使用煙氣分析儀輔助調整水泥回轉窯高溫風機運轉，年節約電費近百萬元

更新時間：2025-08-08 點擊次數：323

　　行業背景

　　2022年2月11日，國家發展和改革委員會發布了《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南（2022年版）》的通知。作為高耗能行業之一的水泥行業，面臨著深化節能降碳的挑戰。

　　新規中，水泥行業節能降碳改造升級實施指南提到的推廣節能技術應用就涉及：水泥廠高效節能風機/電機。

　　應用講解：德圖在水泥行業

　　高溫風機節能增效的必要性

　　回轉窯系統是水泥生產的心臟，而高溫風機是回轉窯系統的重要組成部分和最大的耗電設備。

　　窯尾高溫風機會將旋轉窯內的余熱廢氣引出，并通過預熱器對進入窯尾前端的生料進行預熱均化，降溫后的預熱廢氣又被高溫風機抽出進行處理。通過調整窯尾高溫風機轉速，達到合理的回轉窯內的氣壓和溫度，進而保證煤粉充分燃燒和生料在回轉窯內更好地煅燒。

　　出于響應政策和降本增效的兩個目的出發，企業需要調整高溫風機以得到合理的風、煤、料匹配，進而達到最佳運行效果和降低生產能耗水平。

　　高溫風機運行現狀

　　下表是我司重要客戶某水泥廠在連續兩年內高溫風機運行參數及用電情況：

年份

轉速（rpm）

運行電流（A）

C1出口負壓

（Pa）

C1出口溫度

（℃）

投料量（t/h）

用電單耗（kWh/t）

第1年

885

235

-5100

340

385

10.59

第2年

890

240

-5200

338

390

10.41

對于高溫風機而言，僅僅從風機運行參數（轉速、運行電流、C1出口負壓、C1出口溫度、投料量）和用電單耗，很難判斷出用風的合理性，只是憑經驗判斷，C1出口溫度有所偏高，系統用風應該存在富余，但缺乏理論依據。

　　操作人員使用testo350煙氣分析儀，分別在分解爐出口、C1出口兩個取樣點進行抽取煙氣，在高溫風機正常運行885rpm下進行多次測量，數據如下表：

日期	取樣點	煙氣主要成分				過剩空氣系數（%）
		O₂（%）	CO（ppm)	NOx(ppm)	CO₂(%)
第1天	分解爐出口	5.23	5012.00	657.00	13.33	1.39
	C1出口	6.57	1004.00	501.70	12.29	1.55
第3天	分解爐出口	5.30	4989.00	596.90	13.01	1.40
	C1出口	5.94	1291.00	477.70	13.20	1.48

　　由數據看出，窯尾煙氣成分中O2含量達到5.0%以上，過剩空氣系數在1.45%左右，明顯超出正常控制要求（正常情況下O2一般在0.7-3.5%，過剩空氣系數一般在1.0-1.2%），這與之前根據C1出口溫度判斷的系統用風有所富余相吻合。另外，煙氣測量結果中CO濃度偏高，NOx含量偏低，說明系統煅燒溫度偏低，風、煤、料匹配不夠合理。據此，企業生產運維人員認為非常有必要對高溫風機轉速進行降轉調整，以確保系統用風的合理性。

　　應用講解：德圖在焦化行業

　　高溫風機運行調整

　　生產運維人員和操作人員協商采取循序漸進的方式降低轉速，每次調整5rpm，且要保證系統穩定運行72小時以上，期間跟蹤煅燒變化及熟料質量，每天測量窯尾煙氣成分變化，煙氣成分典型數據記錄見下表：

日期	取樣點	風機轉速（rpm）	煙氣主要成分				過剩空氣系數（%）
			O₂（%）	CO（ppm)	NOx(ppm)	CO₂(%)
第8天	分解爐出口	880	4.65	5815.00	591.30	14.15	1.34
	C1出口		5.47	1358.00	504.10	13.26	1.43
第12天	分解爐出口	875	4.07	4815.00	618.40	14.28	1.28
	C1出口		4.98	1210.00	553.20	13.76	1.38
第15天	分解爐出口	870	3.52	4806.00	656.12	15.08	1.24
	C1出口		4.37	1056.00	600.23	13.97	1.32
第19天	分解爐出口	865	3.07	3702.00	840.25	15.52	1.20
	C1出口		3.79	1028.00	678.20	14.12	1.26
第23天	分解爐出口	860	2.32	3315.00	901.70	16.46	1.15
	C1出口		3.08	996.00	726.30	15.86	1.21

通過煙氣測量結果看，煙氣中O2、CO濃度下降，CO2、NOx含量上升，空氣過剩系數降至1.20%以內，另外C1出口溫度下降約20℃，說明煤粉燃燒狀況改善，系統風、煤、料匹配趨向合理。

　　針對NOx含量偏高現狀，企業采取SNCR（選擇性非催化還原）技術，確保NOx排放達到標準要求。

　　成效

　　調整前后高溫風機運行參數及用電單耗對比見下表：

轉速（rpm）

運行電流（A）

C1出口

負壓（Pa）

C1出口

溫度（℃）

投料量（t/h）

用電單耗（kWh/t）

調整前

885

235

-5100

340

388

10.59

調整后

860

215

-4700

318

390

9.51

　　總得來說，經企業人員在近一個月內的調整，高溫風機轉速由885rpm逐漸降至860rpm，經企業生產運維工程師確認，燒成系統運行正常，臺時產量、熟料質量未受到影響。高溫風機噸熟料用電單耗由10.59kWh降為9.51kWh，每年可節約用電170萬kWh，年節約電費近百萬元。

　　應用講解：德圖在焦化行業

　　testo350煙氣分析儀藍色版優勢一覽

　　testo350已升級為藍色版，具有突出的耐高溫、耐高粉塵、高精度傳感器、便攜性等諸多特點才能勝任回轉窯系統如此復雜的工況。

　　高精度傳感器

　　-非分散紅外原理CO2傳感器；

　　-電化學原理NOx，O2，CO，SO2傳感器；

　　-最多同時可裝6個傳感器。復雜的工況。

　　緊湊強勁的預處理/多級粉塵過濾

　　內置帕爾貼除水模塊，簡便地去除煙氣中的水氣，且在冷卻過程中SO2/NO2損失非常低。也可疊加德圖外置帕爾貼或外置加酸型預處理模塊進行更高效地去除水氣。

　　主機機身上的精細過濾，采樣探頭軟管和采樣管前端都設置有過濾器，高效率消除煙氣中的粉塵對測量儀器的影響。

　　多種材質采樣探頭供選擇

　　有多種不同可耐溫度的探頭類型供選擇，有500℃、600℃、1000℃、1200℃、1800℃等，帶有多級粉塵過濾模塊，金屬采樣管長度最長可達3m，也有可調溫式氣路全程加熱且能有效避免過程產生冷凝水的采樣探頭供選擇，用于排放端高濕度煙氣采樣，所有探頭可分段拆卸進行使用或維護。

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