发布者：正向国际
时间：2021-04-29
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导语
受熟料物料性质影响，水泥企业窑头布袋收尘器回灰拉链机普遍存在严重磨损问题，是水泥行业高损耗、重点维修维护设备之一。目前，窑头布袋收尘器回灰拉链机实施变频改造已有先例，取得了延长设备使用周期，减少维修作业量的良好效果。但与之相比，本文介绍的改造项目效果更为显著，该项目获得了2018年“中复杯”中国建材集团技术革新奖技术改造类三等奖，值得在行业内部推广。
图1.某水泥企业主要生产装置全景照片
原创作者丨注册能源管理师 刘永杰
一
项目实施背景
该公司6000t/d水泥熟料生产线于2004年设计建设，2007年5月投产，原项目不包括余热发电系统。由于该水泥熟料生产线是按照篦冷机含尘颗粒及粉状烟尘经列管冷却器冷却后全部入窑头布袋收尘器集灰的原理设计的，所以窑头布袋收尘器烟粉尘浓度及收尘量大，窑头布袋收尘器回灰拉链机设计输送富裕容量大，配置功率高。
2010年上半年，在国家政策扶持下公司对该生产线实施了技术升级改造，新增1.2MW纯低温余热发电系统。该系统投入生产后，篦冷机烟尘旁路改道进电厂AQC余热锅炉，经锅炉振打后进行集尘，直接回到熟料盘式输送机，经余热锅炉降尘后的烟气再入布袋收尘器，这一改变使得进入窑头布袋收尘器的烟尘含尘浓度及收尘量降低到不足原设计量20%，导致布袋收尘器回灰拉链机接近空负荷运行。
针对这一情况，该公司相关技术人员认真勘察现场情况并精密计算后发现，回灰拉链机装置完全可以采取间歇式运行方式，既能够保证收尘设备安全稳定运转，又可以带来客观的经济效益。
图2.窑头布袋收尘器回灰拉链机现场照片
二
项目关键技术及改造内容
（一）关键技术介绍
本项目实施的关键技术在于回灰拉链机装置间歇式开启情况下能够确保正常回灰作业且不压料。根据现场设备运行情况，该公司在布袋收尘器的16个灰斗下部分别设置电容料位计检测，电容料位计设置的目的是防止收尘器塌料等生产异常回灰量突变状况，并通过上位机DCS中央控制室自动化系统编程实现回灰拉链机间歇式运行控制。
图3. 布袋收尘器灰斗电容料位计照片
（二）主要技术改造内容
1.根据拉链机运行期间的观察，发现窑头布袋收尘器进气侧到出口侧，布袋收尘器灰斗物料收集量梯度递减。找出收尘器各室下料特点及规律后，在收尘器回灰灰斗锥体部位开孔，焊接法兰，安装电容式料位计，用以检测灰斗料位高度。
图4. 收尘器回灰灰斗锥体部位安装电容式料位计
2.在上位机DCS中央控制室ES站编程，实现回灰拉链机逻辑优化控制：窑头布袋收尘器进气侧拉链机，日运行时间两次，时间间隔为690分钟，每次运行30分钟；窑头布袋收尘器中间位置拉链机间隔时间梯度延长，运行时间均设置30分钟，进出口侧拉链机48h运行一次，时间间隔为2850分钟。
图5.上位机DCS中央控制室控制界面截图
3.敷设控制电缆实现DCS下位机AS站与收尘控制柜的连接控制。
图6.回灰拉链机节能改造项目示意图
三
项目技术优势
该公司“窑头布袋收尘器回灰拉链机节能改造项目”与传统回灰拉链机变频改造相比，具有以下优势：
1.简便快捷
本改造项目在不改变原窑头收尘器工艺布局、不更换现有设备的情况下，仅添加若干电容式料位开关及上位机逻辑编程，在确保安全的前提下，改变回灰拉链机运行方式。
2.稳定耐用
现场改造完成后使用至今未发生过堵料情况，平均每台回灰拉链机日运行时间为30分钟；大大降低了维修及岗位人员的劳动强度，节约维修成本。
3.易于推广
在旋窑水泥生产企业而言，只要窑头收尘器回灰装置在空间布置允许的情况下，理论上都可以进行类似改造。
四
项目经济效益分析
1.投资费用及实施前后对比
（1）变频改造费用：变频器8台约2万元，电缆及控制柜1万元，合计3万元。
（2）间歇控制运行费用：料位计16台0.8万元，制作安装费用0.1万元，合计0.9万元。
2.经济效益分析
（1）年节电量
窑头收尘器安装有8台拉链机，配套电机功率7.5kw，按照改造后系统运转300天，拉链机日平均运行0.5h，变频器节电效果20%计算，每年减少耗电：
8*300d*7.5kW*（1-0.2）×（24-0.5）h＝338400kW；
（2）年节省电费用
338400kw*0.65元/kW·h＝23万元；（电单价按每度0.65元度计算）
（3）年节约维修费用
拉链机链条长50m，购置费为400元/米，更换人工费用为1.5万元/条，改造前4个月更换一次，改造后2年更换一次计算，年节约维护费用：
（8*50*400+8*1.5）*（2.5次-0.5次）=56万元。
（4）年节约总费用：
年节约总费用=年节约电费用+年节约维修费用=23万元＋56万元＝79万元
由此可见，该项目投资小，但实现的经济效益较为显著。现场改造完成后使用至今未发生过堵料情况，显著降低了电耗及人员维修强度，节约维修成本。目前，该公司两台回转窑均实施了该项改造。
五
项目实施应注意问题
1. 先判断，后编程
企业应当首先准确判断收尘器各室下料特点情况，然后再进行上位机DCS中央控制室ES站编程。这一点非常关键，若间隔时间过长，容易造成压料，若间隔时间过短，增加运行时间，耗电量增加，达不到预期效果。
2.选好位，再安装
企业不可随便选位安装电容料位计，其安装位置（即监测点）必须经过反复研究论证后确定。若测点过高，物料积压多，启动时电机容易过载、跳车甚至无法启动；若测点过低，拉链机频繁启动，增加了运行时间，也达不到预期效果。
（原创文章，未经允许，禁止使用）
作者简介
刘永杰 注册能源管理师
青州中联水泥有限公司
工作岗位：生产品质部/体系管理员
工作职责：负责体系、节能、碳排放、计量、技术创新工作，并协助开展计划统计工作
工作成绩：参与了公司能源管理体系的创建及智慧能源管理平台的研发；编制公司2013-2017年度碳排放报告；向集团、行业协会等推广公司项目成果，其中1项获得全国建材材料行业协会表彰奖励，16项技获得中国建材集团表彰奖励，2项获得中国建筑材料企业管理协会表彰奖励，3项获得省循环经济协会表彰奖励。
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