煤磨系統以及回轉窯燃燒器的改造研究

作者:李芝順，張建業，王少武，楊立軍，侯素芹 單位:山東鋁業公司水泥廠

摘要:摘自《水泥》我廠Φ4.5m×lOOm日產960t的濕法短窯一直使用單風道燃燒器和煤磨廢氣直接入窯的燃燒系統，熟料熱耗高、產量低。2002年6月份，對煤磨系統及燃燒器進行了改造，節能和經濟效益顯著。
我廠Φ4.5m×lOOm日產960t的濕法短窯一直使用單風道燃燒器和煤磨廢氣直接入窯的燃燒系統，熟料熱耗高、產量低。2002年6月份，對煤磨系統及燃燒器進行了改造，節能和經濟效益顯著。

1 存在的問題
　　改造前煤磨及窯頭系統工藝流程見圖1。

　　生產中存在的問題：
　　1)煤磨廢氣和窯一次風共用1臺風機，造成2個系統互相干擾。如一次風增大時，磨內風速快，煤粉細度粗，臺時產量高；反之，磨內風速慢，產品細度細，臺時產量低。若打開冷風門增加風量，對煤磨的烘干能力和臺時產量影響更大，互相干擾使煤磨和窯系統操作不穩，難以達到 佳工藝狀態，限制了煤磨臺時產量的提高，煤粉細度也在10%～15%(80μm篩余)范圍內波動。
　　2)單風道燃燒器廢氣用量大、黑火頭長、燃燒不完多，熟料熱耗高。據熱工測定，窯正常生產用煤灰分25%、揮發分＞25%時，噴煤量在12t/h，此時一次風占燃燒空氣總量的30%。當煤灰達到30%以上時，一次風比例必須達到35%，否則就會出現風煤混合不均，燃燒狀況不佳的現象。過多的使用煤磨廢氣，致使入窯二次風比例降低，熟料熱耗升高。單風道燃燒器黑火頭長度一般控制在500mm左右，但該窯黑火頭長度在1.5m，煤粉燃燒速度慢、燃盡率低，未燃盡的部分煤粉粗顆粒沉落在熟料中，另一部分則被廢氣帶走在窯后部燃燒，使窯尾溫度達到300℃。

2 改造措施
　　根據系統存在的問題，決定將煤磨和窯2個系統分開，以解決工藝調整過程中的互相干擾問題。同時使用新型燃燒器取代現有單風道煤粉燃燒器。
　　1)煤磨安裝袋式除塵器。窯與煤磨系統分開，必須解決廢氣達標排放問題。為此投資60萬元，在煤磨細粉分離器后安裝1臺CGN—14型煤磨袋式除塵器，并重新配置了排風機。廢氣由細粉分離器出來進入袋式除塵器凈化處理后排入大氣，粉塵排放濃度50mg/m3。同時拆除細粉分離器到窯頭鼓風機的管路、設備。為了滿足煤磨提高產量后對細度的要求，降低了煤磨平均球徑 。 改造后工藝流程見圖2，系統主要設備見表1。
表1　煤磨系統主要設備

　　2)使用新型雙風道燃燒器。選用KBN380新型雙風道煤粉燃燒器。該燃燒器除具有多風道燃燒器的優點外，更主要的是消除了燃燒帶局部高溫現象，使火焰溫度分布更合理，有利于窯的長周期運轉。 KBN系列新型雙風道燃燒器有效地克服了多風道燃燒器的不足。具有以下優點：
　?、偃∠藘蕊L風道，采用可調式旋流器，使外風道旋流強度可以根據窯煅燒工況隨意調整。
　　②由于明顯增加了環形射流厚度(是三風道燃燒器的2倍)。新型雙風道燃燒器可延緩煤粉和二次風混合速率，降低火焰峰值溫度，有效地延長燒成帶耐火磚壽命。
　　③取消了傳統多風道燃燒器的內風和外風調節閥門，使系統變得簡單，并可節省一次風機電耗約30%。
　?、芑鹧嫘螤钪饕ㄟ^位于傳動箱上的手輪調節，由位于齒輪箱上的指示儀指示，火焰控制十分簡單、好確。燃燒器外形見圖3?！　?)在煤粉螺旋喂料器下安裝1臺KP200-1型螺旋泵，羅茨風機通過螺旋泵將煤粉送至雙風道燃燒器做內風，外風由高壓離心風機供風，見圖2。系統主要設備見表2。
表2　改造后系統主要設備及參數

3 效果
　　1)臺時產量提高，節煤效果明顯
　　入磨熱風溫度由380～400℃提高到450～500℃。煤磨可根據原煤水分、易磨性，自由調節風量而不受窯前的影響，臺時產量大幅度提高，粉磨電耗下降。
　　經過3個月運行，雙風燃燒器燃燒穩定，火焰長短可通過轉動手柄靈活調節，煤粉燃燒速度快、燃盡率高、黑火頭縮短至400～500mm，回轉窯操作穩定，快轉率(≤60s/r)達到50%以上。節煤效果明顯，喂煤螺旋輸送機電動機頻率由30～35Hz下降至25～30Hz，實物煤耗由280kg/t降至260kg/t；下料量88%～90%提高到90%～97%，臺時產量由40t/h提高到43t/h。窯尾溫度由280～320℃下降至240～260℃。改造前后工藝技術指標對比見表3。
表3　改造前后工藝技術指標

　　
2)節能和經濟效益顯著
　　整個技改投資約100萬元。技改后年節煤146萬元；煤磨臺時產量提高后，年節約電費20萬元，窯臺時產量提高產生效益67萬元，合計年產生效益233萬元。　　　　　

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