短窑对煤的适应性.pdf

第 1 頁 共 1 頁 短窑对煤的适应性 短窑对煤的适应性 江西亚东水泥有限公司是台湾远东企业集团亚洲水泥公司在大陆兴建的大 型合资企业 本公司是江西省最大的外商投资企业 总投资金额为人民币 18 亿 余元 建设分两期进行 第一期兴建一套 KHD PYRO RAPID 预分解短窑 年产熟料 150 万吨 该生产线全部由德国 KHD 公司设计 窑型 4 8m 52m 系长径比为 10 8 的短窑 其它主机设备全部进口 代表了世界上最先进的水泥生产线 在母厂台 湾花莲厂技术骨干的带领下 生产线于 2000 年 7 月 17 日点火 7 月 20 日一次 性投料生产成功 生产线运转顺利 熟料产量比设计超产 10 日产量 4800T D 原设计 4200T D 2001 年全年熟料产量达 150 万吨以上 窑运转率高达 90 以上 烧成车间主机配置如下表 设备 设备 规格 规格 产能 产能 预热器 五级双系列 PRZ 6440 5st LowNOX C1 4 4 0m 4 13m C2 C5 2 5 97m 6 4m 窑 4 8m 52m 两档支撑 斜度 3 5 4200T D 预热器风车 功率 2 1000KW 转速 50 990rpm 处理风量 5430m 3 min 290 排气温度 290 冷却机 CPAG 充气梁式篦冷机 1433 1433 1437 熟料出口温度 60 环境温度 炉排面积 134m 2 冷却空气 2 2Nm 3 kg cli 冷却效率 75 二次空气温度 1100 左右 三次空气温度 900 左右 一次空气 6 4 4500T D 燃烧器 PYRO JET 窑炉用煤比例 40 60 14T H 分解炉 PYROCLON with PYROTOP 3285 3745 公司在生产过程中为降低成本 节约能源 曾先后多次对各种煤源进行试用 第 2 頁 共 2 頁 以下就煤的使用情况作一介绍 一 高灰份 低挥发份 高热值煤 全水份 水份 灰份 挥发份 固定炭 全硫 6 8 1 0 1 2 20 25 13 14 64 65 0 5 0 6 收到基低位发热量 kcal kg 空干基高位发热量 kcal kg 煤粉细度 R75 m 5500 5900 6400 6500 7 10 煤的燃烧过程主要包括挥发份的析出燃烧及固定炭的燃烧 煤的着火温度和 燃尽时间与煤中挥发份的含量有着明显的正比关系 在燃烧过程中 首先大量的 挥发份从煤粒中析出并在较低温度下着火燃烧 随着挥发份的析出燃烧 在煤粒 中形成许多孔隙 煤粒表面的空气向内扩散与煤粒中部的固定炭接触 在挥发份 燃烧释放出的高温下固定炭被快速点燃 因此煤的挥发份越高则着火温度越低 越易燃烧 煤的燃尽时间则与反应类型 助燃空气温度 煤的种类 煤粉细度 过剩空气量 氧气分压 等有关 在高温气体中 燃烧主要由扩散控制 燃烧速 率与煤粉的粒径的平方成反比 与氧气分压成正比 与煤粉和高温助燃气体混合 程度及温度高低有关 因此二次空气温度越高 煤的挥发份越高 煤粉颗粒越细 氧气浓度越高则煤的燃尽时间越短 对于高灰份 低挥发份的煤 煤粉燃尽时间长 着火温度高 因此必须通过 增加煤粉研磨细度来改善煤粉的燃烧情况 缩短煤粉燃尽时间 在使用该种煤的 过程中 因煤的易磨性的问题 有时煤粉细度不能达到预期要求 使得烧成上出 现两种截然不同的情况 以下分两种情况来叙述 1 煤粉细度 R75 m 为 7 煤粉细度为原煤挥发份的 1 2 达到预期要求 窑头煤粉燃烧快速完全 火 焰黑火头短 火焰形状较好 且因此而窑尾温度控制较低 故窑尾烟室及预热器 结皮少 窑内通风良好 二次空气温度维持在 1000 以上 这有助于煤粉的完 全燃烧及火焰力度和热度 三次空气为由窑头罩抽来之高温且氧气含量高之气 体 温度维持在 900 以上 有助于分解炉中煤粉的快速完全燃烧 促进生料的 快速分解 维持入窑生料分解率在 92 以上 保证窑内稳定的热工制度 同时由 于窑尾烟室及上升风道结皮少 窑内通风及三次风管通风良好 两股风匹配得当 窑及分解炉中煤粉燃烧快速完全 旋窑产量稳定在 4700T D 以上 熟料立升重介于 1 28 1 33 之间 f CaO 较低 当 KH 0 88 时 生料易烧性 较好 但窑内易结蛋 22m 后会有恶性窑皮结起 期间熟料 SM 曾跌至 2 60 以下 致使恶性窑皮一直结至 32m 影响窑内通风 窑内产生还原气氛 烧成状况恶化 之后通过提高 SM 来解决该问题 2 煤粉细度 R75 m 为 10 以上 第 3 頁 共 3 頁 煤粉偏粗 不能克服灰份高 挥发份低的缺点 导致烧成状况差 煤粉粗且固定炭含量高 致使窑头煤粉燃烧速度较慢且不完全 火焰黑 火头长 火焰长度长 窑内形成还原气氛 窑皮结构不良 窑皮延长至 25m 煤 灰在 22m 大量沉降 该处液相量增多 致使该处窑皮过厚 窑壳温度低至 100 影响窑内通风 反应到熟料的情况是立升重低 熟料颗粒小 因煤粉燃尽时间长 未燃尽煤粉在窑尾发生二次燃烧 导致窑尾局部温 度过高 达 1300 以上 窑尾烟室斜坡及上升风道严重结皮 影响窑内通风 22m 窑皮过厚导致其后积料过多 窑内出料不均 出料多时 大量高温 颗粒小的熟料从窑中冲出 盖住冷却机一段 导致冷却空气吹不透 窑落口温度 1300 以上 二次空气温度 1200 以上 三次空气温度 950 以上 且窑内缺氧 致使窑及预热机产生大量 CO 之后窑内出料减少 二次空气温度及三次空气温 度迅速下降 窑温迅速下滑 同时二次空气温度的波动使得窑内火焰长长短短 严重影响窑的热工制度 三次空气温度的波动直接影响 PYROCLON 煤粉的燃烧及 生料的分解 温度高时分解炉煤粉快速燃烧 五段下料温度飚升 温度低时三次 风管煤粉时着时不着 导致从通料孔 人孔冒出煤粉 形似爆炸 这些情况导致 五段下料温度频繁波动 直接影响窑内的热工平衡 同时温度低时 PYROCLON 经 常 CO 高 五段旋风筒锥部风压低 这也表明分解炉煤粉燃烧效果较差 导致炉 内煤粉燃烧时间不够 延长至在五段燃烧使得旋风筒料的流动性变差 窑尾温度高致使 48 52m 处结有后圈 窑尾有溢料现象 旋窑产量低于 4500T D 二 低灰份 高挥发份 低热值煤 全水份 水份 灰份 挥发份 固定炭 全硫 10 0 2 77 18 20 27 7 50 51 0 7 0 9 收到基低位发热量 kcal kg 空干基高位发热量 kcal kg 煤粉细度 R75 m 5451 5997 13 1 原煤挥发份较高 故煤粉燃烧快速完全 但因固定炭含量偏低 热值不 高 致使火焰比较软弱 火力不集中 同时由于分析基水分较高 煤粉中水分蒸发 大量吸热导致火焰热度下降 火焰拉长 火焰不集中 如此形成低温长带煅烧 因窑长度短 故火焰热度的不够直接导致窑内熟料因停留时间短而煅烧不够 熟 料 f CaO 高 2 煤的硫份也略高 硫份在预热器内温度达 400 600 时 SO2 转化为 SO3 SO3 被生料粉吸收以后形成硫酸钙 在 860 时硫酸钙熔融并容易与料粉吸附在墙 壁上 部份硫份入窑后在 1000 时挥发 形成蒸汽后再进入预热机 在 860 又 凝结于生料粉中 如此反复 造成硫份在窑尾及预热器循环富集 引起严重结皮 第 4 頁 共 4 頁 由此影响窑内通风 恶化烧成状况 煤粉燃烧火力不够 故在配料上要求熟料 KH 值要降低 期间 因熟料 KH 值高 熟料 f CaO 连续超限 为提升窑温使熟料 f CaO 入限 操作上必须减窑速 减喂料量 提高五段料温 增加入窑生料分解率 增加窑头煤粉用量 由此反 而造成窑头煤粉过多而致使未燃尽煤粉跑到窑尾燃烧 致使窑尾及上升风道温度 升高 结皮更加严重 窑尾严重结皮又造成窑内通风不良 熟料 f CaO 依然不能 入限 因此继续减 PH 进料 加窑头煤粉 如此造成恶性循环 烧成状况欠佳 三 低灰份 高挥发份 高热值煤 全水份 水份 灰份 挥发份 固定炭 全硫 7 8 1 5 1 7 15 16 29 31 55 0 5 0 7 收到基低位发热量 kcal kg 空干基高位发热量 kcal kg 煤粉细度 R75 m 6100 6700 14 该煤低灰份 高挥发份 故燃烧快速完全 火焰活泼有力 火焰温度高 火 焰热度集中 同时二次空气温度也高 维持在 1100 以上 有助于窑内火焰的 热度 三次空气温度维持在 900 以上 保证 PYROCLON 煤粉的完全燃烧 二 三次空气的高温提高了系统的热回收率 降低了烧成热耗 在 720kcal kg 以下 窑头煤粉的快速完全燃烧同时也保证了窑尾烟室及上升风道温度的控制 窑 尾温度低 火焰暗红 窑尾烟室及上升风道无结料 良好的结料状况促进窑的良 好通风 窑风与三次风匹配得当 窑内烧成状况很佳 PYROCLON 煤粉的完全燃烧促进预热器系统良好的热交换 使得一段旋风筒 出口温度在 290 以下 入窑生料温度稳定控制在 860 窑系统热工稳定 产量 稳步提升到 4900T D 期间 因 22m 窑皮过厚 窑壳温度低于 100 当熟料 SM 低于 2 60 时 窑中液相过多 料