風機系統(tǒng)的工藝工況點的參數(shù)
要求，進行優(yōu)化操作，合理用風，減少系統(tǒng)漏風
(如冷風閥的不合理操作等)，在保證人磨廢氣溫度
的前提下．盡可能降低高溫風機人口廢氣溫度(通
過多用循環(huán)風，少用冷風)，以降低高溫風機負荷，
達到降低能耗的目的。
(3)不能一味追求產(chǎn)能的發(fā)揮，應(yīng)在生產(chǎn)成
本與產(chǎn)能之間尋求一個合理的平衡點，發(fā)揮系統(tǒng)的
最佳效率。
(4)針對目前的雙風機生產(chǎn)流程，進行適當
的節(jié)能技改，降低無功消耗。例如，隨著變頻技術(shù)
的發(fā)展成熟．可考慮將原料磨系統(tǒng)廢氣風機采用變
頻調(diào)速技術(shù)，以避免“大馬拉小車”的現(xiàn)象發(fā)生。
(編輯：徐鳳娟) (校對：沈新)
(St稿日期：2007—05—1O)
上接第12頁
4I3 按增效系數(shù)K計算
設(shè)增效系數(shù)K=2計算，按Date book提供在圈
流情況下3 500 cmVg時產(chǎn)品電耗為37．1 kWh，t，則
G 37．1—2x12．06=12．98 kWh／t。比較結(jié)果見表2O。
表20 不同方法的計算比對(kWh／t)
項目 輥壓機單位電耗磨機單位電耗
5 結(jié)語
這篇文章源起于過去工作中遇到一些關(guān)于采用
輥壓機的粉磨系統(tǒng)的問題，特進行了整理總結(jié)與研
究分析，擬對采用輥壓機的粉磨系統(tǒng)的選型計算進
行一些探討．以求得到一個比較清晰的結(jié)果。整理
著手以來。發(fā)現(xiàn)掌握的資料和數(shù)據(jù)并不夠充分，因
此得到的結(jié)論也就不夠全面：同時在水泥粉磨的實
際使用數(shù)據(jù)的收集中。由于實際生產(chǎn)添加了粉煤灰
和各種助磨劑。通常的計算不易得到正確的結(jié)果，
因此此文更多的是采用已有的報價和設(shè)計值為基
礎(chǔ)。作為探討，不妥之處，請幫助指正。
在本文的資料收集過程中。得到了鄭寧峰、張
～ 22 一
三紅和趙美江三位同志的幫助和指正．在此表示衷
心的感謝。
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production line project December 2003之水泥磨部分．KHD
求 工程
(編輯：徐鳳娟) (校對：沈新)
(收修改稿日期：2007-05—11)

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