2500t/d TSD分解爐燃燒極難燒無(wú)煙煤的實(shí)踐
福建省永定閩福建材有限公司2×2500t/d生產(chǎn)線(xiàn)由天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),一線(xiàn)于2004年9月投產(chǎn),二線(xiàn)于2007年10月投產(chǎn)。兩條生產(chǎn)線(xiàn)均100%采用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤,煤的揮發(fā)分3%,燃點(diǎn)在750℃以上,90%燃盡時(shí)間為64.8s,屬極難燒無(wú)煙煤。目前,生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)良好,平均日產(chǎn)量達(dá)到2850t/d,熟料28d抗壓強(qiáng)度平均在60MPa以上。
1 燒成系統(tǒng)介紹
采用天津院專(zhuān)為燃燒劣質(zhì)煤開(kāi)發(fā)的TSD分解爐。燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備配置見(jiàn)表1,分解爐的結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。
圖l 分解爐結(jié)構(gòu)示意
TSD分解爐實(shí)際上是RSP型的預(yù)燃室加TDF爐的組合。來(lái)自窯頭的高溫三次風(fēng)切向進(jìn)入旋流預(yù)燃室,煤粉采用特制的三通道燃燒器噴入預(yù)燃室并在純空氣的高溫環(huán)境中穩(wěn)定著火并快速燃燒,來(lái)自C4的熱物料喂入預(yù)燃室三次風(fēng)入口,出預(yù)燃室的未燃盡煤粉及物料經(jīng)斜煙道進(jìn)入主爐中繼續(xù)邊燃燒邊分解,最后出爐進(jìn)入C5進(jìn)行氣固分離后入窯。
2 生產(chǎn)控制實(shí)踐
2.1原燃材料及配料方案
原燃料的化學(xué)成分見(jiàn)表2,原料配比及熟料率值見(jiàn)表3,煤的工業(yè)分析見(jiàn)表4。
采用本配料方案,生料的易燒性較好,熟料28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)60MPa,為熟料高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。
2.2 控制煤炭質(zhì)量及煤粉細(xì)度
表5為煤炭燃盡時(shí)間對(duì)比,圖2為閩福無(wú)煙煤燃燒特性曲線(xiàn)。從表5和圖2可見(jiàn),對(duì)于90%燃盡時(shí)間,一般易燃燒煙煤為8.4s,難燃燒無(wú)煙煤為52.6s,而閩福無(wú)煙煤為64.8s,燃燒特性極差,屬極難燒無(wú)煙煤。
因此,首先在采購(gòu)上把關(guān),盡可能采購(gòu)高熱值和高揮發(fā)分的煤炭。同時(shí),由于原料中堿含量低,應(yīng)嚴(yán)格控制原煤全硫含量<1%,控制硫堿比在合理的范圍內(nèi)。在操作上要提高煤粉細(xì)度,以加快燃燒速度,一般控制煤粉80μm篩余<1%,實(shí)際上基本<0.5%。
圖2 燃燒特性曲線(xiàn)
2.3點(diǎn)火升溫和投料操作
由于無(wú)煙煤的燃點(diǎn)在750℃以上,如過(guò)早開(kāi)始噴煤會(huì)造成煤粉不完全燃燒,因此一般控制窯尾煙室溫度高于550℃時(shí)開(kāi)始油煤混燒,1000℃左右時(shí)開(kāi)始投料,確保投料一次成功。在臨時(shí)停窯止料時(shí)應(yīng)停窯頭煤,以防止煤灰沉積形成結(jié)圈。
無(wú)煙煤的投料操作強(qiáng)調(diào)一個(gè)“快”字,即升溫快、投料快和加料快(快加煤、快加料和快轉(zhuǎn)窯),應(yīng)盡快跳過(guò)低產(chǎn)量區(qū),在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn),使風(fēng)、料、煤達(dá)到最佳匹配?!翱臁钡哪康氖菫榱吮M快提高二、三次風(fēng)溫度,盡早將預(yù)燃爐燒著,使入爐煤粉著火燃燒。在爐溫達(dá)600~650℃時(shí),如預(yù)燃爐沒(méi)有自動(dòng)著火可采取人工澆油方式點(diǎn)火。長(zhǎng)時(shí)間在低喂料低窯速下運(yùn)行,難以保持風(fēng)、料、煤的平衡,會(huì)形成惡性循環(huán),導(dǎo)致窯況的惡化和結(jié)圈的形成。
2.4 預(yù)燃爐的操作要點(diǎn)
1)C4來(lái)料的分配。C4來(lái)料正常情況下基本全部分入預(yù)燃爐,以防止?fàn)t溫過(guò)高而導(dǎo)致結(jié)皮。剛投料時(shí),當(dāng)預(yù)燃爐溫度達(dá)600℃左右時(shí),可將料分入主爐,以提高預(yù)燃爐溫度,待預(yù)燃爐著火后再將料分入。
2)爐溫的控制。預(yù)燃爐溫度在1200℃以上(中心溫度更高),燃燒較穩(wěn)定和完全;溫度低于l 000℃,燃燒很不穩(wěn)定。但預(yù)燃爐溫度不能控制過(guò)高,一則預(yù)燃爐爐容小,燃燒過(guò)程氣料要轉(zhuǎn)彎,溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致預(yù)燃爐斜坡處結(jié)皮。預(yù)燃爐中部靠近爐壁溫度一般控制在(1000±50)℃(爐內(nèi)中心溫度l 300℃左右)。
3)三次風(fēng)量的控制。三次風(fēng)以切線(xiàn)形式入爐,其目的是使生料貼壁旋轉(zhuǎn),保護(hù)內(nèi)襯(中間保持稀的物料濃度區(qū),使中部達(dá)到更高的火焰溫度和煤粉燃盡率)。三次風(fēng)過(guò)大,窯內(nèi)通風(fēng)不足,煙室易結(jié)皮,還會(huì)引起塌料;三次風(fēng)過(guò)小,預(yù)燃爐旋流不夠,爐溫過(guò)高,易引起預(yù)燃爐斜坡結(jié)皮。正常情況下,一般控制三次風(fēng)門(mén)開(kāi)度在30%~35%。
2.5窯頭燃燒器的調(diào)整
窯頭采用天津院開(kāi)發(fā)的新型四通道大推力煤粉燃燒器,該燃燒器非常適合于無(wú)煙煤,可通過(guò)控制噴嘴射流的旋流強(qiáng)度和徑向動(dòng)量,來(lái)加大燃燒器的推力,增強(qiáng)旋流風(fēng)的旋流強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)大速差和高溫回流,以確保無(wú)煙煤粉的穩(wěn)定燃燒。
首先,要調(diào)整好燃燒器在窯斷面的位置。如按一般情況燃燒器定位到第四象限,會(huì)導(dǎo)致燃燒器過(guò)于偏料,火焰逼近料面,使部分火焰被裹入物料中,導(dǎo)致不完全燃燒嚴(yán)重,易產(chǎn)生結(jié)大球及黃心料現(xiàn)象。因此,燃燒器的定位,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,以調(diào)整到熟料fCaO低,熟料結(jié)粒大小適中,無(wú)黃心料,窯皮長(zhǎng)度、厚度適中為準(zhǔn)。
其次,要調(diào)整好燃燒器內(nèi)外風(fēng)比例及風(fēng)道截面積。該燃燒器一次風(fēng)的比例設(shè)計(jì)<12%,一般情況下,內(nèi)外風(fēng)全開(kāi),通過(guò)調(diào)整內(nèi)、外風(fēng)道的截面積,使外風(fēng)風(fēng)速達(dá)400m/s以上,旋流風(fēng)速在120~300m/s,煤風(fēng)風(fēng)速在20~30m/s,這樣風(fēng)煤形成大速差,充分裹吸高溫二次風(fēng),使火焰活潑有力,保證煤粉燃燒,以利于熟料的煅燒。
2.6提高二、三次風(fēng)溫
篦冷機(jī)采取厚料層操作,使二次風(fēng)溫控制在1050~1150℃,三次風(fēng)溫控制在850~950℃,有利于無(wú)煙煤穩(wěn)定燃燒。
3 效果
通過(guò)選擇合理的配料方案,以及加強(qiáng)工藝管理優(yōu)化操作,TSD分解爐采用極難燒無(wú)煙煤是非常成功的。表6為窯的生產(chǎn)情況,從表中可見(jiàn),各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在同類(lèi)型同規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)中屬領(lǐng)先水平。
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