无烟煤技术应用.doc

国产四风道煤管在4m47m烧无烟煤预分解窑上的应用体会我们认为这是因为目前的一次风的调节手段受到严重限制，尤其是供煤风的罗茨风机的风量减少是以牺牲风压为代价的。2)由于一次风大，使煤粉浓度变小，并降低了空气温度，使火焰发散，尤其煤风过大时易结圈，而后火焰更易粗且短，恶化各种操作参数。2)四风道煤管在无烟煤上的成功使用，证明了合理地利用内、外风的不同速度与方向，确保一、二次空气与聚合物水泥防水涂料燃料的合理搅拌及混合均匀，是适用包括无烟煤在内的各种燃料充分燃烧的技术关键。与三风道煤管相比，四风道煤管中心多设1个风量很小(1%)，风压不大(约600Pa)的中心风管，其作用是确保煤管出口处有微正压，不但防止点燃的煤粉倒灌，烧坏煤嘴，而且确保煤嘴端部始终处于中心风的冷却保护，也有利于火焰稳定，并减少NOx有害气体的形成。从表1、2中可看出:1)改用四风道煤管后，一次风用量相应下调，下调的手段是将供内、外风的离心风机风门关小，供煤风的罗茨风机旁路放风口加大。作者：谢克平单位:三德水泥建材工业有限公司2007-4-24关键字:燃烧器-无烟煤-分解炉-应用体会摘要:1试用四风道煤管的目的三德水泥建材工业有限公司4m47m新型干法窑100%烧无烟煤生产线于1997年投产。这种三次风管的布置以及与窑、篦冷机聚合物水泥防水涂料的相对位置在各厂并不多见，但确属设计遗留难以纠正的问题。3.3窑衬寿命1999年9月初更换窑衬后的运转周期长达9个月之久，扣除停窑时间，有170余天。为此，KHD公司也愿意赔偿就此造成的损失，弥补的办法是更换窑头一次风机。如果工艺条件使煤管外浇注料寿命不长，则应订2根煤管，做为设计制造厂家也应充分考虑煤管的易换性，比如只换伸入窑内有浇注料的部分，既可降低费用，又更换方便。3)由于2根煤管交替使用，并聚合物水泥防水涂料未看出四风道的比三风道的热耗有何降低，相反，三风道煤管用煤还要略低些。由此再一次证明，减少一次风用量不但是降低热耗的重要途径，也是防止窑内结圈必要条件。而压缩空气管道也由于高温空气的影响，在更换浇注料的同时需修补或更新。2)比较煤耗应以生料易烧性等相同条件为前提，即配料及熟料标号应基本相同。4几点体会四风道煤管由于中心风占据一定截面，因此与相同的煤管相比:1)外风及煤风口径(截面)均相应减少，对于要求同等出口风速时，一次风量可以大大压缩，有利于降低热耗；一次风速可以提高很多，此时内、外风调节灵敏度提高，有利于火焰形状的调整。图1三次风管、窑头罩和煤管相对位置在试用四风道煤管时，又同时进行了用空气炮消除煤管顶端“蜡烛”(堆积的熔融熟料，原2根进口的KHD煤管曾为此被压弯)的试验。原因分析:图1为该公司三次风管、窑头罩和喷煤管的相对位置。即:将100mm的压缩空气管路平敷在煤管上方，用浇注料同时包扎在一起。这是熟料热耗未达标的主要原因之一。2实际使用情况从2000年元月8日到8月14日的几个周期中，均是以煤管外浇注料的损坏而结束，浇注料寿命仅有1520d。根据2种煤管的实际口径计算，四风道煤管断面已缩小为原来的52%，因此，风量应减少为原来的1/2，风压比原来还要略高。表1各月煤耗与熟料标号统计注：2月22日后窑口的密封圈全部脱落，漏料漏风严重，至28日止，这段时间熟料标准煤耗高达138.3kg/t，所以2月份包括这段时间煤耗偏高。而自1997年点火以来，在此之前的周期最长也不超过100d。这其中的原因一方面相邻期间用四风道煤管烧出的熟料强度要高出2MPa左右；另一方面，四风道煤管一次风的降低受现有风机的限制。3)确保四风道煤管成功使用必须注意如下几个环节:必须有对应的一次风机特性相配，特别是作为技改，对原有煤管进行替换时，更要考虑原有风机，特别是煤风的风压、风量能否调整到需要值，尤其一次风机是罗茨风机时，宜选用变频调速电动机。目前，一次风的小范围压缩恰恰适合三风道煤管的改善需要，所以其节煤效果反而好些，四风道煤管则必须更换型号小的风机。4)使用中未发现国产四风道煤管制作质量问题，且与进口产品价格比为1(510)，因此，除非国外煤管技术有了新发展，否则可不选用进口产品。3生产总结3.1煤耗表1、表2分别为使用2种不同煤管后的熟料热耗及对熟料标号的影响。运转2年内，进口耐火砖的实际运转周期平均为3个月左右。换言之，正是多风道煤管的成功开发，才为回转窑燃烧劣质燃料提供了可能。在用空气炮定时吹打“蜡烛”时，虽能缓解“蜡烛”的增高，但吹打所产生的振动使浇注料产生了裂纹，并越来越大。经2年多的试运行，发现有如下问题:1)煤管口径设计过大，导致在保证一次风出口风速相同的条件下一次风量偏大，经南京化工大学热工标定测算为占窑用总风量的16.5%，这显然比烧无烟煤所需要的一次风量要大1倍以上(设计为6.3%)。这其中的原因当然与改善操作、稳定窑速有直接关系，但此煤管的火焰形状良好也起了很大作用。2000年用四风道的4个月平均煤耗比1999年后4个月平均煤耗下降了1.8%(包括2月2228日的异常情况)，此降低的幅度远未达到预想的目标。不宜用空气炮处理煤管上的“蜡烛”，更不能将压缩空气管道与煤管捆绑在一起。因为只订购1根四风道煤管，只好与三风道煤管轮换使用，给分析结果带来很多麻烦。3)煤管口径大，使调节内、外风的灵敏度大大降低，火焰形状的变化范围过窄，对窑衬和窑皮保护及窑况变化的反应能力差。但我们认为关键是减小煤管口径，并乘此机会试用天津博纳科技公司的四风道煤管，其仅20余万元。所以，如果四风道煤管配以合理的风机，不仅热耗能大幅度降低，而且可消除结圈。1999年9月为进一步提高熟料标号，为ISO新标准过渡打聚合物水泥防水涂料好基础，配比有意提高了硅率和聚合物水泥防水涂料饱和比，结果熟料标号月平均提高3MPa左右，但与此同时煤耗也有2%左右增加。3.2后窑口结圈情况以2000年3月22日至4月16日这段周期的窑筒体红外扫描温度曲线为例，该周期后窑口没有结圈，这是点火以来少有的情况。这也是使用三风道煤管存在的问题。三次风管在抽取热风的同时，势必将熟料细粉带起，对喷煤管前进方向右下侧浇注料进行冲刷。燃烧器原选用KHD生产的三风道煤管，并有1根备用。8月14日，由于高温气体通过浇注料的裂纹直接烧蚀了大量扒钉，致使浇注料整体脱落，发现又不及时，导致煤管烧弯，四风道煤管的试烧告一段落。无烟煤在新型干法水泥生产线上的应用外销陶企加速转型 2011年陶瓷市场将会更加激烈 卫浴品质是做出来的 不是检测出来的 热水器闹“情绪”找对办法巧解决 2011年壁挂式卫浴设计越来越流行 大胆出位 个性卫浴不要单调 防水壁纸成卫浴装修新宠儿 长期以来，新型干法水泥生产大都使用优质烟煤进行生产，随着我国经济的发展，能源持续紧张，优质烟煤价格一路攀升，在烟煤价格攀升的同时，其质量反呈下降趋势，而无烟煤由于挥发份偏低，价格相对便宜，有效利用无烟煤替代部分烟煤进行水泥生产，对降低企业生产成本具有较大作用。 煤的等级分类： 煤一般可分为以下四类：无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤。其中无烟煤又分为：亚无烟煤、无烟煤、半无烟煤三类。烟煤分为：低挥发份烟煤、中等挥发份烟煤、高挥发份烟煤A、高挥发份烟煤B、高挥发份烟煤C、烟煤六类。次烟煤分为：次烟煤A、次烟煤B、次烟煤C.褐煤分为：褐煤A、褐煤B.无烟煤与烟煤的主要区别在于无烟煤挥发份较低，由于挥发份较低，不易着火。 一、煤的燃烧燃烬特征煤在生物化学阶段的形成条件不同，相同等级，但来源不同的煤，可能会有不同的特征，我国的原煤主要形成在石碳纪，相对二叠纪形成的原煤活性要好。我国南方产煤区地质结构复杂，其煤质也复杂。 煤粒子的燃烧可以被看成是两个连续的反应过程。 一是挥发份的排出和燃烧：煤粒子被加热，挥发份排出，挥发份排出的气体一般具有较低的着火温度，极易与周围的空气混合并达到着火温度迅速燃烧，挥发份的排出量取决于煤的种类和加热速度。一般来说，挥发份的排出和燃烧很快就可以完成，其数量级小于0.1秒。挥发份排出后的残余物质近似一种疏松的焦炭粒子，也就是说烟煤和无烟煤在挥发份排出后都近似一种疏松的焦炭粒子。 二是焦炭粒子的燃烧：焦炭粒子的反应速率可受化学反应速率控制（化学控制）或受边界层速率控制（扩散控制），焦炭粒子的燃烬时间比较长。 各因素的影响程度取决于反应是化学控制的还是扩散控制的，化学反应的速率随温度的增加而增加，就焦炭粒子的燃烧温度来说，当温度上升大约70时化学反应速率将提高一倍。边界层中的扩散速率也随温度的增加而增加，但速度相对较慢，在高温范围内，燃烧时扩散控制的烟煤和无烟煤的燃烧反应速率之间的差异不明显，在中等温度控制范围内燃烧时由化学控制的，两者之间则存在明显的差异。 回转窑燃烧器的高温燃烧是扩散控制，分解炉的中等温度燃烧则是化学控制。 基于以上原理我们分别探讨一下无烟煤在窑头燃烧器及窑尾分解炉的燃烧情况。 二、无烟煤在窑头燃烧器的使用新型干法水泥生产线装备有现代化的燃烧器，现代化的燃烧器配备有适当的火焰调节装置，可以使无烟煤没有任何问题地在窑头进行燃烧。 燃烧器的作用不仅仅是输送和分布煤粉，更主要的是保持火焰的理想长度和合适的气体流场。火焰的长度对于新型干法窑来讲十分重要，火焰如果过短，煤的潜热只能在较小体积内释放出来，火焰的温度就会在局部变得很高，相反，如果火焰长度加长，温度就会下降。火焰的长度主要靠燃烧器的推动力进行控制。 燃烧器的推动力=一次空气（kg/s）燃烧器尖端风速（m/s） 当燃烧器推动力加大时火焰长度缩短。 原煤的种类对火焰的长度并不十分重要，只要求单个煤粒子的燃烬时间小于其在火焰中的停留时间即可。 如果目标是让无烟煤与烟煤保持相同的火焰长度，那么就必须对煤粉的燃烬时间进行补偿。简单的做法就是将无烟煤磨得更细一些。 高温二次风将会快速加热进入燃烧器的煤粉的挥发份快速排出，煤粉一经离开燃烧器端部，焦炭粒子就会点燃，因此冷却机的使用效果将对无烟煤的使用产生一定影响。 在回转窑窑头燃烧器上使用无烟煤需要保证如下条件： 1.煤粉能达到足够的符合要求的细度，以保证燃烧和火焰形成。 2.控制可靠稳定的煤粉喂料。 3.燃烧器必须能够在燃烧带产生有充分内部循环空气的火焰，以保证无烟煤尽快点燃。 4.在启动冷窑或窑况不正常时利用烟煤或燃油辅助燃烧。 三、无烟煤在分解炉中的作用分解炉的作用是在固相悬浮于热气体的条件下完成碳酸盐的分解吸热反应。 CaCO3=CaO+CO2在所提供的热量不能使生料完全分解的情况下，分解过程可按CO2的分压达到某一平衡状态考虑。一般来说分解炉的平衡状态温度处于850900范围。分解炉内的温度分布与下列因素有关。 1.燃烧成气相时的放热速率。 2.由气相传给固体生料粉的传热速率。 3.生料颗粒分解时的吸热速率。 与使用烟煤相比，由于无烟煤挥发份较低，因此需要一个相对较大的分解炉，以期获得相同的生料分解率和相同的煤粉燃烬程度，或者要求一个较高的操作温度，或者将无烟煤磨得更细一些。 当三次风温较低时，无烟煤挥发出来的气体往往不能产生足够的热量使温度升高。所以将煤粉直接喂入温度范围通常在10001200的上升烟道废气中可确保煤粉燃烧。 另外需要提出的是燃烧速度和燃烬时间还取决于烟气中的O2含量，用较高的空气过剩系数操作分解炉时刻缩短燃烬时间，但通常增大空气过剩系数的做法将会增加通过预热器的气体流量。为此将造成较大的压差和较高的废气温度，从而使窑主排风机的负荷增大，整个窑系统的单位热耗也将有所增加。 改变生料喂入方式是相当重要的，采用无烟煤操作时，无烟煤与生料粉的混合最好能有适当的滞后时间，以保证无烟煤的点燃，因此对喂入分解炉的生料需要进行分级控制，以便使分解炉底部形成一个相对高温区。判断生料在分解炉内是否达到预期的效果，最好的办法是检测入窑生料分解率，如果入窑生料分解率达到了预期效果，说明无烟煤在分解炉内的燃烧是合适的。 四、无烟煤的具体使用双峰海螺水泥有限公司在经历多次反复后终于成功地在窑头燃烧器及窑尾分解炉使用无烟煤，使无烟煤的使用量超过原煤总量的一半。由于双峰公司当地烟煤质量较差，熟料质量一直难以提升，通过搭配使用当地优质无烟煤，熟料的质量得到了提高。 在使用无烟煤时主要采取了以下成功做法： 1.合理制定无烟煤采购指标。 分析认为无烟煤不易着火，因此采购无烟煤时应尽量提高无烟煤的热值，以弥补其挥发份不足的缺陷。由于无烟煤质量相对较好，无烟煤单位发热量高，也有利于其在窑头燃烧器及窑尾分解炉的尽快点燃，快速燃烬。 2.控制合理的煤粉细度。 在全部使用无烟煤时，煤粉细度与烟煤相比要降低。 3.合理调节窑头燃烧器，加大一次风推动力，控制火焰形状，保证无烟煤快速燃烬。 4.做好煤料对口工作，防止因原煤转换造成产品质量波动。 5.由于无烟煤易磨性往往差于烟煤，合理控制原煤水分，有利于磨机产量稳定。 既然无烟煤采取一定的措施能够与烟煤几乎一样燃烧，那么我们在采购原煤时就应遵循以下原则保证使企业获得最大的经济效益。 1.购原煤首先考虑发热量的大小，花最少的钱获得最大的发热量。 2.其次注意挥发份对窑适应性的影响，保证可以获得适当的火焰，也就是说工艺是否适合。 3.考虑硫的影响，然后合理地将这些原煤分配到不同的工厂。国产四风道煤管在4m47m烧无烟煤预分解窑上的应用体会【中国水泥网】 作者:谢克平单位:三德水泥建材工业有限公司 【2007-04-24】 1试用四风道煤管的目的 三德水泥建材工业有限公司4m47m新型干法窑100%烧无烟煤生产线于1997年投产。燃烧器原选用KHD生产的三风道煤管，并有1根备用。经2年多的试运行，发现有如下问题: 1)煤管口径设计过大，导致在保证一次风出口风速相同的条件下一次风量偏大，经南京化工大学热工标定测算为占窑用总风量的16.5%，这显然比烧无烟煤所需要的一次风量要大1倍以上(设计为6.3%)。这是熟料热耗未达标的主要原因之一。 2)由于一次风大，使煤粉浓度变小，并降低了空气温度，使火焰发散，尤其煤风过大时易结圈，而后火焰更易粗且短，恶化各种操作参数。 3)煤管口径大，使调节内、外风的灵敏度大大降低，火焰形状的变化范围过窄，对窑衬和窑皮保护及窑况变化的反应能力差。运转2年内，进口耐火砖的实际运转周期平均为3个月左右。 为此，KHD公司也愿意赔偿就此造成的损失，弥补的办法是更换窑头一次风机。但我们认为关键是减小煤管口径，并乘此机会试用天津博纳科技公司的四风道煤管，其仅20余万元。 与三风道煤管相比，四风道煤管中心多设1个风量很小(1%)，风压不大(约600Pa)的中心风管，其作用是确保煤管出口处有微正压，不但防止点燃的煤粉倒灌，烧坏煤嘴，而且确保煤嘴端部始终处于中心风的冷却保护，也有利于火焰稳定，并减少NOx有害气体的形成。 2实际使用情况 从2000年元月8日到8月14日的几个周期中，均是以煤管外浇注料的损坏而结束，浇注料寿命仅有1520d。这也是使用三风道煤管存在的问题。 原因分析:图1为该公司三次风管、窑头罩和喷煤管的相对位置。三次风管在抽取热风的同时，势必将熟料细粉带起，对喷煤管前进方向右下侧浇注料进行冲刷。这种三次风管的布置以及与窑、篦冷机的相对位置在各厂并不多见，但确属设计遗留难以纠正的问题。因为只订购1根四风道煤管，只好与三风道煤管轮换使用，给分析结果带来很多麻烦。 图1三次风管、窑头罩和煤管相对位置 在试用四风道煤管时，又同时进行了用空气炮消除煤管顶端“蜡烛”(堆积的熔融熟料，原2根进口的KHD煤管曾为此被压弯)的试验。即:将100mm的压缩空气管路平敷在煤管上方，用浇注料同时包扎在一起。在用空气炮定时吹打“蜡烛”时，虽能缓解“蜡烛”的增高，但吹打所产生的振动使浇注料产生了裂纹，并越来越大。而压缩空气管道也由于高温空气的影响，在更换浇注料的同时需修补或更新。8月14日，由于高温气体通过浇注料的裂纹直接烧蚀了大量扒钉，致使浇注料整体脱落，发现又不及时，导致煤管烧弯，四风道煤管的试烧告一段落。3生产总结 3.1煤耗 表1、表2分别为使用2种不同煤管后的熟料热耗及对熟料标号的影响。 表1各月煤耗与熟料标号统计 注：2月22日后窑口的密封圈全部脱落，漏料漏风严重，至28日止，这段时间熟料标准煤耗高达138.3kg/t，所以2月份包括这段时间煤耗偏高。 从表1、2中可看出: 1)改用四风道煤管后，一次风用量相应下调，下调的手段是将供内、外风的离心风机风门关小，供煤风的罗茨风机旁路放风口加大。2000年用四风道的4个月平均煤耗比1999年后4个月平均煤耗下降了1.8%(包括2月2228日的异常情况)，此降低的幅度远未达到预想的目标。我们认为这是因为目前的一次风的调节手段受到严重限制，尤其是供煤风的罗茨风机的风量减少是以牺牲风压为代价的。 2)比较煤耗应以生料易烧性等相同条件为前提，即配料及熟料标号应基本相同。1999年9月为进一步提高熟料标号，为ISO新标准过渡打好基础，配比有意提高了硅率和饱和比，结果熟料标号月平均提高3MPa左右，但与此同时煤耗也有2%左右增加。 3)由于2根煤管交替使用，并未看出四风道的比三风道的热耗有何降低，相反，三风道煤管用煤还要略低些。这其中的原因一方面相邻期间用四风道煤管烧出的熟料强度要高出2MPa左右；另一方面，四风道煤管一次风的降低受现有风机的限制。目前，一次风的小范围压缩恰恰适合三风道煤管的改善需要，所以其节煤效果反而好些，四风道煤管则必须更换型号小的风机。根据2种煤管的实际口径计算，四风道煤管断面已缩小为原来的52%，因此，风量应减少为原来的1/2，风压比原来还要略高。