摘要：通過計算煤粉發熱量反映煤的實際應用效果，詳細闡述了如何對現有水泥熟料生產線煤粉脫灰設備進行改造，提高除塵效率，降低煤粉含灰量，提高煤粉燃燒熱值，降低煤耗，并對改造前后不同脫灰工藝的經濟性進行比較。

1 問題的提出

目前大部分新型干法水泥熟料生產線的煤磨系統置于窯尾，從窯尾抽取高溫廢氣（230~260 ℃），進入煤磨作為烘干熱源。窯尾廢氣中含有粉塵約80 g/Nm3，廢氣在進煤磨前經過旋風收塵器除塵（除塵效率通常為80%），未被去除的生料粉塵會隨著廢氣進入煤磨和煤粉摻混，摻入生料粉后的煤粉比原有煤粉含灰量高出約3%~4%，進而影響煤粉燃燒的熱值，使煤粉的熱值降低，水泥窯的熱耗提高。

為了提高煤粉的發熱值，降低水泥熟料生產線的生產成本，我公司對煤粉烘干系統的脫灰設備進行技術改造，提高除塵效率，降低煤粉含灰量，提高煤粉燃燒熱值，降低煤耗。

2 煤粉發熱量計算

國內常用分析基低位發熱量（）來衡量煤粉發熱量，分析低位發熱量反映了煤的實際應用效果，但受外界影響因素大。

不同煤種分析基低位發熱量經驗公式為：

由分析基低位發熱量經驗公式可以看出，灰分降低1個百分點，分析基低位發熱量可以提高270.2 J/g（煙煤）、345.7 J/g（無煙煤）、321.5 J/g（褐煤），由于新型干法水泥生產線大部分采用煙煤，因此降低一個百分點含灰量，可以提高煤粉熱值270.2 J/g。

3?脫灰系統改造實例

以遼源金剛水泥有限公司為例，該公司采用1臺型號為2-Φ1880 mm的旋風收塵器為進入煤磨的窯尾高溫廢氣進行脫灰，除塵效率為80%，壓力損失740 Pa，脫灰處理過的高溫廢氣再通過一臺型號為W5-48№17.5F高溫風機進入煤磨。

為了降低窯尾高溫廢氣中生料粉含量，我公司利用該公司原有旋風收塵器基礎，將旋風收塵器改造為一臺型號為CDMC684的長袋脈沖噴吹袋收塵器，使除塵效率從原來的80%提高到改造后的99.96%，改造后進入煤磨的窯尾高溫廢氣中生料粉含量<30 mg/Nm3，基本可以忽略不計。

改造過程：由于原有旋風收塵器設備重量在7 t左右，而改造后的設備重量約35 t，需對原有設備鋼結構基礎進行加固，然后整體拆除原有旋風收塵器，保留原有的卸灰及輸送裝置，連接新的工藝管道，同時在袋收塵器進口加裝電動冷風閥，由中控根據窯尾廢氣溫度調整冷風閥開度，確保進入袋收塵器的廢氣溫度，既能滿足煤粉烘干需要，又能保證濾袋長期運行的需要。改造后袋除塵器的技術參數如表1所示。

4 改造效果

以遼源金剛水泥有限公司為例，其5 000 t/d熟料生產線使用的煤粉含水分2.6%，含灰分21.5%，其中窯尾生料粉進入煤粉帶入了3.3%的灰分，原煤的發熱量為25 498 J/g，經我公司改造后除塵效率由80%提高到99%以上，煤粉中灰分降低，發熱量提高。

5 經濟效益分析

1）節煤成本

該生產線日均消耗原煤850 t/d，原煤粉發熱值為25 498 J/g，改造后，脫灰袋收塵器運行穩定，出口排放濃度<30 mg/Nm3，煤粉中的灰分降低3.3%，發熱量提高270.2×3.3=891.7 J/g。經過實測，熟料煤耗從2018年度平均108.2 kg/t降至2019年度平均104.8 kg/t，實現節約原煤3.4×5 000/1 000=17 t/d，全年按300 d運行計算，年可節約原煤5 100 t，原煤價格以500元/t計，則年可節約255萬元。

2）運行成本

改造后，脫灰系統阻力主要由旋風除塵器改為袋除塵器導致，原有旋風除塵器運行阻力約500 Pa，改造后袋除塵器運行阻力約1 200 Pa，系統阻力增加700 Pa，系統增加功耗：

改造后每天增加用電量35.6×24=854.4 kWh，按平時段工業電價（0.725元/kWh），合計每天增加電費854.4×0.725=619.4元，全年按300 d運行計算，則年增加電費18.582萬元。

3）設備成本

設備主要易損件為濾袋，改造設備濾袋投資為235×648=152 280元，按使用壽命2年計，則濾袋每年成本為7.614萬元。

4）經濟效益分析

脫灰設備改造后，每年可節約成本255-18.582-7.614=228.804萬元，本次改造總投資為130萬元，則設備運行約207 d即可收回投資成本。

6 結束語

隨著國家節能減排要求的日益提高，在不斷采取措施提高環保排放的同時，如何降低煤粉中的水分、灰分，提高煤粉熱值，降低能耗，也應是我們關注的重點。