高水份煤在窯外分解窯上的應(yīng)用
我公司2500t/d生產(chǎn)線采用的是Φ4.0m×60m回轉(zhuǎn)窯,窯頭和分解爐分別使用丹麥?zhǔn)访芩构旧a(chǎn)的Duofex三風(fēng)道燃燒器和普通單風(fēng)道燃燒器,冷卻機為NC-III新型控制流推動篦式冷卻機。
2003年1月投產(chǎn)初期,用本地?zé)熋汉芸鞂崿F(xiàn)了達標(biāo)、達產(chǎn)。2006年,隨著煤價的日益提高,本地?zé)熋汉蜔o煙煤的差價越來越大,熟料成本越來越高,為此,公司決定從7月起用本地?zé)o煙煤(價格低、灰分高)和陜西煙煤搭配使用,并取得較好效果。
1 本地煤和陜西煤煤質(zhì)情況
本地煤和陜西煤煤質(zhì)情況見表1。
表1 本地煤和陜西煤煤質(zhì)分析
類別 |
Mad/% |
Aad/% |
Vad/% |
Sad/% |
Qgr,ad/(kJ/kg) | |
本地?zé)熋?/P> |
0.56 |
25.17 |
23.42 |
0.26 |
24672 | |
陜西煙煤(原煤) |
1號礦 |
3.48 |
12.37 |
27.76 |
1.63 |
26650 |
2號礦 |
4.28 |
18.22 |
26.86 |
0.60 |
23840 | |
本地?zé)o煙煤(原煤) |
1號礦 |
0.93 |
27.86 |
12.11 |
0.83 |
23811 |
2號礦 |
0.59 |
36.93 |
10.48 |
0.22 |
20581 | |
出磨煤粉 |
1號樣 |
3.72 |
21.99 |
23.99 |
1.03 |
23580 |
2號樣 |
1.62 |
28.34 |
19.56 |
0.88 |
21346 | |
3號樣 |
3.38 |
25.17 |
23.53 |
0.97 |
23740 | |
4號樣 |
2.8l |
24.56 |
24.45 |
0.94 |
23309 |
從表1看出,陜西煙煤的Mad很大,和本地?zé)o煙煤搭配后,要想控制煤粉主要指標(biāo)灰分、揮發(fā)分及發(fā)熱量和原來變化不大,出磨煤粉Mad就要高達3.0%左右。為盡量減少煤粉水分高對煅燒帶來的不利影響,公司下達了出磨煤粉指標(biāo)(見表2)。
表2 出磨煤粉控制指標(biāo)
Mad/% |
Aad/% |
Vad/% |
St,ad/% |
Qgr,ad/(kJ/kg) |
0.08mm篩余/% |
≤3.0 |
24.0±2.0 |
23.0±2.0 |
≤1.0 |
23000±2000 |
≤3.0 |
2 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題
2.1主要問題
1)出磨煤粉水分難以控制,合格率90%,雖然提高出磨溫度至65~75℃(原來55~65℃,出磨水分就很容易控制在1.0%以下),水分有時仍高達5.0%,燒成帶溫度低且難以控制,窯況不易穩(wěn)定,副窯皮忽長忽消,造成熟料中黃塊較多。
2)黑火頭長,窯內(nèi)發(fā)渾,二次風(fēng)溫比原來(1100±50) ℃低50℃左右,造成煤粉燃燒不好,CO報警頻繁。
3)結(jié)后圈、結(jié)球,黃心料增多。
4)窯日產(chǎn)量降低,標(biāo)準(zhǔn)煤耗大幅上升(見表3中2006年7-9月生產(chǎn)數(shù)據(jù))。
表3 2005~2008年部分指標(biāo)對比
時間
|
出磨煤粉分析 |
出磨煤粉指標(biāo) |
窯產(chǎn)量/ (t/d) |
標(biāo)準(zhǔn)煤耗/ (kg/t) |
28d抗壓強度/MPa | ||||
Mad/% |
Aad/% |
Vad/% |
Qnet,ad/ (kJ/kg) |
細(xì)度/% |
水分/% |
|
|
| |
2005~2006-06 |
0.78 |
24.92 |
23.59 |
24720 |
≤6.0 |
≤1.0 |
2850 |
108 |
58.5 |
2006-07~09 |
1.87 |
29.59 |
18.26 |
22235 |
≤3.0 |
≤3.0 |
2680 |
123 |
52.1 |
2.56 |
23.85 |
24.26 |
23580 |
≤3.0 |
≤3.0 |
2700 |
121 |
54.2 | |
3.64 |
23.49 |
24.64 |
23822 |
≤3.0 |
≤3.0 |
2650 |
125 |
53.0 | |
2006-11~2008-09 |
2.60 |
24.57 |
23.37 |
22682 |
≤2.5 |
≤3.0 |
2900 |
115 |
56.2 |
其中用第一組配煤,水分較低(Mad=1.87%),但煤灰分較高、揮發(fā)分偏低,窯內(nèi)煅燒溫度很難提高;第三組配煤揮發(fā)分不低,但水分偏高(Mad =3.64%),窯內(nèi)煅燒溫度仍很難提高。用這兩組配比的煤煅燒熟料升重低、fCaO高,雖然熟料各組分變化不大,強度卻下降較多,窯臺時產(chǎn)量被迫降低,標(biāo)準(zhǔn)煤耗升高。
5)分解爐出口和C5出口溫度倒掛,C4、C5錐部及下料管結(jié)皮嚴(yán)重。
2.2 原因分析
改變煤品種后,雖然煤粉的灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量變化不大,但Mad比以前高出2.0%左右,有時甚至更高,給煅燒帶來較大困難。煤粉中保持1.0%~1.5%的水分可以促進燃燒,但過量的水分卻阻礙煤粉燃燒。煤粉水分每增加1.0%,火焰溫度約降低10~20℃,煤粉水分對火焰溫度的影響比灰分約大一倍。煤磨的出口溫度受袋除塵器及煤粉著火點的限制不能控制太高,因此,Mad (內(nèi)水)對于煤磨來說就很難解決。
3 采取措施
3.1 加強原煤管理,穩(wěn)定入磨原煤質(zhì)量
1)原煤最好能定點供應(yīng),礦點越少越好,不能過勤更換。
2)加強進廠原煤的監(jiān)控力度,嚴(yán)格按照公司下達的指標(biāo)控制進廠原煤質(zhì)量,尤其是陜西煙煤的內(nèi)水含量。應(yīng)按產(chǎn)地分批、分堆存放,加強原煤化驗,為原煤均化提供合理搭配依據(jù)。
3)搭建原煤堆棚,做好防雨措施,降低入磨原煤水分,減輕煤磨負(fù)擔(dān),為降低出磨煤粉水分創(chuàng)造條件。
4)加強原煤均化。
3.2 加強煤磨操作,降低煤粉細(xì)度和水分
必須用更低的煤粉細(xì)度來彌補高水分對火焰燃燒速度帶來的影響。煤品種改變后,用原來使用本地煤的參數(shù)控制出磨煤粉,其水分有時高達4.5%左右。后將入磨溫度由300℃提高至380℃左右,出磨溫度由55~60℃提高至70~80℃,細(xì)度由≤6%調(diào)整至≤3%,煤粉水分有所下降,但有時仍偏高。2006年11月后,進一步將出磨煤粉細(xì)度控制在≤2.5%,Mad指標(biāo)仍為≤3%。
3.3 加快煤粉燃燒速度、提高火焰溫度
3.3.1提高并穩(wěn)定二次風(fēng)溫,兼顧二次風(fēng)量
1)篦冷機料層太厚時,冷卻風(fēng)很難吹透料層,嚴(yán)重時會造成返風(fēng),高溫風(fēng)量減少,冷風(fēng)漏入量相應(yīng)增大,二次風(fēng)溫難以提高。我公司在滿負(fù)荷生產(chǎn)中,由于熟料冷卻能力不夠,篦冷機冷卻風(fēng)機和余風(fēng)風(fēng)機閥門一直全開,靠調(diào)節(jié)篦床速度(二段是一段的l.4倍)來控制窯頭罩壓力在-10~-30Pa,篦下一室壓力控制在(6000±200)Pa,二次風(fēng)量和二次風(fēng)溫基本穩(wěn)定。
2)調(diào)整燃燒器位置,熱態(tài)下將燃燒器調(diào)整離窯口200mm處。其一是燒成帶前移,有利于提高二次風(fēng)溫。其二是因為距燃燒器噴口較近的L=0.3d(d為窯直徑)窯斷面上,射流區(qū)域內(nèi)軸向速度峰值與二次風(fēng)之間的速度差最大,一次風(fēng)卷吸二次風(fēng)的能力也最強,有利于提高火焰燃燒速度,縮短黑火頭。
3)減少系統(tǒng)漏風(fēng),特別是加強窯頭、窯尾、窯門、篦冷機和三次風(fēng)管的密封。
4)C1出口O2在18%~3.5%,CO<0.15%,在不塌料的情況下,盡可能關(guān)小系統(tǒng)拉風(fēng),減少二次風(fēng)量,壓縮火焰長度,提高二次風(fēng)溫。
5)適當(dāng)加大窯頭喂煤量,提高煅燒溫度,從而提高二次風(fēng)溫。
3.3.2 調(diào)整燃燒器參數(shù),提高燃燒速度
在使用本地?zé)熋簳r,一次風(fēng)壓控制在25kPa左右,一般將外風(fēng)閥門開到100%,內(nèi)風(fēng)根據(jù)煤質(zhì)調(diào)整在20%~l00%,煤風(fēng)管端部放在中間位置。改變煤品種后,一次風(fēng)壓不變,但將內(nèi)風(fēng)閥門開到100%,根據(jù)煤質(zhì)外風(fēng)調(diào)整在50%~l00%之間,煤風(fēng)管端部與外風(fēng)管噴嘴端部平齊,即將一次風(fēng)截面積調(diào)至最小,一次風(fēng)量最小,加大高溫二次風(fēng)的用量,提高煤粉的燃燒速度和燒成帶溫度。
3.3.3 改變配料方案,改善生料的易燒性
原熟料三率值指標(biāo)為KH=0.89±0.02、SM=2.9±0.1、IM=1.8+0.1,窯煅燒較為正常。當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化后,燒成帶溫度上不去,fCaO一直居高不下,加窯頭煤后CO偏高,降產(chǎn)量后二次風(fēng)溫上不去。后來調(diào)整熟料SM=2.8±0.1、IM=1.6±0.1,隨著生料易燒性的改善,窯況明顯好轉(zhuǎn)。
3.3.4 加大通風(fēng)量,改善煤粉燃燒環(huán)境
由于喂煤量加大,O2含量明顯不足,CO報警頻繁,為改變這種局面,在大修時提高篦冷機部分風(fēng)機的能力、適當(dāng)擴大分解爐縮口直徑、清理分解爐出口彎管及三次風(fēng)管積料等方法增加系統(tǒng)通風(fēng)量,為加大煤粉用量提供足夠的風(fēng)量。
3.3.5 加強操作意識,提高操作水平
因為高水分煤粉起火慢,所以更應(yīng)該精心操作,保持高而穩(wěn)定的煅燒溫度。要做到這一點,必須勤和相關(guān)人員聯(lián)系,力求“五穩(wěn)保一穩(wěn)”(用入窯生料化學(xué)成分及喂料量、入窯煤粉化學(xué)成分及喂煤量、燃燒器位置及參數(shù)、篦床上料層厚度以及設(shè)備運轉(zhuǎn)率的穩(wěn)定來保證熱工制度的穩(wěn)定)操作制度得以落實。調(diào)整上采取少調(diào)微調(diào),先動煤、風(fēng),再動窯速和喂料,以防熱工制度遭到破壞。
4 效果
通過以上措施,2006年11月以來,煤粉水分合格率達到95%以上,二次風(fēng)溫提高并穩(wěn)定在(1100±50)℃,三次風(fēng)溫達到950℃左右。煤粉燃燒速度和火焰溫度的提高,減輕了分解爐出口和C5出口溫度倒掛現(xiàn)象,減少了C4和C5錐部及下料管結(jié)皮;主窯皮穩(wěn)定在19m左右,熟料結(jié)粒好轉(zhuǎn),結(jié)球現(xiàn)象明顯減少,fCaO合格率達到80%以上,結(jié)圈現(xiàn)象幾乎消失;熟料日產(chǎn)穩(wěn)定在2900t左右。雖然質(zhì)量比2006年以前有所下降,煤耗也有所上升,但質(zhì)量和煤耗較2006年7-9月明顯好轉(zhuǎn)(見表3中2006年11月份以后生產(chǎn)數(shù)據(jù))。
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