煤粉制備及燃燒系統(tǒng)的改造
中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司水泥廠有4臺(tái)窯尾帶料漿蒸發(fā)機(jī)的濕法短窯,每臺(tái)窯配1套風(fēng)掃式煤磨系統(tǒng),多年來(lái)一直采用單通道燃燒器燒優(yōu)質(zhì)煙煤,窯的規(guī)格Φ3.3m/3.6m×65m、Φ3.6m×65m各兩臺(tái),平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量16t/h,熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗255kg/t。2000年我們對(duì)4臺(tái)濕法窯的煤粉制備及煤粉燃燒系統(tǒng)進(jìn)行改造,取得了顯著的效果。
1 改造前狀況分析
改造前煤粉制備及燃燒系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1 改造前工藝流程圖
1.熱風(fēng)爐;2.原煤倉(cāng);3.煤磨;4.粗粉分離器;5.細(xì)粉分離器;6.煤粉倉(cāng);7.雙管螺旋喂料機(jī);8.單風(fēng)道燃燒器;9.回轉(zhuǎn)窯;10.冷卻機(jī);11.電除塵器;12.一次風(fēng)機(jī);13.循環(huán)風(fēng)機(jī)
1.1 煤粉制備系統(tǒng)
煤粉制備采用Φ2.2m×4.4m、Φ2.3m×6.5m風(fēng)掃式煤磨各2臺(tái),臺(tái)時(shí)產(chǎn)量6.5t/h,煤粉細(xì)度<12%(0.08mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余),分別向4臺(tái)窯供給煤粉。進(jìn)廠原煤經(jīng)皮帶機(jī)入磨,粉磨后的煤粉隨氣流經(jīng)過(guò)粗粉分離器,分離出的粗粉回磨繼續(xù)粉磨,細(xì)粉隨氣流進(jìn)細(xì)粉分離器,分離出的細(xì)粉入煤粉倉(cāng)。出細(xì)粉分離器的廢氣一部分做一次風(fēng)入窯,一部分做煤磨循環(huán)風(fēng)使用。煤粉制備系統(tǒng)未設(shè)除塵器,由于煤粉制備系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)與入窯的一次風(fēng)相關(guān)聯(lián),其風(fēng)量的平衡會(huì)因煤磨和窯操作單因素的變化而破壞,從而影響窯熱工制度和煤磨操作的穩(wěn)定。該系統(tǒng)工藝落后,漏風(fēng)嚴(yán)重,磨內(nèi)通風(fēng)不好,熱風(fēng)不穩(wěn),造成煤磨產(chǎn)量低,電耗高,煤粉細(xì)度粗,水分大。
1.2 煤粉燃燒系統(tǒng)
煤粉倉(cāng)的煤粉經(jīng)雙管螺旋喂料機(jī)喂入風(fēng)煤混合器,由一次風(fēng)把煤粉通過(guò)單通道燃燒器吹入窯內(nèi)燃燒。使用單通道燃燒器主要存在如下問(wèn)題:
1)一次風(fēng)大,二次風(fēng)小。一次風(fēng)占燃燒空氣量的42%,二次風(fēng)僅占53%,一、二次風(fēng)比例嚴(yán)重失調(diào),熱工制度不合理。
2)單通道燃燒器風(fēng)速低(60m/s左右),擾動(dòng)量小,使風(fēng)煤混合不好,黑火頭長(zhǎng),燃燒效率低,提溫慢,對(duì)不同煤質(zhì)適應(yīng)性差。
3)火焰形狀調(diào)整范圍窄,操作不便,不利于處理窯內(nèi)異?,F(xiàn)象,影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。
2 改造措施
2.1 煤粉制備系統(tǒng)
改變?cè)泄に嚵鞒?,使煤磨廢氣與窯頭一次風(fēng)分開(kāi),成為相互獨(dú)立的系統(tǒng),煤磨所用熱風(fēng)由篦式冷卻機(jī)改到窯頭罩取風(fēng),保證煤磨烘干熱風(fēng)。煤磨廢氣由除塵器凈化達(dá)標(biāo)后經(jīng)排風(fēng)機(jī)排入大氣,排風(fēng)量的大小由變頻調(diào)速器來(lái)調(diào)整,確保磨內(nèi)通風(fēng)。煤磨收塵選用MDC型防爆袋除塵器,其濾袋采用防靜電無(wú)紡布針刺尼濾布,濾袋形式為多褶寬幅扁型,清灰方式為高壓風(fēng)機(jī)分室反吹風(fēng)清灰,由PLC自動(dòng)控制清灰時(shí)間和間隔。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)位置和條件,對(duì)2號(hào)、4號(hào)煤磨改造,保留細(xì)粉分離器前的流程及設(shè)備,增加1臺(tái)MDC型袋除塵器和1臺(tái)排風(fēng)機(jī),設(shè)計(jì)較高的處理風(fēng)量(26000~32500m3/h)和較低的過(guò)濾風(fēng)速(<0.8m/min),保證磨內(nèi)通風(fēng)良好和延長(zhǎng)濾袋壽命。
2.2 煤粉燃燒系統(tǒng)
拆除原有一次風(fēng)機(jī)和單通道燃燒器,新增羅茨風(fēng)機(jī)、螺旋泵和多通道燃燒器。一次風(fēng)分為煤風(fēng)和凈風(fēng),由2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)分別供給,凈風(fēng)又分為外風(fēng)、內(nèi)風(fēng)和中心風(fēng)。煤風(fēng)的作用是將煤粉通過(guò)燃燒器送入窯內(nèi),凈風(fēng)的作用是將風(fēng)煤混合均勻,提高燃燒效率,調(diào)整火焰形狀。煤風(fēng)和凈風(fēng)風(fēng)量大小是靠變頻器調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制,外風(fēng)、內(nèi)風(fēng)、中心風(fēng)的比例是根據(jù)窯內(nèi)燒成需要靠閥門(mén)調(diào)節(jié)。煤粉倉(cāng)的煤粉通過(guò)雙管螺旋喂料機(jī)喂入螺旋泵,由煤風(fēng)將煤粉通過(guò)燃燒器吹入窯內(nèi)燃燒,喂煤量的大小由變頻器調(diào)節(jié)雙管喂料機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制。多通道燃燒器的位置可前、后、上、下調(diào)節(jié),操作方便靈活。
煤粉燃燒系統(tǒng)改造先把單通道燃燒器改為雙通道、三通道燃燒器,取得一定效果后再改用多通道燃燒器。由于改造比較謹(jǐn)慎,結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,最終達(dá)到了用低揮發(fā)分煤取代優(yōu)質(zhì)煙煤的效果。
改造后煤粉制備及燃燒系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖2。
圖2 改造后工藝流程圖
1.熱風(fēng)爐;2.原煤倉(cāng);3.煤磨;4.粗粉分離器;5.細(xì)粉分離器;6.煤粉倉(cāng);7.雙管螺旋喂料機(jī);8.四風(fēng)道燃燒器;9.回轉(zhuǎn)窯;10.冷卻機(jī);11.電除塵器;12.13.羅茨風(fēng)機(jī);14.螺旋泵;15.除塵器;16.排風(fēng)機(jī)
3 使用效果
3.1 煤磨產(chǎn)量
1999年7月對(duì)4號(hào)煤磨系統(tǒng)進(jìn)行了熱工標(biāo)定,結(jié)果表明,整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓匹配不好,漏風(fēng)嚴(yán)重,一次風(fēng)與煤磨循環(huán)風(fēng)工作平衡點(diǎn)不易調(diào)整到位。改造后,系統(tǒng)問(wèn)題得到解決,煤磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由6.5t/h提高到9~10t/h。改后由2臺(tái)煤磨供4臺(tái)窯用煤。
3.2 煤粉質(zhì)量
在煤粉制備系統(tǒng)運(yùn)行中,保證出磨溫度和袋除塵器前后壓差,使系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓及含塵量處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),粗粉分離器轉(zhuǎn)速由600r/min提高至800r/min,煤粉細(xì)度由12%~15%降至6%~8%(0.080mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩余),水分由2.5%降至1.5%~2.0%。
3.3 改用低揮發(fā)分煤
使用單通道燃燒器必須燒優(yōu)質(zhì)煙煤,成本較高,改用多通道燃燒器后,可燒低揮發(fā)分煤,成本較低。改造前后燒成用煤質(zhì)量變化見(jiàn)表1。
在實(shí)施過(guò)程中,曾在窯上試燒低揮發(fā)分煤,結(jié)果表明,單通道燃燒器用低揮發(fā)分煤,經(jīng)常跑生料,提溫慢,影響正常生產(chǎn),三通道燃燒器用低揮發(fā)分煤能正常煅燒熟料,多通道燃燒器用低揮發(fā)分煤不僅能正常煅燒熟料,而且對(duì)提高熟料質(zhì)量和節(jié)煤效果明顯。
3.4 熟料質(zhì)量
我們對(duì)改造前后各一個(gè)月的熟料強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
通過(guò)比較可以看出,改造后用低揮發(fā)分煤,灰分含量較高,對(duì)熟料質(zhì)量不但沒(méi)有影響,而且各齡期強(qiáng)度都有不同程度的提高。
3.5 節(jié)煤節(jié)電
項(xiàng)目實(shí)施后,一次風(fēng)比例減少至11%,二次風(fēng)增加,提高了熱利用率,應(yīng)用新型燃燒技術(shù),提高煤粉燃燒效率和窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率,使煤耗降低,煤粉制備系統(tǒng)與窯操作分開(kāi),工藝條件得到改善,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量增加,電耗降低,經(jīng)過(guò)測(cè)試,熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗由原來(lái)的255kg/t降為234kg/t,煤磨電耗由38.5kWh/t降為27.9kWh/t。
4 結(jié)論
煤粉制備及燃燒系統(tǒng)改造后,煤磨產(chǎn)量大幅提高,電耗明顯下降,應(yīng)用多通道燃燒器使煤粉燃燒充分、操作方便、生產(chǎn)穩(wěn)定,提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量,降低熟料熱耗。
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