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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 水泥回转窑无烟煤煅烧技术的研究开发与应用 ?摘要: 合肥水泥研究设计院于1996 年开始对水泥回转窑无烟煤煅烧技术进行研究开发, 1997年与福建省大田县水泥厂合作, 在该厂日产 600t 熟料 5 级旋风预热器窑生 产线上进行了工业性试验研究, 经过 2 年多的努力取得了圆满成功。 1 研究内容 中国常规回转窑烧成系统中所用的燃料一般是烟煤, 挥发分含量20% 35%, 由于挥发分含量较高 , 煤粉在较低的温度时开始燃烧, 待挥发分基本燃烧完后 固定碳开始燃烧。在回转窑中烟煤燃烧形成了较长的火焰。无烟煤( 挥发分较低 小于 10
2、%)燃点较高 , 反应活性差 , 在回转窑内燃烧的特点是煤粉从燃烧器喷嘴 喷出一段时间后才开始燃烧, 燃烧过程较短 , 热力强度非常集中 , 火焰形状短 而粗。 研究表明 , 在回转窑内 , 燃烧是由颗粒边界层的扩散速度控制的。因而燃尽时间 与粒径的平方呈正比。 当反应温度上升时 , 反应速率将呈指数关系增加。 从上述 分析能够看出 , 若想在为烟煤设计的回转窑燃烧系统中使用无烟煤, 必须使碳 粒燃尽的速率小于燃烧粒子在热流场中运动的速率, 才可能获得稳定的燃烧火 焰。因此 , 需解决以下问题 : 1)为了尽快点燃无烟煤和缩短燃烧时间, 应降低煤粉细度。 2)采取相应措施 , 提高窑头燃烧空气
3、温度。 3)采取措施 , 形成稳定的火焰。 1.1 降低煤粉细度 对于国产 600t/d 五级旋风预热器窑生产线煤粉制备设备, 一般采用 2.2m4.7m 风扫式煤磨 , 产量 67t/h, 煤粉细度 8% 12%(0.08mm 孔筛余 ) 。 根据国外的研究成果 , 无烟煤煤粉细度不能超过挥发分含量的0.5 0.6 倍, 若 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 采用常规方式制备无烟煤, 产量将大幅下降 , 电耗将大幅上升。为此我院根据该 厂拟使用的无烟煤挥发分很低( 挥发分含量 3.67%)和易磨性差等情况 , 专门研 制开发了无烟煤细磨机 , 磨机规格为 2.2
4、m5.8m。 该磨机增加了细磨、选粉、 分离的能力 , 减少了仓内过粉磨现象。 磨机设有 2 个研磨仓 , 一仓采用球形研磨 体, 主要是承担破碎和粗磨功能; 二仓采用特制的钢段 , 主要承担细磨作用 , 在一仓和二仓之间采用新型筛分隔仓板, 原煤进入一仓粉磨 , 经过筛分隔仓板 时, 粗颗粒返回一仓、细颗粒进入二仓。在粉磨过程中从磨头通入热风, 煤在 磨内边烘干边粉磨。 1.2 提高窑头燃烧空气温度 1) 对冷却机进行改进。 窑头空气温度的高低主要取决于冷却机冷却效率。与日产 600t 熟料新型干法窑配套的大多数是单筒冷却机, 该冷却机具有投资省、运行 可靠、 故障率低、 冷却熟料的气体全部
5、入窑无需余风收尘等优点, 缺点是受到 冷却效率影响 , 入窑空气温度 ( 二次风温 ) 较低, 不能满足无烟煤燃烧的需要, 因此, 必须对其改进。采用新型弧形扬料板 , 减少冷却气流”短路”现象, 提高 熟料与空气的换热面积 ; 对筒内各区域长度进行优化; 改进耐火砖区和高温扬 料区的材质和布置 , 提高高温段熟料冷却效果; 对冷却机实施变频无级调速, 根据系统工况调节转速 , 从而达到调整入窑二次风温的目的。 2) 采用新型燃烧器将一次风量可降到7%, 减少了入窑冷空气量。 1.3 调整火焰形状 无烟煤燃烧的特点是火焰较短, 热力集中。我们选择四通道燃烧器, 煤风、 旋流风和轴流风的风速依次
6、控制为1720m/s、 170m/s 和 200m/s左右 , 中心风、 旋流风、轴流风的风压分别控制在8.5 19kPa。由于内外通道风速、压力相 差较大 , 使得火焰对高温二次风的卷吸能力增强, 碳粒燃烧完全 , 煤粉离开燃 烧器喷嘴后迅速燃烧 , 形成的火焰热流场稳定。 另外燃烧器外套管超出燃烧器喷 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 嘴, 可在其火焰根部产生热气流的再循环, 避免空气过分扩散 , 使火焰形状更 佳。 2 应用情况 1998年, 该项目进行了无烟煤各项性能试验, 对有关工艺和设备进行了改 进, 1999 年 1 月, 进行点火调试工作 , 并于
7、当月实现 3d 达标。烧成系统主机设 备规格见表 1, 无烟煤工业分析见表2。 表 1 主机设备规格 序号设备名称规格 1 回转窑3.2m52m 2 预热器五级 3 增湿塔5m 26m 4 单筒冷却机3.2m36m 5 燃烧器四通道 (ROTAFLAM) 6 煤磨2.2m5.8m 功率 280kW 7 电除尘器CDPK55/3 8 高温风机W6393No20.5 表 2 无烟煤工业分析 MadAadVadFCadQnet.ar/(kJ/kg) 0.67 20.89 3.67 74.73 26052 根据该厂的原料情况 , 经过原料易磨性试验确定生料配料率值为: KH=0.900.02n=2.4
8、0.1P=1.40.1 2.1 煤粉细度控制稳定 为进一步降低成本 , 拟采用离厂区 2 公里处的无烟煤 , 该煤挥发分含量仅 有 3.6%, 易磨性差 , 根据要求煤粉细度应控制R903% 5% 以内。实际煤粉细度稳 定控制在 R902% 3.5%, 磨机产量 66.5t/h, 出磨煤粉水分在 1% 1.5%。 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 2.2 入窑空气温度得到较大提高 在正常情况下 , 二次风温达到 850以上 , 遇到不正常窑情 , 可经过调节 冷却机转速调节入窑风温。 2.3 燃烧器运行可靠 在投产初期 , 由于未能掌握 ROTAFLAM燃烧器规律
9、以及喷嘴火点位置不理想, 经常造成”刷砖”掉窑皮, 影响了窑运转率 , 缩短了耐火砖使用寿命。 经燃烧器 制造商和院厂技术人员几个月重复调试摸索, 总结出一套控制参数 , 保证了燃 烧器正常使用。烧成带窑皮致密、均匀、 强度高。 2.4 窑系统各项指标达到设计要求 在试生产期间 , 当月即实现 72h达标, 从 1 月至 4 月, 系统运行一直良好 , 各项指标见表 3。 表 3 生产线主要技术指标 时间 产量 /(t/d) 熟料标号 /MPa 熟料热耗 /(kJ/kg) fCaO /% 72h( 达标考核 ) 621 57.9 3786 1.69 0104(实际生产 ) 606 64.3 3743 1.50 3 结论 经过技术改造 , 在 SP窑上用无烟煤代替烟煤煅烧熟料是可行的, 根据大田 厂实际运行情况 , 窑头温度控制在 800以上 , 可满足正常煅烧要求。
