TJB-KP型四風(fēng)道煤粉燃燒器替代引進(jìn)產(chǎn)品的應(yīng)用

　　一、前言

      公司于2003年收購后，為了改變這種狀況，決定對影響生產(chǎn)的設(shè)備進(jìn)行整改，于是訂購了天津市博納建材高科技研究所近期開發(fā)研制的第二代產(chǎn)品—TJB-KP-6型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器。自2004年2月21日更換使用以來，取得了產(chǎn)質(zhì)量提高，節(jié)煤省油節(jié)電，可燒揮發(fā)分為15% 的低揮發(fā)分煤和NOx排放降低50%的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效果。實(shí)踐表明，性能優(yōu)良的國產(chǎn)燃燒器比貴4～5倍的引進(jìn)產(chǎn)品還要好，我們認(rèn)為再?zèng)]有必要花昂貴的價(jià)錢購買國外進(jìn)口燃燒器?，F(xiàn)將使用情況簡介于后，供同行參考。

　　二、TJB-KP-6型四風(fēng)道噴燃管的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)

　　為了節(jié)省改造資金，保留原有的吊架移動(dòng)小車和燃油點(diǎn)火助燃裝置的供油調(diào)節(jié)系統(tǒng)。要求供貨單位按原噴燃管的外形圖設(shè)計(jì)制造，保證更換順利，另帶一根插入噴燃管中心通道中的噴油槍，并且保證與原供油系統(tǒng)的聯(lián)接高壓輸油橡膠軟管相配。
TJB-KP-6型四風(fēng)道噴燃管的構(gòu)造如圖1所示，頭部的結(jié)構(gòu)見圖2。

圖1    TJB-KP-6型四風(fēng)道噴燃管的外形圖

圖2    TJB-KP-6型四風(fēng)道噴燃管的頭部結(jié)構(gòu)

　　由圖1和圖2可見，這種四風(fēng)道噴燃管在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)：

　　1.各個(gè)風(fēng)道的噴出面積在操作時(shí)可以進(jìn)行由大到小任意調(diào)節(jié)，使噴出速度達(dá)到由小到大的無極調(diào)節(jié)，達(dá)到合理的匹配 ，形成窯況所需要的任何火焰形狀，保證窯內(nèi)溫度分布合理，熱工制度穩(wěn)定。各個(gè)風(fēng)道的噴出速度范圍如表1所列。 

各個(gè)風(fēng)道噴出的速度范圍

注：正常操作的噴出速度是指用于燒揮發(fā)分Vad＝25%～28%，低位熱值Qnet.ad≥5500×4.18  kJ/㎏.co的預(yù)分解窯情況。                         

　　2.除外風(fēng)套或稱攏焰罩外，其余各風(fēng)道的噴頭與其耐熱鋼接管均以螺紋聯(lián)接。當(dāng)某件磨損或燒蝕后都可以隨時(shí)更換，便于永保噴燃管的優(yōu)良性能并降低維修費(fèi)用。

　　3.采用先進(jìn)的攏焰罩技術(shù)，使火焰根部形成縮頸，能夠避免產(chǎn)生鋒值溫度，對保護(hù)窯口護(hù)板，窯口襯料（耐火磚或澆注料）和窯口筒體不變成喇叭形非常有利。使窯內(nèi)后部溫度提高30～50 ℃，對增強(qiáng)物料的預(yù)燒效果，提高產(chǎn)質(zhì)量有利，如圖3所示。

a.一般三風(fēng)道的火焰根部形狀

 
b.真品四風(fēng)道的火焰根部形狀

   C.  三、 四風(fēng)道燃燒器的窯內(nèi)溫度分布

 圖3   三、四風(fēng)道噴燃管的火焰根部形狀和窯內(nèi)溫度分布的不同

　　4.采用中心風(fēng)和火焰穩(wěn)定器技術(shù)#四風(fēng)道與三風(fēng)道的一個(gè)重要區(qū)別就是多了一股中心風(fēng)。它的噴出方式目前有兩種：一種是由噴油槍噴嘴外圓與其保護(hù)管內(nèi)圓直徑之間所形成的環(huán)形間隙噴出，如德國洪堡公司于1985年開發(fā)的PYRO-JET型四風(fēng)道煤粉燃燒器就是采用這種，見圖4所示。另一種是通過板孔式火焰穩(wěn)定器的若干個(gè)小圓孔噴出，如法國皮拉得公司于1989年開發(fā)的Rotaflam型、丹麥?zhǔn)访芩构居?996年開發(fā)的Duoflex型四風(fēng)道煤粉燃燒器和奧地利尤尼茲姆公司于1997年開發(fā)的M·A·S變形四風(fēng)道（有人誤稱為雙風(fēng)道）煤粉燃燒器等都是利用這種，如圖5所示。

　　由理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐均證明，中心風(fēng)由板孔式火焰穩(wěn)定器噴出的效果具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅可以冷卻噴燃管的頭部，使火焰更加穩(wěn)定，避免回流或回火，延長噴燃管頭部的使用壽命，而且通過調(diào)節(jié)可以配合其它風(fēng)道改變火焰形狀更符合窯況的要求。因此,TJB-KP-6型四風(fēng)道噴燃管也采用這種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，使這種四風(fēng)道噴燃管錦上添花，火焰調(diào)節(jié)更加靈活方便，減少NOx的排放，對改善環(huán)保效果具有重要作用。

圖4  PYRO-JET型燃燒器中心風(fēng)的噴出方式

 
a．Rotaflam型四風(fēng)道的火焰穩(wěn)定器

  
 b．Duoflex和M·A·S型燃燒器的火焰穩(wěn)定器

1.直流風(fēng)； 2.煤風(fēng)； 3.旋流風(fēng)； 4.火焰穩(wěn)定器（中心風(fēng)噴出小孔）； 5.燃油點(diǎn)火噴槍通道

圖5   國外幾種燃燒器的板孔式火焰穩(wěn)定器

　　5.除各風(fēng)道在操作時(shí)可調(diào)節(jié)噴出面積之外，在外風(fēng)，旋流風(fēng)和中心風(fēng)管路上還分別設(shè)有精密蝶閥調(diào)節(jié)，因而不僅火焰調(diào)節(jié)更加靈活方便，范圍很寬。外風(fēng)和旋流風(fēng)的調(diào)節(jié)閥門只在窯點(diǎn)火時(shí)使用，在正常操作時(shí)這兩個(gè)閥門均應(yīng)全開，能夠減少阻力，可以節(jié)能。

　　6.在尾部下煤處采用巧妙的結(jié)構(gòu)和防磨措施,可以保證3～8年不磨漏磨穿,很好地解決了當(dāng)前燃燒器領(lǐng)域普遍存在的一大難題。

　　三、在我公司的使用效果

　　由于在結(jié)構(gòu)上有上述主要特點(diǎn)，所以性能非常優(yōu)越，主要反映在以下幾方面：

　　1.節(jié)煤顯著

　　一次風(fēng)用量小，由原用三風(fēng)道時(shí)的14%降到現(xiàn)在的9%，可以多用1100 ℃的高溫二次風(fēng)，提高了冷卻機(jī)的熱效率；風(fēng)煤混合強(qiáng)烈、充分、均勻，煤粉的燃盡率高，不完全燃燒現(xiàn)象大大減少，從窯尾CO的降低足可證明這一點(diǎn)；窯皮規(guī)整，厚度適中，窯筒體散熱損失減少；一次風(fēng)率降低，窯內(nèi)的廢氣生成量減少，窯尾廢氣的溫度降低，熱損失減少等，因而節(jié)煤。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，節(jié)煤4.5%,即每年節(jié)煤4000t/a之多,約110多萬元。

　　2.節(jié)電可觀

　　根據(jù)供貨單位的意見,將原用的凈風(fēng)離心風(fēng)機(jī)改為羅茨風(fēng)機(jī),風(fēng)量降低了53%,電動(dòng)機(jī)功率由75 kW降到30 kW,詳見表2。從實(shí)際運(yùn)行電流計(jì)算,單位熟料電耗降低了0.36 kWh/t.cl,僅此，每年節(jié)電為23×104  kWh/a。因?yàn)檫@種燃燒器燒出的熟料結(jié)粒均勻,粒度適中并具有微孔結(jié)構(gòu),因而易磨性改善,煤磨電耗降低。根據(jù)水泥粉磨車間統(tǒng)計(jì)，單位電耗降低了1.7 kWh/t.ce，每年節(jié)電1250000kWh/a ，節(jié)資約63萬元。因?yàn)榭紤]送煤管道的適應(yīng)性，煤風(fēng)風(fēng)機(jī)沒有更換，否則煤風(fēng)風(fēng)機(jī)的功率也可降低，節(jié)電效果會更可觀。

更換前后風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù) 

　　3.節(jié)油

　　我公司用輕柴油點(diǎn)火和烘窯，原噴燃管所帶的噴油槍為塞針式的，點(diǎn)火單位時(shí)間用油量為400～600  L/h，采用TJB-KP-6型噴燃管所帶的噴油槍點(diǎn)火，單位時(shí)間用油量僅為200～250  L/h?？墒怯兔夯鞜踊饡r(shí)間卻基本相同，這就是說節(jié)油50%～58%。 

　　4.環(huán)保效益很大

　　應(yīng)用原燃燒器時(shí)，窯尾NOx的濃度為800～1000 ppm，換用TJB-KP-6型噴燃管后，降低到350～600  ppm 。這就是說，NOx降低50%之多，取得了明顯的環(huán)保效益和社會效益。

　　5.產(chǎn)量提高

　　用原噴燃管時(shí)最高的產(chǎn)量為2150 t/d，換用TJB型后最高產(chǎn)量達(dá)2250  t/d，提高了4.7%。從2004年3月后,煤質(zhì)發(fā)生較大變化,全硫含量增高到2.3%～3.3%。為避免硫在窯尾預(yù)熱器和分解爐內(nèi)的結(jié)皮,不敢提高產(chǎn)量,即使如此也能達(dá)到2150 t/d。不過，從這段使用看，對TJB型噴燃管的操作還沒有熟練，否則產(chǎn)量也還會提高。

　　6.熟料質(zhì)量改善

　　用原噴燃管時(shí)的最高熟料質(zhì)量為59 MPa，改用TJB型后達(dá)到60.5 MPa。后因煤質(zhì)降低，熟料質(zhì)量有所下降，4月份平均為58 MPa。從整個(gè)實(shí)際使用情況看，這種高性能的燃燒器，如果煤質(zhì)變化不大，比原來提高3～4 MPa不成問題。

　　7.火磚壽命肯定會提高

　　因?yàn)槭褂脮r(shí)間不長，火磚壽命還無準(zhǔn)確數(shù)據(jù)考核。不過從操作看出，火焰形狀穩(wěn)定，窯皮特別平整，厚度適中，熟料結(jié)粒均勻，粒度理想，據(jù)此可以判定，火磚壽命至少可以提高50%以上。現(xiàn)有一個(gè)偶然情況可以證明。在3月12日為了試驗(yàn)凈風(fēng)大小而改用原離心風(fēng)機(jī)供風(fēng)，約10小時(shí)后在距窯口21 m處筒體溫度局部升高到500 ℃，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)窯皮掉落，此處與過渡帶交接鎖磚不牢，火磚剝落1/3厚，只剩127 mm。改換新用的羅茨風(fēng)機(jī)后，一直使用至今無惡化現(xiàn)象。這就充分表明，這種TJB型燃燒器具有保護(hù)窯皮的優(yōu)越性能，使火磚壽命延長是毫無疑問的。究竟能提高多少，這需用運(yùn)轉(zhuǎn)很長時(shí)間后的實(shí)踐確定。

我公司所用幾種煤質(zhì)的工業(yè)分析值  

　　8.對煤質(zhì)的適應(yīng)性更強(qiáng)

　　原用噴燃管對煤質(zhì)要求嚴(yán)格，必須燒優(yōu)質(zhì)煙煤。由于國家結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)質(zhì)煙煤不僅價(jià)格飛漲，而且采購困難。于是進(jìn)廠了一批揮發(fā)分為18%的低揮發(fā)分的貧煤，結(jié)果煅燒相當(dāng)困難，C5預(yù)熱器經(jīng)常堵塞，也就是說不能應(yīng)用。換用TJB型噴燃管燒揮發(fā)分為15%的低揮發(fā)分煤毫無問題，燒全硫含量為2.3%～3.3%的高硫煤時(shí)也能適應(yīng)，這是原噴燃管望塵莫及的。我廠使用的幾種煤質(zhì)列在表3中，由此可見TJB型噴燃管對煤質(zhì)的適應(yīng)性更寬更強(qiáng)。

　　9.可調(diào)性特別好

　　原用噴燃管因?yàn)橹挥行黠L(fēng)可調(diào)，所以可調(diào)范圍很窄。改用TJB型后，因各個(gè)風(fēng)道的噴出速度均可根據(jù)需要進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，只要恰當(dāng)匹配，都可以滿足任何窯況的相對推力要求，所以調(diào)節(jié)范圍很寬。從3月12日起我們用原來的離心風(fēng)機(jī)代替羅茨風(fēng)機(jī)使用三天，也能適應(yīng)。這充分表明它的適應(yīng)性很強(qiáng)，可調(diào)節(jié)性特別好。

　　四、幾點(diǎn)體會

　　1.我們感觸最深的是這家供貨單位的技術(shù)服務(wù)特別及時(shí)到位，因?yàn)槲夜炯冉?jīng)常與國外供貨公司打交道，又與國內(nèi)許多供貨廠家有聯(lián)系，但從未見過有這么對用戶負(fù)責(zé)的單位。不管遇到什么問題，只要提出他們不管份內(nèi)和份外的問題都能幫助解決。特別值得一提的是，他們有由工程技術(shù)人員和看火技師組成的售后服務(wù)隊(duì)伍。在調(diào)試初期，該單位兩次派人到廠指導(dǎo)，使噴燃管的使用很快進(jìn)入正常狀態(tài)。

　　2.技術(shù)資料齊全，具有很強(qiáng)的操作性。他們提供的技術(shù)文件有安裝調(diào)試使用說明書，耐火澆注料的選型及施工要求說明書，噴燃管與窯相對空間最佳方位調(diào)節(jié)說明書等。我公司原用Fuller-Smidth公司的三風(fēng)道燃燒器，對這種TJB-KP型的四風(fēng)道噴燃管并不太熟悉，在操作上也沒有經(jīng)驗(yàn)。這些說明書對我們能夠很快地熟悉并掌握它的正確操作，管好用好這種噴燃管起了很大作用。除此而外，對我公司的操作員等有關(guān)人員還進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，有時(shí)他們還親自操作，解決了許多實(shí)際問題，我們提高很快。

　　3.在我們使用過程中，供貨單位一直跟蹤，使操作參數(shù)得到及時(shí)的調(diào)整和完善，達(dá)到最佳的使用狀態(tài)。

　　4.我公司的目標(biāo)是達(dá)到2400～2500 t/d熟料，從現(xiàn)在使用情況觀察，滿足這一目標(biāo)要求，這根噴燃管是毫無問題的。但現(xiàn)在因?yàn)榉纸鉅t的能力不相適應(yīng)，所以它的能力未能完全發(fā)揮出來。我們準(zhǔn)備下次停窯時(shí)進(jìn)行改造分解爐，估計(jì)達(dá)到2400～2500 t/d熟料沒有問題，在能力提高后，窯用一次風(fēng)量降低會更多，可見節(jié)能的效果還會更顯著。

　　5.對這種TJB-KP型噴燃管的操作還有待于提高，包括對煤質(zhì)的適應(yīng)性。即使如此，各項(xiàng)指標(biāo)也都在不斷改善。特別是窯皮異常平整規(guī)矩，堅(jiān)固厚實(shí)，這一點(diǎn)非常突出。