我公司100%使用無(wú)煙煤生產(chǎn)線于1997年4月25日點(diǎn)火，5月9日SP窯投料運(yùn)行，1997年10月～1998年5月才成功進(jìn)行NSP窯調(diào)試生產(chǎn)，1998年8月起，在窯外分解窯中100%使用無(wú)煙煤。經(jīng)過(guò)3年多的調(diào)試生產(chǎn)證明，在2000t/d窯外分解短窯上100%使用無(wú)煙煤煅燒是可行的。

1　煅燒應(yīng)注意事項(xiàng)

1.1　無(wú)煙煤的煤質(zhì)和粉磨要求

1.1.1　使用煤質(zhì)穩(wěn)定且灰分低熱值高的無(wú)煙煤
現(xiàn)將我廠生產(chǎn)有代表性的1999年1月～2000年5月的煤粉情況統(tǒng)計(jì)于表1和表2中。

我廠無(wú)煙煤原質(zhì)量好且基本穩(wěn)定在表1修正值范圍，因而未設(shè)預(yù)均化堆場(chǎng)，生產(chǎn)工況還算基本穩(wěn)定。后大量使用不同礦點(diǎn)的小煤窯煤炭，其質(zhì)量不穩(wěn)定(熱值高低起伏大)且變化頻繁。例如，1999年8月基本上是一班一種煤質(zhì)，熱值波動(dòng)最大1672kJ/kg，引起窯工況的大波動(dòng)，使操作困難、窯喂料量降低、熟料質(zhì)量下降、設(shè)備破壞加快，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此設(shè)計(jì)時(shí)配套原煤預(yù)均化堆場(chǎng)以保證無(wú)煙煤的煤質(zhì)穩(wěn)定是非常必要的。

1.1.2　無(wú)煙煤的粉磨要求和粉磨特性
　　

KHD公司要求我廠煤粉細(xì)度為窯用R_0.09≤5.0%、分解爐用R_0.09≤3.0%。由于我們使用的是80μm篩且缺少使用無(wú)煙煤的經(jīng)驗(yàn)，故試生產(chǎn)時(shí)控制煤粉細(xì)度為窯用R_0.08≤5.0%、分解爐用R_0.08≤3.0%。實(shí)際生產(chǎn)中很難長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)到此控制目標(biāo)(1999年1月～2000年5月平均細(xì)度R_0.08為6.6%)。經(jīng)過(guò)對(duì)各種細(xì)度煤煅燒情況的觀察，筆者認(rèn)為:分解爐煤除非細(xì)度級(jí)配很合理否則應(yīng)盡可能細(xì)；窯頭煤據(jù)窯型可在R_0.08<10%內(nèi)適當(dāng)選用。
　　

無(wú)煙煤易磨性差(磨蝕性強(qiáng))、靜電效果強(qiáng)，實(shí)際生產(chǎn)中使用的熱風(fēng)溫度較高，而原煤水分較低(一般<8%)，且無(wú)煙煤的固定碳含量高，使細(xì)煤粉活性較高，因此當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)粉磨時(shí)細(xì)煤粉易帶靜電，產(chǎn)生糊球，導(dǎo)致研磨能力下降。
　　

我廠煤磨平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在12～18t/h(其設(shè)計(jì)能力18t/h)，所幸實(shí)際使用少于12　t/h，尚能滿足生產(chǎn)，因此設(shè)備選型也要注意。

1.2　有關(guān)設(shè)備選型或使用注意事項(xiàng)

1.2.1　回轉(zhuǎn)窯
　　

生產(chǎn)實(shí)踐表明:相對(duì)Φ4m×43m窯而言，當(dāng)窯頭煤粉細(xì)度R_0.08≤7%時(shí)窯可行；當(dāng)窯頭煤粉細(xì)度R_0.08<10%時(shí)最好將窯酌情加長(zhǎng)，因?yàn)檫@種細(xì)度煤粉顆粒級(jí)配較差不易燃燒(升溫時(shí)在窯頭工業(yè)電視里通?？梢姷酱罅看置悍刍鹦菈嬄?；在投料過(guò)程中因?yàn)槎物L(fēng)溫低使燒成帶后移，導(dǎo)致尾溫有時(shí)達(dá)1250℃)；正常運(yùn)行時(shí)控制窯用R_0.08≤8.0%對(duì)47m窯是完全可行的，偶爾出現(xiàn)R_0.08為8.0%～10%也不大影響生產(chǎn)(不過(guò)二次風(fēng)溫低時(shí)影響較大)。

1.2.2　分解爐
　　

我公司使用KHD公司的PYROTOP型離線式管道分解爐，據(jù)南京化工大學(xué)1998年12月的標(biāo)定結(jié)果，分解爐出口氣體中沒(méi)有CO，但分解爐出口煤粉燃盡度為76%，可見分解爐內(nèi)煤粉存在機(jī)械不完全燃燒。近幾年生產(chǎn)中有時(shí)發(fā)現(xiàn)五級(jí)筒出口有嚴(yán)重溫度倒掛現(xiàn)象且內(nèi)筒壽命較短。這是因?yàn)榉纸鉅t用煤粉有時(shí)出現(xiàn)一些稍粗顆粒造成的?，F(xiàn)隨操作的完善和煤粉細(xì)度的合理控制，機(jī)械不完全燃燒現(xiàn)象已較少發(fā)生。

1.2.3　三風(fēng)道噴煤管
　　

燃燒器為PYROJET三風(fēng)道噴煤管，型號(hào)HPJ/190K。KHD公司給我廠配的外風(fēng)(噴射風(fēng))速度較小(為170m/s)，內(nèi)風(fēng)也一樣，因此我們?cè)欢仁褂帽?中第2種方法，但火焰過(guò)短。據(jù)資料介紹，該噴煤管原是為適應(yīng)低熱值燃料(甚至16747kJ/kg的低質(zhì)煤)而開發(fā)的，火焰短且穩(wěn)定。我廠最初送給KHD公司檢驗(yàn)的煤熱值僅為20088kJ/kg，灰分達(dá)39%，但實(shí)際使用的是灰分低、熱值高的無(wú)煙煤，這種煤的使用無(wú)疑使火焰變得更短、燒成帶火力過(guò)分集中。因此還應(yīng)據(jù)煤質(zhì)情況控制內(nèi)外風(fēng)量。

注：由于無(wú)法測(cè)定實(shí)際內(nèi)外風(fēng)速度，在此只能用風(fēng)壓來(lái)說(shuō)明，內(nèi)外風(fēng)風(fēng)壓范圍均在0～16.5kPa。
　　

后又標(biāo)定出所供煤管的一次風(fēng)量過(guò)大(達(dá)15%)，于是使用表3中后幾種方法，并把噴煤管一次風(fēng)機(jī)風(fēng)閥開度控制在60%(因?yàn)樵O(shè)計(jì)一次風(fēng)量為8%)。但使用第3和第4種方法顯然有點(diǎn)頻繁，且內(nèi)外風(fēng)不匹配。
　　

最后我們摸索出第5種方法(也是燒出后面總結(jié)的高強(qiáng)度熟料最匹配的1種):即關(guān)小一次風(fēng)機(jī)風(fēng)閥到60%，穩(wěn)定1∶1或45∶55的內(nèi)外風(fēng)，穩(wěn)定煤管位置，通過(guò)相對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)操作適應(yīng)不同工況。對(duì)窯筒體掃描儀有關(guān)記錄跟蹤發(fā)現(xiàn):在1個(gè)生產(chǎn)周期里，生產(chǎn)操作相對(duì)穩(wěn)定(指合理應(yīng)對(duì)各種變化)，整個(gè)燒成帶除窯口幾個(gè)位置窯皮時(shí)掉時(shí)補(bǔ)外其它基本不變，只有過(guò)渡帶前后變化較大。在隨后幾個(gè)周期結(jié)果相類似，只是有時(shí)有后窯皮微隆起但不會(huì)成圈?？梢姡@種使用方法是相對(duì)合理的。

1.2.4　燃油裝置
　　

由于無(wú)煙煤著火溫度高，在點(diǎn)火升溫到投料初期和工況波動(dòng)期及二、三次風(fēng)溫欠佳時(shí)，需燒柴油。窯頭是Pillard公司的MY67型油燃燒器，能力250～1000kg/h，此燃燒器設(shè)在三風(fēng)道煤管中心。點(diǎn)火升溫過(guò)程可分燒柴油(尾溫常溫～600℃)和油煤混燒(尾溫600℃到投料后二次風(fēng)溫約800℃)2個(gè)階段。當(dāng)有足夠且相對(duì)穩(wěn)定的二次風(fēng)溫(或據(jù)火焰黑火頭情況而定)時(shí)方可斷去柴油，實(shí)現(xiàn)無(wú)煙煤的獨(dú)立燃燒。
　　

窯升溫過(guò)程的用油量大，一般至少要用24h約15～20t油。由于油遠(yuǎn)比煤貴，因此應(yīng)提早油煤混燒。應(yīng)注意:1)利用油明火溫度提早喂煤燃燒，即不以尾溫為參考，以油火焰溫度為參考，因?yàn)橛突鹧鏈囟雀呖墒股倭繜o(wú)煙煤著火燃燒；2)喂煤計(jì)量秤和一次風(fēng)量調(diào)節(jié)要靈活匹配，最小量約0.1t/h為宜(我廠窯頭最小喂煤能力0.5t/h，太大有上飄現(xiàn)象)，且能以約0.1t/h量逐步調(diào)節(jié)，特別計(jì)量要穩(wěn)而不宜大波動(dòng)(波動(dòng)過(guò)大易熄火)，并隨火焰情況而酌情減油，加煤減油的比例以煤被油火焰滲透的程度而定(原則上以黑火頭短近似于無(wú)，且火焰活潑不下飄為宜)；3)升溫過(guò)程注重窯前溫度，也是為后面投料時(shí)不熄火作的鋪墊，因此，拉風(fēng)不宜太大以窯頭有微負(fù)壓及廢氣有適量O₂為宜；4)建議窯升溫用煤粉磨細(xì)些或在分解爐煤粉輸送線上分一路入窯，因?yàn)轭w粒細(xì)容易穩(wěn)定火焰，反之，易熄火。
　　

我廠一般到油量最大(此時(shí)尾溫約500～600℃)時(shí)才喂煤混燒。如果能達(dá)到上述條件，完全可更早進(jìn)行油煤混燒。
　　

在分解爐煤次燃燒器下方(以煤喂入后能遇到火焰為宜)安裝了1個(gè)S₃型簡(jiǎn)易燃油噴槍，由于此位置離煤燃燒器近，因此用火焰的明火高溫可促使次燃燒器煤粉的燃燒，再由此引燃主燃燒器煤粉，達(dá)到分解爐煤粉燃燒的目的。利用油的明火效果和熱料助燃的效果可使分解爐快速喂煤升溫并快速投料。投料運(yùn)行后，當(dāng)三次風(fēng)溫達(dá)約600℃時(shí)，便可斷油并退出油槍。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，該油槍帶來(lái)的明火效果在實(shí)際生產(chǎn)中的作用是很大的。

1.2.5　高溫風(fēng)機(jī)能力要有富余
　　

我廠高溫風(fēng)機(jī)富余能力不大，所配電動(dòng)機(jī)剛好夠用。窯工況正常時(shí)，雖喂料可達(dá)130～135t/h(生料料耗1.52～1.55)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可提高到900～910r/min，電流約在770～790A，但此時(shí)風(fēng)機(jī)已是滿負(fù)荷運(yùn)行(98%～100%)；而工況異常時(shí)，系統(tǒng)阻力增加，往往顯得排風(fēng)不足，窯頭出現(xiàn)正壓。且這樣滿負(fù)荷使用，風(fēng)機(jī)有時(shí)易出現(xiàn)較大振動(dòng)，并因此影響生產(chǎn)。
　　

正常生產(chǎn)時(shí)，喂料量通常接近最大而高溫風(fēng)機(jī)能力也已達(dá)最大，因此在相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)操作中其火焰長(zhǎng)短也相對(duì)穩(wěn)定；又因無(wú)煙煤燃盡時(shí)間較長(zhǎng)，煤灰及未燒盡的粗顆粒煤往往落在窯燒成帶末端，從而改變物料成分并提前出現(xiàn)液相，最終結(jié)后圈。如果高溫風(fēng)機(jī)能力有富余，就可通過(guò)拉風(fēng)改變窯內(nèi)氧含量以影響粉煤燃盡時(shí)間及調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)度，從而使煤灰及未燒盡粗煤粉顆粒的落點(diǎn)不時(shí)變動(dòng)，防止結(jié)后圈。
　　

實(shí)際生產(chǎn)中煤粉細(xì)度并不能100%控制合格，即使篩余合格也難免有或多或少的粗顆粒。正常生產(chǎn)中往往因此而出現(xiàn)廢氣量突然增加，卻因拉風(fēng)不足影響工況、降低喂料量等。
　　

雖然我廠熟料產(chǎn)量可達(dá)2000t/d，但風(fēng)機(jī)已近極限，正常生產(chǎn)中一旦工況異常(如結(jié)皮結(jié)圈等)，只能降低產(chǎn)量改變其它操作參數(shù)，從而破壞工況穩(wěn)定。

2　使用無(wú)煙煤煅燒的生料配比

　　曾有觀點(diǎn)認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯燒無(wú)煙煤的工況條件差、操作困難、熟料質(zhì)量受影響。這觀點(diǎn)不能說(shuō)完全錯(cuò)誤。畢竟投料運(yùn)行到轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行的過(guò)程時(shí)工況條件差、操作也較麻煩，會(huì)出現(xiàn)一些次熟料，但這些次熟料有專門的貯庫(kù)，且投料到有穩(wěn)定的860～960℃的三次風(fēng)溫需要4～8h，這期間的合格熟料(指fCaO<2.0%)強(qiáng)度是比正常生產(chǎn)時(shí)低些，但量少，不影響整體熟料強(qiáng)度。事實(shí)上，我們的熟料月平均28d強(qiáng)度均在65MPa以上。
　　

對(duì)工況較穩(wěn)定、燃燒條件適中、操作平衡的生產(chǎn)日進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)熟料結(jié)粒均齊細(xì)小(結(jié)粒以黃豆大小為主、結(jié)實(shí)致密不黃心、暗黑有光澤或暗灰無(wú)光澤)；fCaO約在1.0%±0.3%，升重在1325±50g/L；抗壓強(qiáng)度R₃≥34MPa或R₂₈≥67MPa(暗黑有光澤的強(qiáng)度較高、暗灰無(wú)光澤的強(qiáng)度次之)。通過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)這些生產(chǎn)日主要在1998年12月后，此之前的熟料不但強(qiáng)度較低且不穩(wěn)定。這與配料和煅燒均有關(guān)系。
　　

在此把生產(chǎn)較正常的1999年4月～2000年5月間R₃≥34MPa和R₂₈≥67MPa所有生產(chǎn)日(68個(gè)與86個(gè))熟料情況分別列表4和表5，把R₃≥34MPa且R₂₈≥67MPa的生產(chǎn)日(45個(gè))又挑出列于表6。由于篇幅問(wèn)題，表中原始生產(chǎn)日略去，只留下平均值、最大值與最小值等作為參考。