| 煤粉回轉(zhuǎn)窯粉煤灰的干濕度對回轉(zhuǎn)窯煅燒的影響,水泥生產(chǎn)線煅燒的過程中，煤粉回轉(zhuǎn)窯是新型干法水泥生產(chǎn)線管用的水泥設(shè)備，粉煤灰的干濕度對煤粉回轉(zhuǎn)窯的煅燒有很大制約，煤粉水分對煤的低位熱值影響很嚴重，且水分含量高，煤粉燃燒不穩(wěn)定，導致溫度時高時低；0371-63759558/67878896/67878986
由于水泥生產(chǎn)線的增加，以及燃煤緊張，很多采購山西大同煤更換為內(nèi)蒙古煤，原煤的成分發(fā)生了變化，特別是粉煤灰內(nèi)水含量變高，給回轉(zhuǎn)窯煅燒帶來不小的影響。
回轉(zhuǎn)窯分解爐出口負壓突然增高600Pa，最高達到-l 800Pa，并且來回波動，窯電流隨之下降，大約5min后分解爐出口壓力最高達-2000Pa，最后達到壓力表的最高量程。從分解爐到高溫風機進口所有壓力均有不同程度升高，期間操作員減料運行并馬上通知現(xiàn)場巡水泥生產(chǎn)線檢工，檢查分解爐縮口部位和窯尾煙室部位是否有結(jié)皮垮塌堵塞，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常，煙室生料也不黏。從窯頭觀察窯內(nèi)通風效果很差，渾濁不清，返火嚴重并流向三次風管，回轉(zhuǎn)窯頭微正壓，窯煅燒困難，系統(tǒng)壓力持續(xù)偏高
水分較低(Mad=1．87％)，但煤灰分較高、揮發(fā)分偏低，窯內(nèi)煅燒溫度很難提高；第三組配煤揮發(fā)分不低，但水分偏高(Mad =3．64％)，窯內(nèi)煅燒溫度仍很難提高。用這兩組配比的煤煅燒熟料升重低、fCaO高，雖然熟料各組分變化不大，強度卻下降較多，窯臺時產(chǎn)量被迫降低，標準煤耗升高。
5)分解爐出口和C5出口溫度倒掛，C4、C5錐部及下料管結(jié)皮嚴重。
水泥生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯煅燒原因分析
改變煤品種后，雖然煤粉的灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量變化不大，但Mad比以前高出2．0％左右，有時甚至更高，給煅燒帶來較大困難。煤粉中保持l．0％～1．5％的水分可以促進燃燒，但過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l0～20℃，煤粉水分對火焰溫度的影響比灰分約大一倍。煤磨的出口溫度受袋除塵器及煤粉著火點的限制不能控制太高，因此，Mad (內(nèi)水)對于煤磨來說就很難解決
當班操作員認為窯內(nèi)結(jié)圈起蛋，于是第一次止料停窯從水泥生產(chǎn)線窯頭往窯內(nèi)觀察，但并未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，然后升溫投料，開始壓力并不高，10min后問題依然出現(xiàn)，隨后窯內(nèi)開始跑黃料，故決定停窯。白天對預(yù)熱器、分解爐、預(yù)燃室、三次風管和煙室檢查沒有發(fā)現(xiàn)異形物，系統(tǒng)通風面積沒有發(fā)生突然性變化。待窯冷卻后進窯檢查發(fā)現(xiàn)，窯內(nèi)30m后僅有一道50mm的圈，窯內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)蛋現(xiàn)象。由于系統(tǒng)并未檢查出異常情況，且處于水泥銷售和水泥生產(chǎn)線設(shè)備高峰期，于是點火升溫。再次投料后問題比停窯前更嚴重，窯尾密封處開始冒料，C5溫度倒掛嚴重，系統(tǒng)負壓比正常高出1 000Pa，分解爐溫度難以穩(wěn)定控制，窯內(nèi)煅燒效果非常差，直接跑黃料，只得又止料停窯。根據(jù)以往經(jīng)驗，初步懷疑是喂煤量波動導致煤粉不完全燃燒，使系統(tǒng)阻力升高所致。但檢查煤粉計量系統(tǒng)和水泥生產(chǎn)線設(shè)備煤粉燃燒器后并沒有發(fā)現(xiàn)異常。于是圍繞影響煤質(zhì)的外部因素查找，最后確認是由于原煤粉磨過程出了問題，加上原煤水分高，導致煤粉水分太高，細度跑粗。
4 問題分析
由于當時雨量增多，煤磨隔倉板通風面積有30％被煤粉糊死，煤磨通風差，研磨能力下降，臺時產(chǎn)量低，一度供不上窯用。7月2日夜班接班后，煤磨操作員為趕倉放寬了細度和水分，加大煤磨臺時產(chǎn)量�；炛厦堪喽c取兩次樣對煤粉細度和水分進行化驗。當班煤粉水分高達9％，細度達到8％(正常生產(chǎn)控制在3％)，并且事后對煤粉轉(zhuǎn)子秤取瞬時樣分析，水分高達12％。對比數(shù)據(jù)見表3。
表3 煤粉水分有關(guān)指標 ％
出磨煤粉水分難以控制，合格率90％，雖然提高出磨溫度至65～75℃(原來55～65℃，出磨水分就很容易控制在1．0％以下)，水分有時仍高達5．0％，燒成帶溫度低且難以控制，窯況不易穩(wěn)定，副窯皮忽長忽消，造成熟料中黃塊較多。
2)黑火頭長，窯內(nèi)發(fā)渾，二次風溫比原來(1100±50) ℃低50℃左右，造成煤粉燃燒不好，CO報警頻繁。
3)結(jié)后圈、結(jié)球，黃心料增多。
4)窯日產(chǎn)量降低，標準煤耗大幅上升
煤粉水分對煤的低位熱值影響很嚴重，且水分含量高，煤粉燃燒不穩(wěn)定，導致溫度時高時低。理論上，水分每增加1％，其燃燒熱值降低1％。煤粉中的水分可以從燃燒過程中吸收很多的熱量，使燃燒溫度迅速下降。水在受熱汽化時，體積增大l 700多倍，且大量的水蒸氣籠罩于煤的周圍時，會阻止空氣進入燃燒區(qū)。煤粉水分每增加1.0％，火焰溫度約降低10-20℃，煤粉水分對火焰溫度的影響比灰分約大一倍。水分高還會造成煤粉不完全燃燒，燒成溫度較低。
含水分高的煤粉不但難于粉磨，在輸送、儲存過程中容易引起堵塞，影響煤粉的均勻喂料，最終導致窯溫的波動；含水分高的煤粉入窯時，導致煤粉燃燒滯后，火焰拉長。煤粉的外在水分可以通過提高出磨氣體溫度來降低，而內(nèi)在水分需要在110℃左右才能蒸發(fā)，磨內(nèi)降低內(nèi)在水分含量是很困難的。從表1看出，我公司煤粉質(zhì)量發(fā)生了較大的變化，給操作造成了很大的困難。
煤粉水分加大，窯內(nèi)水蒸氣含量增大，導致壓差增大；同時水泥生產(chǎn)線設(shè)備窯內(nèi)燒成溫度偏低，熟料質(zhì)量差，篦冷機內(nèi)料層阻力增大，窯內(nèi)飛砂增大也是加大系統(tǒng)陰力的一個原因。由于上述原因，最終導致系統(tǒng)壓力升高800Pa左右。
3．1 加強原煤管理，穩(wěn)定入磨原煤質(zhì)量
1)原煤最好能定點供應(yīng)，礦點越少越好，不能過勤更換。
2)加強進廠原煤的監(jiān)控力度，嚴格按照公司下達的指標控制進廠原煤質(zhì)量，尤其是陜西煙煤的內(nèi)水含量。應(yīng)按產(chǎn)地分批、分堆存放，加強原煤化驗，為原煤均化提供合理搭配依據(jù)。
3)搭建原煤堆棚，做好防雨措施，降低入磨原煤水分，減輕煤磨負擔，為降低出磨煤粉水分創(chuàng)造條件。
4)加強原煤均化。
3．2 加強煤磨操作，降低煤粉細度和水分
必須用更低的煤粉細度來彌補高水分對火焰燃燒速度帶來的影響。煤品種改變后，用原來使用本地煤的參數(shù)控制出磨煤粉，其水分有時高達4．5％左右。后將入磨溫度由300℃提高至380℃左右，出磨溫度由55～60℃提高至70～80℃，細度由≤6％調(diào)整至≤3％，煤粉水分有所下降，但有時仍偏高。2006年11月后，進一步將出磨煤粉細度控制在≤2．5％，Mad指標仍為≤3％。
3．3 加快煤粉燃燒速度、提高火焰溫度
3．3．1提高并穩(wěn)定二次風溫，兼顧二次風量
1)篦冷機料層太厚時，冷卻風很難吹透料層，嚴重時會造成返風，高溫風量減少，冷風漏入量相應(yīng)增大，二次風溫難以提高。我公司在滿負荷生產(chǎn)中，由于熟料冷卻能力不夠，篦冷機冷卻風機和余風風機閥門一直全開，靠調(diào)節(jié)篦床速度(二段是一段的l．4倍)來控制窯頭罩壓力在-10～-30Pa，篦下一室壓力控制在(6000±200)Pa，二次風量和二次風溫基本穩(wěn)定。
2)調(diào)整燃燒器位置，熱態(tài)下將燃燒器調(diào)整離窯口200mm處。其一是燒成帶前移，有利于提高二次風溫。其二是因為距燃燒器噴口較近的L=0．3d(d為窯直徑)窯斷面上，射流區(qū)域內(nèi)軸向速度峰值與二次風之間的速度差最大，一次風卷吸二次風的能力也最強，有利于提高火焰燃燒速度，縮短黑火頭。
3)減少系統(tǒng)漏風，特別是加強窯頭、窯尾、窯門、篦冷機和三次風管的密封。
4)C1出口O2在1．8％～3．5％，CO<0．15％，在不塌料的情況下，盡可能關(guān)小系統(tǒng)拉風，減少二次風量，壓縮火焰長度，提高二次風溫。
5)適當加大窯頭喂煤量，提高煅燒溫度，從而提高二次風溫。
3．3．2調(diào)整燃燒器參數(shù)，提高燃燒速度
在使用本地煙煤時，一次風壓控制在25kPa左右，一般將外風閥門開到100％，內(nèi)風根據(jù)煤質(zhì)調(diào)整在20％～l00％，煤風管端部放在中間位置。改變煤品種后，一次風壓不變，但將內(nèi)風閥門開到100％，根據(jù)煤質(zhì)外風調(diào)整在50％～l00％之間，煤風管端部與外風管噴嘴端部平齊，即將一次風截面積調(diào)至最小，一次風量最小，加大高溫二次風的用量，提高煤粉的燃燒速度和燒成帶溫度。
3．3．3 改變配料方案，改善生料的易燒性
原熟料三率值指標為KH=0．89±0．02、SM=2．9±0．1、IM=1．8+0．1，窯煅燒較為正常。當煤質(zhì)發(fā)生變化后，燒成帶溫度上不去，fCaO一直居高不下，加窯頭煤后CO偏高，降產(chǎn)量后二次風溫上不去。后來調(diào)整熟料SM=2．8±0．1、IM=1．6±0．1，隨著生料易燒性的改善，窯況明顯好轉(zhuǎn)。
3．3．4 加大通風量，改善煤粉水泥生產(chǎn)線設(shè)備燃燒環(huán)境
由于喂煤量加大，O2含量明顯不足，CO報警頻繁，為改變這種局面，在大修時提高篦冷機部分風機的能力、適當擴大分解爐縮口直徑、清理分解爐出口彎管及三次風管積料等方法增加系統(tǒng)通風量，為加大煤粉用量提供足夠的風量。
3．3．5 加強操作意識，提高操作水平
因為高水分煤粉起火慢，所以更應(yīng)該精心操作，保持高而穩(wěn)定的煅燒溫度。要做到這一點，必須勤和相關(guān)人員聯(lián)系，力求“五穩(wěn)保一穩(wěn)”(用入窯生料化學成分及喂料量、入窯煤粉化學成分及喂煤量、燃燒器位置及參數(shù)、篦床上料層厚度以及設(shè)備運轉(zhuǎn)率的穩(wěn)定來保證熱工制度的穩(wěn)定)操作制度得以落實。調(diào)整上采取少調(diào)微調(diào)，先動煤、風，再動回轉(zhuǎn)窯速和喂料，以防熱工制度遭到破壞。
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