云浮天山水泥公司應用100%無煙煤生產線小結
2011-02-24 00:00
云浮天山水泥公司熟料生產線為南京院設計4.8×74m (五級雙系列旋風預熱器帶管道分解爐) 5000噸/日產熟料生產線。根據(jù)廣東地區(qū)資源緊缺的現(xiàn)狀，公司在生產中選用無煙煤作為煅燒燃料。在使用無煙煤作為煅燒燃料初期，逐漸暴露了窯系統(tǒng)綜合的疑難問題：熟料黃心料、f-Cao合格率下降、主窯皮難以穩(wěn)定、副窯皮過長脫落頻繁，影響質量、窯尾系統(tǒng)結皮嚴重、窯內通風差、產量低、最終導致被迫停窯清理結皮等系列問題，通過對窯系統(tǒng)問題的綜合判斷細化分析，采取相應措施，逐漸適應了應用100%無煙煤作為煅燒燃料，目前云浮天山水泥公司窯投料量可穩(wěn)定390t/h-400 t/h，熟料28天抗壓強度平均為58MPa左右。
煤中揮發(fā)分含量小于10%的煤稱為無煙煤。由于無煙煤揮發(fā)分低，燃點高，燃燒速度慢，燃燼時間長屬于低反應活性燃料，著火及燃燒均較困難，通常水泥回轉窯中較難著火燃燒和燃燼。
一、云浮天山系統(tǒng)配置簡介：
1. 由于云浮天山所用石灰石CaCO3、SiO2波動較大及云浮石灰石磨蝕性較大，為保證入原料磨生料成分穩(wěn)定及防止物料出現(xiàn)離析現(xiàn)象在設計時采用了兩種高低鈣石灰石配料。不設石灰石預均化堆場，高低鈣庫設計為2座Φ18×40m儲量：10000t/個儲期：4d。另在調配庫出口配置γ射線分析儀1臺規(guī)格：皮帶機帶寬1000mm ，皮帶機帶速max1.6m/s（ γ射線分析儀可對入磨物料進行1次/分化學成分測定）以保障入磨物料化學成分的穩(wěn)定。
生料系統(tǒng)配置采用Atox50能力：400t/h輥式磨，燒成系統(tǒng)采用C5級雙系列旋風預熱器帶管道分解爐，4.8×74m回轉窯、斜度：4％(正弦)，轉速：0.35-4.0r/min， NC-15Ⅱ煤粉燃燒器 、燃煤能力15t/h及NC-42310推動篦式冷卻機、篦床面積120.98 m2。因使用無煙煤煅燒該煤粉制備采用了Φ3.8×(7.25+3.5) m風掃煤磨、能力40t/h，該生產線2006年3月一次點火成功并最終使用100 %無煙煤煅燒成功。
二、生產調試中處理的問題：
1. ATOX-50設計能力410t/h輥式磨，應環(huán)保需要窯尾系統(tǒng)采用袋式收塵器。5、6月大布袋收塵器自動清灰不靈壓差大的問題，經(jīng)常導致立磨出口負壓波動大磨機震動跳停影響了磨機產質量，在7月19日對袋收塵器震打、清灰裝置工作時間重新調整后現(xiàn)已可穩(wěn)定控制磨機的進出口壓力。
2 . 云浮石灰石磨蝕性較大，石破磨損較快導致入立磨石灰石粒度不易達到設計要求。根據(jù)這一情況，加強了對石破的巡檢，發(fā)現(xiàn)石灰石入磨粒度變化后及時對板錘進行調整或更換目前對入磨石灰石粒度已基本在可控制指標之內。
3. 窯頭電收塵器入口溫度偏高，出篦冷機熟料溫度較高通過在入窯頭電收塵廢氣管道上增加安裝3支高壓水槍，更換高壓水泵以增加冷卻效果現(xiàn)可有效控制入窯頭電場廢氣溫度。
4. 均化庫均化效果不好， 通過對均化庫下電磁閥重新更換與各區(qū)下料時間的調整及充氣壓力的控制徹底解決了均化庫均化效果不好的問題，現(xiàn)入窯生料合格率≥90%。
三、使用煙煤、混合煤和無煙煤時熟料產質量的情況
1. 3月到9月使用煙煤及混合煤熟料產質量情況
為盡快使窯系統(tǒng)達到設計要求：調試階段采用了煙煤煅燒。在煙煤試燒情況較好的基礎上逐步增加無煙煤的使用量，這段時間由于受設備及電器停車較多的影響，運轉率偏低。但是在使用煙煤及混合煤的時候，窯的產量較高，熟料質量好(見表-1、表-2)。由表-2可知，這一時期生產的熟料KH值高、f-CaO小、熟料質量較好，窯臺產較高。
2. 100%無煙煤煅燒窯系統(tǒng)出現(xiàn)的綜合疑難問題及分析和處理措施
為緩解資源緊張降低生產成本，盡快掌握系統(tǒng)的適應能力，暴露系統(tǒng)所存在的問題及縮短調試時間，四月十日直接試燒100%無煙煤(見表3、4)，隨著運轉時間的增加生產中逐漸暴露了窯系統(tǒng)綜合疑難問題，主要有：窯頭飛砂大、主窯皮難以穩(wěn)定、副窯皮過長長落頻繁f-Cao合格率下降、熟料有黃心、窯尾系統(tǒng)結皮嚴重、窯內通風差、產量低、最終導致被迫停窯清理結皮。
3. 四月份首次使用100%無煙煤煅燒窯產質量下降的原應分析
無煙煤揮發(fā)分低，燃點高，燃燒速度慢，燃燼時間長。我公司燃燒器調節(jié)范圍較窄，無法靈活調節(jié)燃燒器一次風出口沖量增加煅燒熱力強度。導致煤粉脫節(jié)燃燒，燒成帶溫度不足，尾溫偏高(1150度左右)，部分未充分燃燒的煤粉在煙室和分解爐內與物料混合提前產生液相粘附在縮口與錐部產生結皮，窯尾溫度的偏高使入窯物料溫度升高、碳酸鹽分解帶縮短，燃燒器調節(jié)范圍較窄。煅燒溫度、熱力強度的欠缺導致過渡帶延長。當物料逐漸進入燒成帶時，由于燒成溫度較低液相粘度不能快速下降，液湘量未及時大量生成。在物料中存有較多未結粒的細小顆粒，當細小顆粒同結粒良好物料進入篦冷機時，細小顆粒被來自篦冷機的高壓風吹起形成飛砂。燒成帶熱力強度不足煅燒溫度的欠缺，導致燒成帶主窯皮疏松粘掛不牢。同樣熱力強度不足，煅燒溫度的欠缺，使煤粉碳粒子滯后燃燒造成燒成溫度后移使窯內過渡帶產生副窯皮。同時，又因副窯皮屬于低溫粘掛的窯皮剝落較為頻繁導致了f-CaO合格率的下降和熟料質量的下滑，并進一步造成窯熱工制度的不穩(wěn)定。
4. 采取的措施
(1) 原煤質量與出磨煤粉細度的控制
由于煤粉揮發(fā)份、熱值、灰份分別影響著火焰溫度，燃燒速度的快慢、燃燼時間長短及配料穩(wěn)定性故在選用燃料時嚴格控制進廠燃料揮發(fā)份發(fā)≥5%、熱值≥5600Kcal/Kg、灰份≤29%、全硫≤0.8%，強化預均化作用并根據(jù)本廠燃燒設備特性調整出磨煤粉細度指標<2% (0.08mm方孔篩篩余)。
(2) 燃燒器的調整
調整NC-15Ⅱ燃燒器內風開度由70%開至100%，外風由100% 調至70%。以增加內風量，減少旋流風噴射速度，縮短火焰長度，提高燒成帶溫度。
(3) 提高二、三次風溫
控制篦冷機熱端料層厚度由4500Pa± 200到5000 Pa-5500 Pa，冷端料層4500 Pa ± 200以提高二、三次風溫使煤粉的燃燒速度加快，燃燼時間縮短。
(4) 制訂合理的操作參數(shù)
煙室溫度：<1100度
分解爐出口：870±20 ℃
分解爐出口壓力：<950Pa
三次風溫度： 850℃
一級出口壓力：5100 -5200 Pa左右
正常操作穩(wěn)定窯速：3.5-3.7r/min
熱端料層厚度：5000±200 Pa
冷端料層：4000±200 Pa
正常投料量：380t/h-400t/h
(5) 穩(wěn)定操作參數(shù): 統(tǒng)一操作思路 , 控制前后煤比例 , 強化系統(tǒng)的堵漏風工作及結皮的清理工作。
四. 采取措施后應用無煙煤煅燒熟料產質量的情況
(1) 生料質量看：生料質量較好，合格率較高(見表-7)，KH都在合理的設定范圍。應完全達到煅燒要求。從熟料KH合格率來看(見表-6)：物料都處在一個比較合理的煅燒范圍。
(2) 煤質看，使用的原煤質量較9月28日到10月9日和前期偏差，灰份高，熱值低、揮發(fā)份下降(見表-5)。
(3) 產量上看，我公司產量較前期有較大幅度的提高可穩(wěn)定日5600t左右。較前期提高約300-400t/d左右(見表-6)。綜上分析，熟料質量的下降主要是由于臺產的大幅提高，導致窯內煅燒負擔升高。公司燃燒器雖通過調整，但由于燃燒器本身調節(jié)范圍較窄，當產量達到一定高度時窯內煅燒溫度較難進一步的提高，雖可適應應用100%無煙煤生產，但由于設備性能制約，產質量的進一步提高受到約束。
(4) 公司較其他應用100%無煙煤生產廠家，煤質揮發(fā)份略高但發(fā)熱量偏低，固定碳較低、灰分明顯高于其他廠家。通過采取以上措施，現(xiàn)成功應用100%無煙煤燃料生產，窯系統(tǒng)運轉率提高、窯系統(tǒng)熱工制度趨于合理穩(wěn)定，孰料產量大幅提高（表-6），今后對燃燒器進一步改造處理后運用100%無煙煤生產，熟料產質量有望得到進一步的提高。
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