一、概述
　　南方水泥旗下的江蘇新街南方水泥有限公司的5000t/d熟料生產(chǎn)線工藝配置是1*Φ4.8m×74m回轉(zhuǎn)窯；RF5/5000預(yù)熱器，在線NC噴旋管道式分解爐；2*Φ4.6×（9.5+3.5）中卸烘干原料磨；1*ZGM113G煤立磨配備LPM2×7D-OOM汽箱式脈沖式袋收塵；1*NC39325新型推動(dòng)篦式冷卻機(jī)；使用北京某廠生產(chǎn)的NC-15II型三風(fēng)道燃燒器和普通單風(fēng)道燃燒器　配備了一座裝機(jī)為9MW余熱發(fā)電站。

　　投產(chǎn)后，使用山東、山西等地?zé)熋汉芸鞂?shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)、達(dá)產(chǎn)。2009年初，山東煤價(jià)上漲帶動(dòng)了山西等地?zé)熋簝r(jià)格過(guò)快上漲，到場(chǎng)煤價(jià)最高已經(jīng)接近950元/噸；熟料能耗成本越來(lái)越高，為此，公司決定從2009年3月起試用蒙煤（內(nèi)蒙古產(chǎn)煤）進(jìn)行熟料生產(chǎn)。

　　蒙煤具有價(jià)格低（比同質(zhì)量的其他煤種低50-60元/噸）、低硫份(St.ad =0.5%左右)、熱值高（Q_net,ad5800kcal/kg以上)、貨源充足、煤質(zhì)穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)；但蒙煤自身也存在著的內(nèi)、外水份高的問(wèn)題，在使用中給煅燒、煤粉的水分控制、煤磨系統(tǒng)的操作等帶來(lái)了一定的負(fù)面影響，也影響到了蒙煤的普及。

　　為了充分利用好這一豐富的煤炭資源，克服蒙煤自身存在的缺點(diǎn)，更好、更廣泛地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中來(lái)，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、不斷摸索和改進(jìn)使用方法，基本解決了使用中遇到的難題，在生產(chǎn)中取得了很好的效果。熟料實(shí)物煤耗及標(biāo)準(zhǔn)煤耗指標(biāo)一直保持著較高水平；為企業(yè)帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　二、不同煤種煤質(zhì)在我公司實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果
　　1 蒙煤和山西、山東煤質(zhì)情況
　　

表1 蒙煤、山東和山西煤煤質(zhì)（優(yōu)質(zhì)）分析

類(lèi)別		Mad%	Aad%	Vad%	St.ad%	Qnet,ad(kcal/kg)
蒙煤煙煤(原煤)	蒙1	3.48	12.37	27.76	0.53	6414
	蒙2	4.26	15.22	26.86	0.48	6029
山西煙煤(原煤)	晉1	1.58	19.45	31.42	0.83	6010
	晉2	1.83	21.77	29.70	0.62	5804
山東煙煤(原煤)	魯1	1.38	19.97	30.12	0.87	6089
	魯2	0.97	25.60	28.54	1.02	5652

　    2、不同煤種、相同煤質(zhì)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

  表2　2009年9月-2010年5月平均結(jié)果

煤種	窯產(chǎn)量/ (t/d)	余熱發(fā)電量(萬(wàn)度/日)	實(shí)物煤耗(kg/t)	標(biāo)準(zhǔn)煤耗(kg/t)	28d抗壓強(qiáng)度/MPa
蒙煤1	6230	15.6	144	105.9	56.4
蒙煤2	6180	16.5	146	107.4	55.7
山東1	6100	18..2	146	107	57.5
山東2	6200	18.6	145	107.7	57.0
山西1	6200	19.9	145	106.4	57.9
山西2	6300	20.2	146	107.6	57.1

　　從上表2的對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)看，蒙煤與其他煤種相比在窯的熟料產(chǎn)量、煤耗方面基本上沒(méi)有差別。但是對(duì)余熱發(fā)電量和熟料的28天抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)有一定影響。究其原因，個(gè)人認(rèn)為噴入窯內(nèi)的煤粉受內(nèi)水高的影響造成黑火頭變長(zhǎng)，火力強(qiáng)度減弱，生成A礦物的反應(yīng)時(shí)間相對(duì)縮短造成的。雖然物料通過(guò)燒成帶和冷卻帶的時(shí)間沒(méi)變，但是這種熟料受到煅燒時(shí)間不足和煤粉“爆燃”急燒因素的影響導(dǎo)致結(jié)粒不好，熟料黃心、飛砂、致密度下降，熟料質(zhì)量下降。熟料進(jìn)入篦冷機(jī)后出現(xiàn)的揚(yáng)塵量大，窯頭發(fā)混的現(xiàn)象，也影響了發(fā)電效果。

　　三、技術(shù)改進(jìn)措施
　?。ㄒ唬┌盐赵疾牧咸匦裕貙掃x材渠道
　　為了彌補(bǔ)蒙煤在余熱發(fā)電和熟料后期強(qiáng)度這兩方面不盡人意的缺陷，我們首先從原料入手，掌握原料的實(shí)際狀況。由于該公司使用的石灰石含硫量高（SO₃為0.4%）熟料中的SO₃含量一直保持在0.95-1.0%之間、R₂O含量為0.9%左右，生料和熟料全分析各組分的含量一直低于97.5%；較高的堿和硫等有害成分嚴(yán)重影響了熟料后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)；而石灰石礦含硫量高的現(xiàn)狀無(wú)法改變，我們決定從輔助材料方面進(jìn)行硫含量控制，以保證熟料品質(zhì)合格。

　　我們先后采取了用鋼渣代替鐵粉、用黑煤矸石代替部分粘土進(jìn)行配料。使用鋼渣的好處除了降低制造成本外，主要是鋼渣經(jīng)過(guò)了高溫?zé)峒庸?，晶格受到破壞，結(jié)構(gòu)疏松、荷點(diǎn)低，液相產(chǎn)出早，參與熟料生成反應(yīng)速度快、數(shù)量多，可借用它起到“晶種”作用；而使用黑煤矸石則是為了提高原料磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量保證生料滿足熟料產(chǎn)能的發(fā)揮，利用黑煤矸石殘留的熱值降低分解爐煤粉噴入量，提高窯前溫度和篦冷機(jī)進(jìn)入AQC鍋爐入口風(fēng)溫；摻配黑煤矸石后，窯頭AQC鍋爐入口溫度迅速提高到了430°C以上，解決了窯頭鍋爐蒸汽量不足的問(wèn)題。這個(gè)改變不僅降低熟料成本，更主要是改善了入窯生料的易燒性，通過(guò)鋼渣的“晶種”作用形成了熟料“粒核”幫助降低了入窯生料的分解率（由97%下控為93%），減少了尾煤的用量。

 　　根據(jù)進(jìn)廠物料的化學(xué)分析結(jié)果（見(jiàn)表3）我們考慮到將熟料三項(xiàng)率值設(shè)計(jì)為KH=0.930;SM=2.60;IM=1.5（實(shí)際結(jié)果見(jiàn)表4）。為了保證配料方案得到完整實(shí)施，我們對(duì)原料組分和種類(lèi)進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真歸納，現(xiàn)將原料、生熟料分析結(jié)果羅列如下：

改變?cè)吓淞辖M分后不同煤種煤質(zhì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比（2009年9月-2010年5月）

表3　原材料化學(xué)分析結(jié)果           

項(xiàng)目	燒失量	SiO2	Ai2O3	Fe2O3	CaO	MgO	∑	SO3	水分-	R2O
石灰石	38.4	9.12	0.59	0.37	48.65	0.62	97.75	0.34	2.0
粘土	8.23	63.72	14.04	6.95	2.40	1.17	96.51	/	9.0
砂巖	2.81	76.72	8.06	7.93	1.2	0.37	97.09	/	12.4
煤矸石	14.73	52.02	18.49	5.12	1.54	0.92	92.82	0.54	5.5	1.55
鋼渣(本地)	/	9.66	2.31	33.22	40.84	9.95	96.08		2.0
鋼渣（寶鋼）	/	10.32	2.97	35.21	38.76	9.32	96.58		2.2

　　采用同質(zhì)的蒙煤和山西煤進(jìn)行熟料生產(chǎn)后的生熟料化學(xué)分析結(jié)果如下：

表4 生料熟料全分析結(jié)果

項(xiàng)目	燒失量	SiO2	Ai2O3	Fe2O3	CaO	MgO	∑	KH	SM	IM
生料（蒙煤方案）	34.56	13.43	3.12	2.14	43.52	1.17	97.24	0.996	2.56	1.46
熟料（蒙煤方案	0.06	21.46	4.88	3.39	65.48	1.91	97.17	0.937	2.60	1.44
生料（晉煤方案）	34.24	13.30	3.14	2.08	43.20	1.14	97.09	1.002	2.55	1.51
熟料（晉煤方案）	0.12	21.03	5.19	3.21	65.31	2.01	96.79	0.94	2.51	1.62

　　此方案熟料物料檢驗(yàn)結(jié)果：

　　蒙煤方案3天抗壓強(qiáng)度：33.3Mpa           28天抗壓強(qiáng)度：57.4Mpa
　　晉煤方案3天抗壓強(qiáng)度：34.3Mpa           28天抗壓強(qiáng)度：58.0Mpa

　　兩種方案的結(jié)果基本接近。三天強(qiáng)度較高，后期強(qiáng)度值也達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。

 表5 蒙煤在不同原料配料中工業(yè)試驗(yàn)對(duì)比情況    

對(duì)比項(xiàng)目	全煤矸石配料(方案1)	全粘土配料 (方案2)	煤矸石：粘土=1:3配料(方案3)	備  注
原料磨產(chǎn)量A（平均）T/H	225	215	220	中卸磨
原料磨產(chǎn)量B（平均）T/H	235	210	230	中卸磨
熟料產(chǎn)量（平均）T/D	6298	6055 / 5961 / 6122.	6207 / 6344
發(fā)電量（平均）Kwh/D	18724	152888 / 166073 /172961	184968 / 190320
實(shí)物煤耗（平均）Kg/t	145	148	147
標(biāo)準(zhǔn)煤耗（平均）Kg/t	106.7	108.9-111	107.4
熟料綜合電耗kwh/t	63.98	64.94 / 66.97 / 66.34	64.61 / 65.1	原料磨為閉路中卸磨
熟料3天強(qiáng)度（Mpa）	33.1	32.2	32.8
熟料28天強(qiáng)度（Mpa）	55.7	55.3	56.2
綜合評(píng)價(jià)	生料易磨；產(chǎn)量高；電耗低 發(fā)電好；C4、C5錐部及下料管結(jié)皮嚴(yán)重	入磨水分大，產(chǎn)量低； 勉強(qiáng)維持窯需求，發(fā)電差； 堵料造成配料困難	發(fā)電、產(chǎn)量高；電耗較低；煤耗低 不堵料，綜合情況較好

　　從表5中可以看出，在穩(wěn)定熟料產(chǎn)量（6200T/D）的前提下，采用不同的硅質(zhì)校正原料對(duì)發(fā)電量影響比較明顯，蒙煤在全粘土配料的方案中表現(xiàn)較差。但是摻加煤矸石后，無(wú)論是全部采用煤矸石還是部分摻配都對(duì)發(fā)電量有較大的提升，日均發(fā)電量達(dá)到了18萬(wàn)度以上。因此，我們確定采用粘土摻配煤矸石（3:1）這種方案進(jìn)行生產(chǎn)。

　?。ǘ┱覝?zhǔn)問(wèn)題的關(guān)鍵，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)調(diào)控
　　1)解決蒙煤外水烘干問(wèn)題
　　出磨煤粉的水分難以控制。蒙煤的全水一般都是在16-18%之間，煤粉內(nèi)水分一般都在4.8-5.9%之間，甚至還有7%的結(jié)果出現(xiàn)。外水一般為12-13%之間；控制出磨煤粉外水分的最直接的方法就是提高入磨風(fēng)溫，這對(duì)煤磨收塵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是個(gè)考驗(yàn)。既要盡量降低煤粉水分，又要兼顧系統(tǒng)安全。煤磨的出口溫度不宜過(guò)高（受袋除塵器濾袋及煤粉制備系統(tǒng)防火安全考慮），水分烘干受到限制，影響了磨機(jī)的產(chǎn)能發(fā)揮。

　　2)解決煤粉遲燃帶來(lái)的問(wèn)題。
　　由于煤粉水分大導(dǎo)致火焰黑火頭長(zhǎng)，燒成帶后移1-2米，熟料C₃S形成時(shí)間短，不利于A礦的形成和發(fā)育。煤粉噴入窯內(nèi)后，在出噴煤管后500mm會(huì)出現(xiàn)“爆燃”現(xiàn)象，對(duì)熟料顆粒外表面造成急燒。二次風(fēng)溫比使用其它煤種要求的溫度(1050±50) ℃低50℃左右；據(jù)有關(guān)技術(shù)資料中介紹：煤粉中保持1.0%～1.5%的水分可以促進(jìn)燃燒，但過(guò)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(duì)火焰溫度的影響比灰分約大一倍。根據(jù)這一現(xiàn)狀，我們只能在燃燒器位置和內(nèi)外風(fēng)使用上做文章，調(diào)整內(nèi)外風(fēng)閥的開(kāi)度，移動(dòng)燃燒器的位置進(jìn)行適應(yīng)。

　　3）解決煤磨袋收塵通風(fēng)和收塵問(wèn)題
　　由于蒙煤的外水較高，出磨煙氣中濕度大，煤磨收塵系統(tǒng)阻力增大；加大煤磨系統(tǒng)的排風(fēng)量，袋式收塵器出口負(fù)壓要達(dá)到8000-8500Pa進(jìn)出口壓差達(dá)到1000-1500Pa這一負(fù)壓差值要比使用山西、山東的煤要高出900-1200Pa; 才能發(fā)揮煤磨的產(chǎn)能，袋收塵容易出現(xiàn)“糊袋”問(wèn)題；

　　我們采取了如下措施進(jìn)行調(diào)整
　　1)降低進(jìn)廠原煤水分，減輕生產(chǎn)負(fù)擔(dān)，為降低出磨煤粉水分創(chuàng)造條件。進(jìn)廠原煤的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)全水指標(biāo)提出了明確的要求，蒙煤進(jìn)廠外水控制標(biāo)準(zhǔn)為<10%,超標(biāo)部分按超標(biāo)百分比數(shù)值予以扣除。

　　2） 合理制定質(zhì)量控制指標(biāo)，優(yōu)化煤磨操作工藝參數(shù)，強(qiáng)化系統(tǒng)通風(fēng)，降低入窯煤粉細(xì)度和水分
　　控制煤粉細(xì)度來(lái)彌補(bǔ)高水分對(duì)火焰燃燒速度帶來(lái)的影響；以往可根據(jù)煤的揮發(fā)份高低和煤質(zhì)的好壞對(duì)出磨煤粉的細(xì)度進(jìn)行靈活調(diào)整，現(xiàn)在必須更加嚴(yán)格地控制煤粉細(xì)度（細(xì)度指標(biāo)<8%）。提高入磨溫度由240℃提高至330-340℃左右，出磨溫度由60℃提高至65-70℃并嚴(yán)格限制高溫。增大系統(tǒng)排風(fēng)，設(shè)定煤磨進(jìn)風(fēng)負(fù)壓為710—760Pa;出口負(fù)壓為6000-6500 Pa；袋收塵出口負(fù)壓為7900-8500 Pa；袋收塵濾袋采用防火、防靜電、防粘附材質(zhì)；氣動(dòng)振打間隔由60秒/次改為45秒/次，氣缸壓力由4.5Kg/cm²調(diào)至6Kg/cm²強(qiáng)化振打功能。

　　3） 調(diào)整篦冷機(jī)一、二、三段篦速，穩(wěn)定二段篦床料層厚度（500-600mm）
　　采用煤矸石配料后，熟料黏性增大。隨著二次風(fēng)溫的提高，一段篦床上的熟料溫度上升，一段卸料阻力增大。因此，一段篦速由13HZ調(diào)整為15HZ，篦床壓力調(diào)整為6-7Mpa;二段篦速調(diào)整為13 HZ，篦床壓力調(diào)整為10 Mpa;三段篦速調(diào)整為17 HZ，篦床壓力為9 Mpa;二段料層厚度保持在500-600mm左右，以維持穩(wěn)定的AQC鍋爐入口溫度和較高的熱能利用率。

　　4)調(diào)整燃燒器位置，熱態(tài)下將燃燒器調(diào)整離窯口150-200mm處。燃燒器外風(fēng)閥門(mén)開(kāi)度適當(dāng)關(guān)?。?0-80%）內(nèi)風(fēng)閥門(mén)開(kāi)度保持100%；一次風(fēng)壓保持在25KPa左右不變，根據(jù)煤質(zhì)外風(fēng)調(diào)整在70%～80%之間，煤風(fēng)管端部與外風(fēng)管?chē)娮於瞬科烬R，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。這與使用山西、山東低內(nèi)水的煤種調(diào)整方向截然相反；目的是使燒成帶延長(zhǎng)并前移，有利于提高二次風(fēng)溫（1050°C以上）。

　　5）增加三次風(fēng)量，減少入窯的二次風(fēng)量。

　　6）開(kāi)設(shè)分解爐出口彎管清灰孔和操作平臺(tái)；

　　在分解爐出口彎管拱形最高點(diǎn)的管道橫截面位置，在管道中軸線偏下200mm處對(duì)開(kāi)2個(gè)清灰孔門(mén)；當(dāng)中控室判斷彎管上可能存在較多集料的時(shí)候，通知現(xiàn)場(chǎng)崗位人員及時(shí)進(jìn)行清理，防止塌料的問(wèn)題出現(xiàn)，保持窯系統(tǒng)穩(wěn)定用風(fēng)。

　　四、 其他情況說(shuō)明
　　由于我公司石灰石礦SO₃含量、其他原料中帶入熟料中的R₂0含量偏高，導(dǎo)致熟料中的有害成分較多（熟料中的SO₃為0.95-1.0%之間、堿含量為0.9%左右），影響了熟料的后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)；硫的成分在熟料燒成過(guò)程中形成的硫鋁酸鈣對(duì)早期強(qiáng)度有貢獻(xiàn)，但對(duì)后期強(qiáng)度提高有較大影響；在生產(chǎn)中盡量減少其他原材料帶入有害成分，對(duì)熟料內(nèi)在質(zhì)量的提高有很大幫助。

　　據(jù)調(diào)查，蒙煤的年使用量已經(jīng)慢慢逼近山西等地的煙煤用量，成為第二大煤種。水泥、電力行業(yè)都在探索用好蒙煤這一資源的方法。

　　對(duì)水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，普及蒙煤還有一段路要走。蒙煤與無(wú)煙煤在新型干法生產(chǎn)線推廣和應(yīng)用的經(jīng)歷應(yīng)該是一樣的，都必須在工藝和操作上進(jìn)行一定的改造和調(diào)整才能發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)。很多企業(yè)不敢放手使用蒙煤主要還是過(guò)多地考慮了它的負(fù)面影響，隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，相信越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試?yán)眠@一優(yōu)質(zhì)資源。

　　目前，許多新型干法窯企業(yè)都在試用煙煤+無(wú)煙煤進(jìn)行熟料煅燒，這與本文介紹的情況基本一致。更多的企業(yè)考慮成本因素采用摻配蒙煤的做法，以便兼顧成本與其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的關(guān)系。我在這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，解決好煤料對(duì)口和系統(tǒng)控制問(wèn)題，蒙煤就可以代替其他煙煤在水泥生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

 

 

　　參閱資料：
　　1 《影響回轉(zhuǎn)窯煅燒效果的因素分析》    作者：齊俊華  楊旭  丁振宇
　　2 《高水份煤在窯外分解窯上的應(yīng)用》    作者：鄭占峰