煤磨系統(tǒng)以及回轉(zhuǎn)窯燃燒器的改造研究

作者:李芝順，張建業(yè)，王少武，楊立軍，侯素芹 單位:山東鋁業(yè)公司水泥廠

摘要:摘自《水泥》我廠Φ4.5m×lOOm日產(chǎn)960t的濕法短窯一直使用單風(fēng)道燃燒器和煤磨廢氣直接入窯的燃燒系統(tǒng)，熟料熱耗高、產(chǎn)量低。2002年6月份，對煤磨系統(tǒng)及燃燒器進行了改造，節(jié)能和經(jīng)濟效益顯著。
我廠Φ4.5m×lOOm日產(chǎn)960t的濕法短窯一直使用單風(fēng)道燃燒器和煤磨廢氣直接入窯的燃燒系統(tǒng)，熟料熱耗高、產(chǎn)量低。2002年6月份，對煤磨系統(tǒng)及燃燒器進行了改造，節(jié)能和經(jīng)濟效益顯著。

1 存在的問題
　　改造前煤磨及窯頭系統(tǒng)工藝流程見圖1。

　　生產(chǎn)中存在的問題：
　　1)煤磨廢氣和窯一次風(fēng)共用1臺風(fēng)機，造成2個系統(tǒng)互相干擾。如一次風(fēng)增大時，磨內(nèi)風(fēng)速快，煤粉細(xì)度粗，臺時產(chǎn)量高；反之，磨內(nèi)風(fēng)速慢，產(chǎn)品細(xì)度細(xì)，臺時產(chǎn)量低。若打開冷風(fēng)門增加風(fēng)量，對煤磨的烘干能力和臺時產(chǎn)量影響更大，互相干擾使煤磨和窯系統(tǒng)操作不穩(wěn)，難以達到 佳工藝狀態(tài)，限制了煤磨臺時產(chǎn)量的提高，煤粉細(xì)度也在10%～15%(80μm篩余)范圍內(nèi)波動。
　　2)單風(fēng)道燃燒器廢氣用量大、黑火頭長、燃燒不完多，熟料熱耗高。據(jù)熱工測定，窯正常生產(chǎn)用煤灰分25%、揮發(fā)分＞25%時，噴煤量在12t/h，此時一次風(fēng)占燃燒空氣總量的30%。當(dāng)煤灰達到30%以上時，一次風(fēng)比例必須達到35%，否則就會出現(xiàn)風(fēng)煤混合不均，燃燒狀況不佳的現(xiàn)象。過多的使用煤磨廢氣，致使入窯二次風(fēng)比例降低，熟料熱耗升高。單風(fēng)道燃燒器黑火頭長度一般控制在500mm左右，但該窯黑火頭長度在1.5m，煤粉燃燒速度慢、燃盡率低，未燃盡的部分煤粉粗顆粒沉落在熟料中，另一部分則被廢氣帶走在窯后部燃燒，使窯尾溫度達到300℃。

2 改造措施
　　根據(jù)系統(tǒng)存在的問題，決定將煤磨和窯2個系統(tǒng)分開，以解決工藝調(diào)整過程中的互相干擾問題。同時使用新型燃燒器取代現(xiàn)有單風(fēng)道煤粉燃燒器。
　　1)煤磨安裝袋式除塵器。窯與煤磨系統(tǒng)分開，必須解決廢氣達標(biāo)排放問題。為此投資60萬元，在煤磨細(xì)粉分離器后安裝1臺CGN—14型煤磨袋式除塵器，并重新配置了排風(fēng)機。廢氣由細(xì)粉分離器出來進入袋式除塵器凈化處理后排入大氣，粉塵排放濃度50mg/m3。同時拆除細(xì)粉分離器到窯頭鼓風(fēng)機的管路、設(shè)備。為了滿足煤磨提高產(chǎn)量后對細(xì)度的要求，降低了煤磨平均球徑 。 改造后工藝流程見圖2，系統(tǒng)主要設(shè)備見表1。
表1　煤磨系統(tǒng)主要設(shè)備

　　2)使用新型雙風(fēng)道燃燒器。選用KBN380新型雙風(fēng)道煤粉燃燒器。該燃燒器除具有多風(fēng)道燃燒器的優(yōu)點外，更主要的是消除了燃燒帶局部高溫現(xiàn)象，使火焰溫度分布更合理，有利于窯的長周期運轉(zhuǎn)。 KBN系列新型雙風(fēng)道燃燒器有效地克服了多風(fēng)道燃燒器的不足。具有以下優(yōu)點：
　?、偃∠藘?nèi)風(fēng)風(fēng)道，采用可調(diào)式旋流器，使外風(fēng)道旋流強度可以根據(jù)窯煅燒工況隨意調(diào)整。
　　②由于明顯增加了環(huán)形射流厚度(是三風(fēng)道燃燒器的2倍)。新型雙風(fēng)道燃燒器可延緩煤粉和二次風(fēng)混合速率，降低火焰峰值溫度，有效地延長燒成帶耐火磚壽命。
　?、廴∠藗鹘y(tǒng)多風(fēng)道燃燒器的內(nèi)風(fēng)和外風(fēng)調(diào)節(jié)閥門，使系統(tǒng)變得簡單，并可節(jié)省一次風(fēng)機電耗約30%。
　?、芑鹧嫘螤钪饕ㄟ^位于傳動箱上的手輪調(diào)節(jié)，由位于齒輪箱上的指示儀指示，火焰控制十分簡單、好確。燃燒器外形見圖3?！　?)在煤粉螺旋喂料器下安裝1臺KP200-1型螺旋泵，羅茨風(fēng)機通過螺旋泵將煤粉送至雙風(fēng)道燃燒器做內(nèi)風(fēng)，外風(fēng)由高壓離心風(fēng)機供風(fēng)，見圖2。系統(tǒng)主要設(shè)備見表2。
表2　改造后系統(tǒng)主要設(shè)備及參數(shù)

3 效果
　　1)臺時產(chǎn)量提高，節(jié)煤效果明顯
　　入磨熱風(fēng)溫度由380～400℃提高到450～500℃。煤磨可根據(jù)原煤水分、易磨性，自由調(diào)節(jié)風(fēng)量而不受窯前的影響，臺時產(chǎn)量大幅度提高，粉磨電耗下降。
　　經(jīng)過3個月運行，雙風(fēng)燃燒器燃燒穩(wěn)定，火焰長短可通過轉(zhuǎn)動手柄靈活調(diào)節(jié)，煤粉燃燒速度快、燃盡率高、黑火頭縮短至400～500mm，回轉(zhuǎn)窯操作穩(wěn)定，快轉(zhuǎn)率(≤60s/r)達到50%以上。節(jié)煤效果明顯，喂煤螺旋輸送機電動機頻率由30～35Hz下降至25～30Hz，實物煤耗由280kg/t降至260kg/t；下料量88%～90%提高到90%～97%，臺時產(chǎn)量由40t/h提高到43t/h。窯尾溫度由280～320℃下降至240～260℃。改造前后工藝技術(shù)指標(biāo)對比見表3。
表3　改造前后工藝技術(shù)指標(biāo)

　　
2)節(jié)能和經(jīng)濟效益顯著
　　整個技改投資約100萬元。技改后年節(jié)煤146萬元；煤磨臺時產(chǎn)量提高后，年節(jié)約電費20萬元，窯臺時產(chǎn)量提高產(chǎn)生效益67萬元，合計年產(chǎn)生效益233萬元。　　　　　

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