水泥窑余热锅炉清灰方式的选择

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1、.水泥窑余热锅炉清灰方式选择王新建，魏永杰，彭岩（中信重工机械股份有限公司河南洛阳471039）摘要：介绍了烟气中灰尘对余热锅炉的主要危害，水泥窑窑头和窑尾积灰特性，以及选择合理的清灰方式对余热锅炉正常运行的重要性，分析比较余热锅炉的几种常用清灰方式，说明了窑头利用沉降除尘、窑尾利用机械振打锅炉管束能达到良好的清灰效果，提高余热锅炉的热效率。关键词：余热锅炉；清灰方式；沉降室；机械振打；效率1概述水泥在生产过程中，产生大量350℃左右的废气，这些废气余热是通过余热锅炉回收和利用的。但这些废气中含有大量的粉尘，且废

2、气处于高负压状态，窑尾废气的负压甚至达到-5000～-6000Pa，烟气中的粉尘对余热锅炉的影响非常严重，轻者锅炉受热面积灰，排烟温度升高，影响余热锅炉的换热效率，重者对余热锅炉受热面冲刷、磨损、甚至磨穿管子，造成锅炉停产等生产事故。另外，大量积灰的塌落可导致高温风机跳闸，影响整个水泥线的生产。所以必须采用合适的清灰方式，以减轻和防止灰尘对水泥窑余热锅炉的影响，提高水泥窑余热锅炉换热效率，延长余热锅炉的寿命，并保护水泥生产正常运行。2烟气灰尘对余热锅炉的危害2.1硫份和水分对积灰的影响在水泥生产过程中，燃料带入的

3、大部分S进入烟气中，由于烟气中带有大量CaO粉尘和煅烧过程中挥发出来的K2O和Na2O，烟气中的SO2绝大部分与之反应生成各种硫酸盐或亚硫酸盐，并随着烟气温度的下降，凝结并附着于粉尘的表面。废气中SO2含量常在10～100mg/m3（体积百分含量0.003%）左右，不必处理即可排放，生成的SO3更少，所以不需考虑酸腐蚀问题。由于不会发生低温硫的腐蚀问题，所以余热锅炉的排烟温度可以降到100℃以下。为了防止水蒸气对锅炉的腐蚀和积灰造成影响，排烟温度应该高于水蒸气露点，以防止低温腐蚀，也防止松散性积灰转变为密实性积灰

4、。如果受热面壁温比水蒸气露点温度高(5～10℃)..，则不会积低温粘结灰，此时发生的积灰是松散灰，容易清除。烟气中只含有水蒸气时，水蒸气的露点取决于它在烟气中的分压，水蒸气分压下的饱和温度就是烟气的水露点。水蒸气分压可用下式计算:式中　—烟气中水蒸气体积；—烟气体积；—烟气压力。根据水泥线的废气特性，可估算出SP余热锅炉的水蒸汽露点温度为38.3℃，AQC余热锅炉的水蒸汽露点温度为17.5℃，考虑到烟气中SO3的影响，烟气露点温度会有所提高。而水泥窑余热锅炉的排烟温度一般在100℃左右，远高于水蒸气露点温度，所以

5、能够成为松散性积灰，防止低温腐蚀的发生。2.2窑头冷却机(AQC)废气特点及危害窑头冷却机的单位废气量约为1.5Nm3/kg.cl，温度为150℃左右，最高温度可达350－360℃。含尘浓度为20－30g/Nm3左右。特点是：废气干燥，粉尘为磨损性较强的熟料微粒，粒径大、磨损性大、粘附性不强。窑的工况波动常使冷却机的烟气参数出现较大波动，温度波动可达100－150℃；当大量熟料涌入冷却机时，冷却机的废气量就增大，废气温度升高；当细料进入冷却机时，废气中粉尘浓度就升高。窑头篦冷机粉尘的化学成分（%）见表1：表1Si

6、O2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O22.525.243.0867.110.770.550.150.59窑头粉尘颗粒组成见表2：表2µm<1515-2020-3030-4040-88>88%0.60.62.62.823.270.2窑头典型废气体积成分见表3：表3..CO2O2N2H2O%/20.477.62.0由于窑头烟气中的灰尘硬度高、颗粒大，对余热锅炉的主要危害是磨损。根据通用磨损公式磨损量；修正系数；飞灰浓度；飞灰粒径；气流速度分析知：①烟气流速愈高，磨损越严重，即磨损量大约与气流速度的

7、三次方成正比。②烟气中的飞灰粒径愈大，磨损量愈大，即磨损量与粒径的二次方成正比。③烟气中飞灰浓度愈大，飞灰粒子碰撞受热面的几率增加，磨损量也增加，即磨损量与飞灰浓度成正比。影响磨损速度的因素还与受热面的表面粗糙度、硬度及布置方式有关，当表面较粗糙时，摩擦阻力大，磨损速度较快；当表面硬度较大时，磨损速度较慢。2.3窑尾预热器(SP)废气特点及危害在新型干法水泥生产过程中，窑尾烟气是由一级旋风预热器排出的，单位烟气量为1.5-1.9Nm3/kg.cl；烟气温度一般为320-350℃；粉尘浓度较高，为80－100g/N

8、m3，远大于循环流化床的30g/Nm3的排放浓度；粉尘颗粒细（粒径<10µm者占90-97%，<2-3µm者占50%），粉尘比电阻高（达1011Ω.cm），造成电收尘效率不高；粉尘硬度低，对锅炉受热面的磨损不严重、容易积灰等。回转窑和窑尾系统热容量大、热惯性强，因此废气参数相对稳定。窑尾粉尘的化学成分（%）见表4：表4SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2O