HJ低氮燃燒器在高海拔地區(qū)如何提產(chǎn)、降耗?

河南匯金智能裝備有限公司 · 2021-11-25 16:54 留言

HJ低氮燃燒器在高海拔地區(qū)的使用簡(jiǎn)介

對(duì)于眾多水泥企業(yè)而言,有效地控制生產(chǎn)成本能夠幫助其在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)搶占有利地位,而能耗在生產(chǎn)成本中占據(jù)比重較大,降低生產(chǎn)過(guò)程中的煤耗、電耗就成為了企業(yè)控制生產(chǎn)成本的一項(xiàng)有效措施。某公司5000t/d回轉(zhuǎn)窯位于海拔近3000m的青藏高原西寧市,由于設(shè)計(jì)等原因,燃煤系統(tǒng)存在一次風(fēng)量偏高,風(fēng)機(jī)、電機(jī)富余量偏大等問(wèn)題,由此造成的系統(tǒng)煤耗、電耗、氮氧化物排放和氨水用量也較高。為提高回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的煅燒能力,同時(shí)降低生產(chǎn)成本,該公司的窯頭、窯尾燃燒器均更換為河南匯金智能裝備有限公司生產(chǎn)的HJ低氮燃燒器。使用后可提高并穩(wěn)定熟料產(chǎn)量、質(zhì)量;降低煤耗、電耗、環(huán)保費(fèi)用等生產(chǎn)成本?,F(xiàn)將使用中的一些情況總結(jié)如下:

一、原窯頭燃燒器存在的主要問(wèn)題

1、一次風(fēng)用量偏大

一次風(fēng)機(jī)流量為250m3/min,入窯冷風(fēng)量大,一次風(fēng)機(jī)功率185kw,導(dǎo)致煤耗、電耗偏高;同時(shí)有害氣體NOx產(chǎn)生量增多,脫硝系統(tǒng)的氨水用量增大,增加了生產(chǎn)運(yùn)行成本。

2、推力小

一次風(fēng)機(jī)壓力29.4kpa,造成燃燒器出口風(fēng)速很低,火焰射流的推力不足,火焰的穩(wěn)定性差,火焰分散無(wú)力,二次風(fēng)溫偏低。

3、熟料產(chǎn)量偏低

由于窯內(nèi)風(fēng)煤混合不均勻,造成火焰不集中,煤粉燃燒不充分,熟料結(jié)粒差,熟料產(chǎn)量偏低。2019年熟料平均日產(chǎn)量為5117t。

4、熟料強(qiáng)度偏低

由于窯內(nèi)火焰剛性差、燒成帶煅燒溫度分布不均,造成熟料強(qiáng)度偏低。2019年熟料3d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)26.9Mpa,28d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)57.8Mpa。

5、燃燒器頭部磨損后維修費(fèi)用高。

6、售后服務(wù)不及時(shí)。

二、主要工藝設(shè)備、原煤及熟料情況

某公司燒成系統(tǒng)主要工藝設(shè)備的配置和技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1,熟料化學(xué)成分、熟料率值及礦物組成見(jiàn)表2,煤粉工業(yè)分析見(jiàn)表3。

 

三、窯頭用HJ低氮燃燒器的優(yōu)勢(shì)

(1)能夠利用更多的高溫二次風(fēng)

采用HJ低氮燃燒器在保證煤粉充分燃燒的情況下可以有效減少多余一次風(fēng)進(jìn)入窯內(nèi),有利于加快煤粉著火速度,能夠利用更多的高溫二次風(fēng)。新?lián)Q一次風(fēng)機(jī)的流量為92m3/min,壓力58.8kpa,保證小風(fēng)量高壓力(原一次風(fēng)機(jī)流量250m3/min,壓力29.4kpa)。

(2)節(jié)電

燃燒器配備一次風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率低,功率132kw(原一次風(fēng)機(jī)功率185kw)。

(3)推力大

采用較高一次風(fēng)速,較低一次風(fēng)量,大推力、大速差設(shè)計(jì)理念,能夠強(qiáng)化煤風(fēng)混合,火焰強(qiáng)度高、剛性好、穩(wěn)定性強(qiáng),使煤粉燃盡率高,能夠提高熟料產(chǎn)量,降低煤耗,提高熟料強(qiáng)度。

(4)調(diào)節(jié)方便、適應(yīng)性廣

燃燒器凈風(fēng)各通道安裝渦輪蝸桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),能夠靈活調(diào)節(jié)各風(fēng)道的截面積;同時(shí)各風(fēng)道設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)量的閥門,使火焰粗細(xì)和長(zhǎng)度可調(diào),能夠形成理想的溫度場(chǎng)和熱工制度,對(duì)煤質(zhì)、物料的波動(dòng)變化適應(yīng)性強(qiáng)。

(5)便于檢修和更換

燃燒器整機(jī)管層布局合理,各風(fēng)道氣體流動(dòng)過(guò)程中沿程阻力系數(shù)最小。頭部零件采用螺紋連接,拆裝便捷,便于檢修和更換。

(6)售后服務(wù)好

匯金公司有技術(shù)能力過(guò)硬、責(zé)任心強(qiáng)的售后服務(wù)團(tuán)隊(duì),能夠在甲方需要技術(shù)服務(wù)時(shí)及時(shí)到位,開(kāi)展優(yōu)質(zhì)服務(wù);同時(shí)能夠有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),并且隨時(shí)可以通過(guò)電話和微信指導(dǎo)解決生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。

四、窯頭用HJ低氮燃燒器的結(jié)構(gòu)

    HJ窯頭低氮燃燒器采用五通道四風(fēng)道結(jié)構(gòu)形式(見(jiàn)圖1),由外到內(nèi)依次分為:外軸流風(fēng)道、煤粉風(fēng)道、旋流風(fēng)道、渦流風(fēng)道、點(diǎn)火油槍(清焦器)通道。

圖1 HJ窯頭低氮燃燒器結(jié)構(gòu)形式

圖2 截面積無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

(1)外軸流風(fēng)道

外軸流風(fēng)道噴嘴采用帶有一定傾斜錐度的半圓孔結(jié)構(gòu),降低了風(fēng)阻,提高了射流強(qiáng)度,外軸流風(fēng)由間斷的半圓錐形孔噴射,噴出的高速風(fēng)可以充分卷吸高溫二次風(fēng)。外軸流風(fēng)道的出口面積可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)(見(jiàn)圖2),進(jìn)而可以調(diào)節(jié)外軸流風(fēng)的出口風(fēng)速。

(2)煤粉風(fēng)道

煤粉風(fēng)道設(shè)置在外軸流風(fēng)道和旋流風(fēng)道之間。在外軸流風(fēng)和旋流風(fēng)作用下煤粉迅速擴(kuò)散、快速著火燃燒;同時(shí)外軸流風(fēng)和旋流風(fēng)能夠控制煤粉在窯內(nèi)的走向和分布,可以有效調(diào)節(jié)火焰形狀和火焰溫度的分布。

(3)旋流風(fēng)道

旋流風(fēng)道設(shè)置在煤粉風(fēng)道的內(nèi)側(cè)。旋流風(fēng)通過(guò)多個(gè)帶錐度的半圓形螺旋槽的旋流器噴出多個(gè)高速旋流風(fēng),產(chǎn)生旋流效應(yīng),使煤粉在出燃燒器后迅速散開(kāi),降低了煤粉濃度,提高了煤粉與空氣的接觸時(shí)間和接觸面積,使煤粉能夠快速燃燒,提高了煤粉燃燒效率。旋流風(fēng)風(fēng)道的出口面積可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),進(jìn)而可以調(diào)節(jié)外旋流風(fēng)的出口風(fēng)速。

(4)渦流風(fēng)道

渦流風(fēng)道設(shè)置在旋流風(fēng)道的內(nèi)側(cè),渦流風(fēng)由多個(gè)帶螺旋角度的旋流器噴出,通過(guò)調(diào)整軸向位移可以調(diào)整渦流風(fēng)噴出的角度,以調(diào)整火焰形狀。配合旋流風(fēng),使燃燒火焰更加集中、穩(wěn)定。

五、窯頭用HJ低氮燃燒器的安裝

因?yàn)楸敬渭几母鼡Q了新的一次風(fēng)機(jī),所以原一次風(fēng)機(jī)的管道不再使用。新的管道布置見(jiàn)圖3,布置時(shí)盡可能地減少直角彎以減小管道阻力,使一次風(fēng)更加順暢地入窯,能夠起到節(jié)能效果。同時(shí)橡膠管既要做好防磨的支點(diǎn),又要保證燃燒器在正常進(jìn)出的調(diào)節(jié)中的前后富余量,不得影響正常使用。

圖3 新一次風(fēng)機(jī)的管道和窯頭煤粉輸送管道布置

圖4 處于基本水平的HJ低氮燃燒器

由于原燃燒器在窯內(nèi)的位置基本與窯中心線重合或平行(即同軸狀態(tài)),而HJ低氮燃燒器的安裝要求是燃燒器處于基本水平的狀態(tài)(見(jiàn)圖4),因此將燃燒器頭部支撐抬高7cm,尾部抬高14cm(見(jiàn)圖5、6),燃燒器整體保持水平狀態(tài),然后定位,燃燒器頭部在窯內(nèi)斷面調(diào)整到偏下、偏料各20mm(20mm,-20mm)。從點(diǎn)火油槍通道用紅外測(cè)溫槍打光點(diǎn)到窯內(nèi),光點(diǎn)位置在窯內(nèi)向窯尾方向55m處。

圖5 燃燒器頭部提高

圖6 燃燒器頭部支撐抬高70mm

   定位時(shí),使用的水平儀必須是直尺式磁鐵水平儀(見(jiàn)圖7),不能用框式水平儀(見(jiàn)圖8)以免影響定位的準(zhǔn)確性。

    

圖7 直尺式磁鐵水平儀

圖8 框式水平儀

六、窯頭用HJ低氮燃燒器使用中遇到的問(wèn)題及解決

1.生料KH偏低

窯投料后因生料磨開(kāi)不起來(lái),生料均化庫(kù)內(nèi)的生料KH偏低,為保護(hù)窯皮和耐火磚,需要把火力調(diào)軟一些。外風(fēng)截面積由25mm增大到30mm,閥門開(kāi)度90°,壓力38kpa,內(nèi)風(fēng)截面積由25mm減小到15mm,閥門開(kāi)度90°,壓力表32kpa,中心風(fēng)截面積5mm,閥門開(kāi)度由10°增大到15°,壓力16kpa。

2.窯筒體溫度偏高

4月3日18:30窯筒體22.5m處溫度最高390℃,采取以下措施:

①開(kāi)窯筒體冷卻風(fēng)機(jī);

②調(diào)整燃燒器:頭部向下調(diào)整15mm;

③減頭煤,一次風(fēng)量減小到66 m3/min,一次風(fēng)機(jī)出口壓力保持40.8kpa左右。

19:30該處溫度降低至366℃,20:20降低至350℃。4月4日9:16燃燒器恢復(fù)正常狀態(tài)。

3.燃燒器頭部下面長(zhǎng)“胡子”

   燃燒器頭部下面長(zhǎng)出較大的“胡子”后,嚴(yán)重阻礙了外風(fēng)卷吸高溫二次風(fēng),影響了窯頭煤粉的快速燃燒,造成窯況惡化,產(chǎn)量一度下降到360t/h,游離鈣合格率下降。清理燃燒器頭部下面較大的“胡子”后,窯況很快好轉(zhuǎn),產(chǎn)質(zhì)量很快恢復(fù)正常。后來(lái)制定操作規(guī)程,定期清理燃燒器頭部下面的“胡子”,防止因此影響正常煅燒。

4.燃燒器端面“結(jié)焦”

窯頭燃燒器端面“結(jié)焦”嚴(yán)重后,部分外風(fēng)出口被堵塞,減小了外風(fēng)卷吸高溫二次風(fēng)的能力,影響了窯頭煤粉的快速燃燒,同時(shí)火焰形狀會(huì)發(fā)生改變,嚴(yán)重時(shí)有可能會(huì)傷及窯皮和窯襯,影響窯系統(tǒng)的安全運(yùn)行。使用專用清焦器(見(jiàn)圖9)清焦后,火焰形狀恢復(fù)正常,窯況好轉(zhuǎn)。

圖9 專用清焦器

七、窯尾燃燒器的更換

分解爐原燃燒器(共兩根)整體磨損嚴(yán)重(見(jiàn)圖10),需更換。由于分解爐(見(jiàn)圖11)爐容過(guò)小(約1250m3),以前正常生產(chǎn)中曾多次出現(xiàn)過(guò)分解爐加煤而不燃燒的情況。為了保證分解爐內(nèi)煤粉的充分分散,加速煤粉的燃燒,決定在原基礎(chǔ)上再增加兩根燃燒器(見(jiàn)圖12、13、14)。

  

圖10 原分解爐燃燒器

圖11 分解爐

   

圖12 新?lián)Q的分解爐燃燒器

圖13 新增加的分解爐燃燒器

 圖14 新的分解爐燃燒器頭部

八、使用效果

在其它工藝技術(shù)沒(méi)有改造、熟料三率值和煤粉各項(xiàng)指標(biāo)保持基本不變的情況下,使用HJ低氮燃燒器后,熟料產(chǎn)量由原來(lái)的5118 t/d提高并穩(wěn)定在5300t/d~5500t/d,有較大幅度的提高,熟料3d抗壓強(qiáng)度27.5Mpa左右,噸熟料標(biāo)煤耗降低1Kg,每日節(jié)電1000kw·h以上,每年可直接節(jié)約煤耗、電耗、生產(chǎn)成本約:271.9萬(wàn)元,節(jié)能效果顯著。使用后,主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比見(jiàn)表4,窯中控操作畫(huà)面見(jiàn)圖15。

 

圖15  窯中控操作畫(huà)面

采用HJ低氮燃燒器在保證煤粉充分燃燒的情況下,可以有效減少多余一次風(fēng)進(jìn)入窯內(nèi),有利于加快煤粉著火的速度;較少的一次風(fēng)用量可以降低煤耗和電耗;火焰剛性好,不偏不散,調(diào)節(jié)方便,能更好地保護(hù)窯皮和耐火磚,提高運(yùn)轉(zhuǎn)率;改造后,一次風(fēng)量下降,煤粉混合均勻,煅燒穩(wěn)定,降低了火焰的峰值溫度,減少NOX的產(chǎn)生,降低了脫硝費(fèi)用等生產(chǎn)成本。

編輯:余丹丹

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