預分解窯燃低揮發(fā)分煤生產(chǎn)水泥熟料的實踐
長冶縣華泰水泥熟料有限公司1500t/d生產(chǎn)線是由中材國際南京水泥工業(yè)設計研究院設計,采用揮發(fā)分僅為11%的煤粉作燃料。2006年9月18日投產(chǎn)后,系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定,產(chǎn)質(zhì)量均達到設計要求。本文介紹在預分解窯采用低揮發(fā)分煤的實踐經(jīng)驗。
1、系統(tǒng)工藝流程及主要設備
窯系統(tǒng)由噴騰管道式分解爐、五級旋風預熱器和Φ3.5m×54m窯組成。分解爐的容積足夠大,給煤粉的燃燒提供了充足的空間和時間。C1采用高柱長內(nèi)筒以提高分離效率,出C1飛灰量為標態(tài)78g/m3。使用四通道燃燒器,煤粉與一、二次風的混合充分,適應低揮發(fā)分煤粉的燃燒,并且火焰形狀調(diào)節(jié)靈活,完全能適應窯內(nèi)熟料煅燒的需要。煤磨系統(tǒng)由風掃式MFB2880磨加粗粉分離器組成,設計產(chǎn)量為1820t/h。試運行期間煤磨產(chǎn)品細度較粗,經(jīng)多次調(diào)整,最終生產(chǎn)中控制煤磨喂料量一般為12t/h,將選粉機轉(zhuǎn)速提在滿負荷,控制磨尾出口氣體溫度在65℃左右,磨尾風機閥門也根據(jù)磨機進出口壓差盡可能關(guān)小,結(jié)果出磨煤粉細度可控制在1%左右,完全滿足窯頭煤粉細度小于5%、分解爐煤粉細度小于3%的要求。系統(tǒng)均由中央控制室操作控制,自動化程度高。
2、點火升溫和初始投料的控制
低揮發(fā)分煤粉的著火溫度和燃盡溫度比煙煤高約150~200℃,特別是冷窯點火時,窯尾溫度升到650℃,窯前少量加煤后,轉(zhuǎn)窯時窯前火焰仍多次熄滅。等到窯尾溫度升到800℃時,通過調(diào)節(jié)燃燒器的內(nèi)外風比例才使窯內(nèi)火焰穩(wěn)定下來。由于煤粉不易燃,原計劃升溫72h被迫改為88h。
初始投料時,雖然系統(tǒng)蓄熱較好,但是等高溫風機拉起風時火焰即隨之拉長,集中高溫區(qū)即遭到破壞,窯前溫度馬上降低,在窯前已看不見火光,只好降下風來重新點火升溫。帶油投料時,剛開始窯前火焰因加有油,燃燒較好。但由于三次風溫太低,煤粉在分解爐幾乎不燃燒,分解爐的出口溫度始終達不到700℃,而C3以上出口溫度都超高,C1出口溫度高達500℃。結(jié)果投料6h后C3堵塞。第二次投料4h后C2又堵塞。此時大家對采用低揮發(fā)分煤粉作燃料直接用于初次生產(chǎn)均產(chǎn)生了懷疑,認為初次投料最好應用煙煤或混煤,正常后再換煤。第三次抱著試探的態(tài)度,依然用此低揮發(fā)分煤。剛開始時我們就有意識地重視加強窯頭火焰的燃燒,適量拉風并少量喂料后,分解爐只少許加煤,爭取煤粉在分解爐內(nèi)能充分燃盡(為避免煤粉在旋風筒內(nèi)燃燒,保證預熱器系統(tǒng)的正常運行),并確保C1出口溫度不高于400℃。并將窯速提高到2.2r/min,燃燒器的位置也盡可能地拉在窯外,使窯內(nèi)燒成帶盡可能前移,壓縮冷卻帶長度。很快熟料出來后隨著三次風溫的提高增加分解爐喂煤,逐漸提高分解爐出口溫度,提高入窯生料喂料量。使系統(tǒng)趨于正常后再慢慢向里推燃燒器。此后系統(tǒng)又由于循環(huán)風機故障等2次長時間停窯,均是直接采用該煤粉作燃料直接點火升溫并投料成功的。消除了初次投料必須應用煙煤或混合煙煤的顧慮。
3、正常生產(chǎn)中的操作控制
從初次投料到正常生產(chǎn)的時間比較長、也比較困難。當三次風溫穩(wěn)定在600℃以上時,煤粉的燃燒速度就完全滿足了生產(chǎn)工藝的需要。只要合理調(diào)節(jié)窯頭喂煤,確?;鹧娴臒崃姸群托螤?,并合理控制系統(tǒng)各參數(shù)在正常范圍,操作控制就容易多了。
1)系統(tǒng)主要熱工參數(shù)的控制
在正常生產(chǎn)中要做到薄料快燒,以提高物料的熱交換效率,適當降低物料在窯內(nèi)的填充率。該系統(tǒng)的最高窯速為4r/min。喂料量與窯速的關(guān)系一般為喂料量∶窯速=30∶1。在滿足窯、爐煤粉燃燒所需氧氣及正常冷卻熟料的情況下,盡量減少篦冷機的供風量,以利于提高二、三次風溫。當二、三次風溫較低時,應適當放慢篦速,增加料層厚度。正常工作時篦冷機一室風機閥門開度一般為95%,二室以后即可適當調(diào)節(jié),能夠滿足熟料冷卻需要就行。
2)生產(chǎn)過程中短時停窯的控制我們在最短的時間內(nèi)把窯主傳動切換到輔傳動,適時轉(zhuǎn)窯后就以輔傳點動的方式保溫轉(zhuǎn)窯,并及時降下系統(tǒng)拉風和篦冷機供風,以保持窯內(nèi)有足夠多的熱料保證窯內(nèi)的蓄熱,即可滿足煤粉噴入時燃燒的需要。再次投料時只要迅速加大窯頭煤,等窯頭火焰白亮后先提高窯速,二、三次風溫提高后再拉風投料。這樣每次都能在最短的時間內(nèi)擺脫低溫的困擾,使系統(tǒng)迅速進入良性狀況。
經(jīng)過近3個月的生產(chǎn)實踐,該廠對燃低揮發(fā)分煤粉的生產(chǎn)管理及操作積累了一定的經(jīng)驗。生產(chǎn)中,出窯熟料中fCaO合格,熟料3d、28d抗壓強度分別達到30MPa、60MPa。整個生產(chǎn)過程中,系統(tǒng)穩(wěn)定,運轉(zhuǎn)情況良好。
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