水泥技术|Sinoflame燃烧器在无烟煤水泥生产线上的应用

   日期:2017-02-20     来源:建材之家    作者:防水之家    浏览:16    评论:0    
核心提示:一 前言 无烟煤的挥发分较低,比较普通烟煤,起燃点更高、燃尽时间更长、固定碳的燃烧更加集中,在水泥熟料煅烧过程中易出现窑内结圈、结蛋、长厚窑皮等现象,给生产带来诸多不利,从而严重影响系统的产量和质量。一直以来,如何更好地煅烧无烟煤是行业内很多设计院、学术机构以及水泥集团等研究的方向。我国南方地区某条2500t/d水泥生产线,原来用普通烟煤进行煅烧,使用中材装备集团热工公司第三代燃烧器已达6年,总
防水之家讯:一 前言

无烟煤的挥发分较低,比较普通烟煤,起燃点更高、燃尽时间更长、固定碳的燃烧更加集中,在水泥熟料煅烧过程中易出现窑内结圈、结蛋、长厚窑皮等现象,给生产带来诸多不利,从而严重影响系统的产量和质量。一直以来,如何更好地煅烧无烟煤是行业内很多设计院、学术机构以及水泥集团等研究的方向。

我国南方地区某条2500t/d水泥生产线,原来用普通烟煤进行煅烧,使用中材装备集团热工公司第三代燃烧器已达6年,总体效果一直不错。客户后来改用无烟煤,挥发分由>10%降至2-3%左右,煅烧过程中就开始出现长窑皮,而且在回转窑25-30米之间经常有结圈。虽然厂家采取措施,加强了对煤粉细度的控制,降低煤粉细度到R0.08<1,使结圈现象明显减少,但长窑皮一直存在,且熟料的烧失量长期偏高。

综合分析这些情况的出现,主要原因是客户使用的第三代燃烧器较适用于煅烧普通烟煤,在燃烧无烟煤时不适应,从而出现煤粉的燃烧速度慢、煤粉的燃尽率低等现象。显然,在线使用的原型号燃烧器已不能很好地适应后期煤质的变化。为此,客户在业内人士的建议下决定更换燃烧器,选用中材装备集团热工公司适用于无烟煤煅烧的第四代Sinoflame新型大推力燃烧器。

中材装备热工分公司针对无烟煤开发的大推力燃烧器,结合熟料在窑内煅烧的需求,出口风速较高,卷吸高温二次风的能力更强,大幅度提高了无烟煤的着火速度,缩短了燃尽时间,使煤粉能在合理的范围内燃尽,且火焰调节范围较宽,窑内温度分布更为合理。

二 Sinoflame型燃烧器简述

1 头部结构

Sinoflame型煤粉燃烧器为四风道结构型式(头部结构见图1)。风道顺序为(由外至内):冷却风、轴流风、煤风、 旋流风(图2为Sinoflame燃烧器全貌)。



图1 Sinoflame燃烧器头部结构 图2 Sinoflame燃烧器全貌

2 基本原理及特点

2.1 通过煤管头部各主风道的合理匹配设计,可以实现喷煤管头部较大的负压卷吸区,可有效的卷吸高温二次风,确保窑头煤粉的稳定燃烧。

2.2 冷却风道可有效防止燃烧器的头部磨损及保持一定形状的火焰,防止出现局部高温及烧损窑皮。

2.3 Sinoflame型燃烧器由于通道风速较高,燃烧器的推力达1500 m/s.%以上,可满足各种燃料的充分燃尽,对提高劣质煤的利用十分有利。

3 Sinoflame燃烧器各风道压力参数

轴流风风道压力:50Kpa~80 Kpa

旋流风风道压力:15Kpa~30 Kpa

冷却风风道压力:0.5Kpa~1Kpa

冷却点火油管风道:保持阀门开度在10~20%之间。



四 Sinoflame燃烧器在线调试过程

1 点火升温

1.1 Sinoflame燃烧器的定位

原来的燃烧器定位在中心位置,但没有进行中心打点,只是以安装燃烧器时的水平定位为基准。因此,这次投料对燃烧器的径向位置的调整就以水平中心定位为原始点。

1.2 点火升温过程中的火焰控制

点火升温的过程和使用其它类型的燃烧器基本相同,即遵循渐进、缓慢加风的原则。对于Sinoflame燃烧器而言,一般情况下开始升温时轴流风风压10000Pa、旋流风风压3000Pa左右,但前提是不能灭火。随着窑内温度逐渐升高,轴流风和旋流风风压也逐渐升高并且注意它们之间的匹配。到投料前一般加到常规的、正常的使用风压,可以控制在轴流风压70000Pa、旋流风压20000Pa左右,也可以比正常压值偏低控制。

1.3 无烟煤的点火升温时间控制

无烟煤的点火升温过程一般都要求时间短,目的是为了防止升温时间过长造成窑内形成煤粉圈,预热器、烟室内长结皮等问题,所以快速升温对无烟煤来说也有一定必要性。

升温过程中在油、煤混燃时,Sinoflame燃烧器表现出比其它类型燃烧器更稳定、燃烧更好的优势。因此,加煤的时间可以提前,加煤的数量也可相应加大,这本身既可省油,又可缩短升温时间。但因为辅机设备故障,本次升温过程距投料10个小时,时间比较长,否则投料时间可以大大提前到 8小时左右。

2 投料初期的煅烧操作

初期投料时燃烧器的轴流风风压调到70000Pa、旋流风风压调到20000Pa,保持这样的常规风压先煅烧一个班次,观察煅烧情况。因为刚开窑,产量、二次风温比较低,而且原来窑内有一定长度和厚度的窑皮,所以这个风压的真实效果还不能过早的进行定论。

2.1 初期投料后使用Sinoflame燃烧器的效果跟踪

2.1.1 熟料情况

熟料外观颜色好、没有黄芯、比较致密,游离钙全部合格,唯一一点不足就是熟料的粒度有点偏大,而且全部是很圆的颗粒。结合窑皮状况分析是因为液相出现太早,窑皮太长造成的。因为原料立磨故障频繁导致生料库存较低,窑系统在中等产量下运行,二次风温比较低,一般1000℃左右,这是造成火焰拉长的主要原因。

2.1.2窑皮情况:

投料运行2个班次后,窑内窑皮变化不大,烧成带较长,从筒体扫描仪上看大约25米左右,窑皮比较平整,而且厚度不厚,烧成带筒体温度250℃左右,没有高温点出现,总的来看后边的窑皮没有大量脱落。(见图3 筒体温度照片)



图3 筒体温度照片



3 使用Sinoflame燃烧器后的第一次操作调整

因该客户现场使用的是挥发分3%左右的无烟煤,结合熟料结粒偏大、烧成带较长、而且筒体也无高温点出现这些情况,公司技术人员指导中控操作员重新调整风压:轴流风调至80000Pa、旋流风调至23000Pa。通过使用比较高的风压达到收拢火焰的目的,以期熟料结粒有所改善、二次风温有所提高,窑内窑皮能够缩短。

3.1 操作调整后的效果跟踪

3.1.1 熟料情况

上述操作参数调整后,熟料游离钙全部合格,没有什么变化;熟料结粒偏大的现象得到根本改善,而且熟料很致密,同时熟料的烧失量也降低到0.5左右;二次风温有所升高,因原料库存偏少窑产量没有满负荷,二次风温在1050℃左右。

3.1.2窑皮情况

、窑皮发生了很大的变化,后边的窑皮大量的垮掉,窑皮真正开始更替;(2)、烧成带大约16米左右,烧成带筒体温度在270℃左右,没有出现高温点;(3)、过渡带温度平均在340℃左右。

为了降低整体过渡带温度,公司技术人员与客户协商将燃烧器位置下调20mm左右,正待观察调整效果时,生料库底输送系统运行出现问题,于是被迫止料停窑(此时筒体扫描仪和现场已没有对应关系,筒体温度只能现场使用测温枪点射测温)。

4 使用Sinoflame燃烧器后的第二次操作调整

应客户要求,对燃烧器的操作参数再次进行调整。这是因为窑内耐火砖已经到检修周期,尤其是过渡带的衬砖在当时已经很薄了,加之这次投料后设备运行问题较多,导致窑系统没有连续稳定生产,频繁的止料停窑,对窑衬损伤很大。最后决定把烧成带延长,使目前的过渡带变为烧成带,挂上稳定窑皮以保护窑衬。因此,把轴流风风压调到70000Pa、旋流风调到18000Pa左右。

4.1 二次调整后的效果跟踪

第二次操作参数调整后,窑皮发生很大变化。窑皮挂到25米左右,烧成带温度在250℃左右,过渡带温度也降到320℃左右,筒体温度整体大大降低。

5对客户的几点建议:

(1) 因为使用无烟煤,虽然已经把煤粉细度控制得很细了,但对风压的控制上还是以偏大控制为好,同时要注意烧成带的高温点和过渡带的筒体温度。

(2) 如使用高风压时,火焰活力会相对集中。这时为了保证筒体温度,燃烧器位置根据长期使用情况可考虑位于偏料、偏下约50mm左右。

(3) 考虑到耐火砖最薄的地方在21米左右,目前的窑皮太长,对于熟料的煅烧质量没有任何好处。所以根据窑皮的发展情况,下一步操作时还是要缓慢的把风压提起来,使窑皮挂到21米左右最好。这样既可适当压缩烧成带,又可保护窑衬,最主要可防止后面冷圈出现,毕竟现场使用的是挥发分很低的无烟煤。

五 Sinoflame燃烧器使用后效果

在使用中材装备集团新一代Sinoflame型大推力燃烧器后,该生产线各相关生产指标均有明显改善,窑台时产量、熟料标准煤耗、熟料烧失量、窑皮状况(特别是长窑皮情况)都大有好转,窑的热工制度相对比较稳定,客户非常满意。具体熟料产、质量情况如下:

1、窑台时产量及煤耗:因燃烧器煅烧能力提高,窑皮情况改善,熟料平均台时产量比以前提高7t/h左右,随之煤耗有所降低。

2、熟料3天强度:从原来的平均31MPa提升到33MPa左右。

3、熟料28天强度:从原来的平均56MPa提升到57MPa左右。

4、熟料烧失量:由原来的0.8左右降到0.5以下。

结语

从这个现场燃烧器的调整操作过程来看,Sinoflame燃烧器在对无烟煤的适应方面、操作参数的调整方面、火焰强度的控制方面,确实表现优异。鉴于此,客户在新建3500t/h生产线上再次选用同型号燃烧器,且使用效果良好。

作者单位:中材装备集团有限公司热工公司 地址:天津市北辰区引河里北道1号

邮编:300400

作者姓名(署名):王洪霞

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