700td烧劣质低挥发分燃料新型干法生产线的优化改造

7 0 0 t d 烧劣质低挥发分燃料 新型干法生产线的优化改造 南京工业大学李昌勇 郑州七里岗水泥厂杨利民方振峰 0 引言 七里岗水泥厂是河南省最早采用窑外分解技术，也是应用效果较好、最早实现达标达产 的水泥生产企业之一。其1 号窑于1 9 9 0 年投产，采用天津院开发的低压损预热器和N S F 分 解炉，窑规格帕m X 4 8 m ，设计熟料产量7 0 0 t d 。后为降低生产成本，适应烧低挥发分煤的 需要，于1 9 9 8 年对生产线进行改造，在框架外增加了流态化分解炉，并取得了较好效果。 但是，由于原燃料供应及其他方面的一些原因，使得该预分解窑生产情况日趋恶化。从 燃料来讲，由于供应紧张，煤粉热值从原改造时的60 0 0 ×4 1 8 1 k J 以上降低至38 0 0 50 0 0 ×4 1 8 1 6 k J 且波动剧烈，挥发分从1 3 。1 5 降低到1 0 。1 1 ，灰分由低于2 0 增 大到3 8 。4 5 ，且成分多变，严重影响了系统产质量；原料中石灰石品位低、镁含量高、 成分波动幅度很大，人窑生料合格率很低。加上设备老化，计量设备和各仪表残缺不全，精 度很差，这都严重影响了该生产线的生产指标。实际热工检测结果表明，该生产线熟料产量 仅6 1 9 t d ，热耗高达44 1 8 k J k g 熟料，而且由于原燃料和煤灰成分的多变，以及配料计量等 方面的问题，频繁出现回转窑后结圈，严重影响系统正常运行。 与国内同类较好的生产线比较，该生产线还存在较大差距，如国内4 3 m ×4 8 m 的预分解 窑最好产量已经达到12 0 0 t d 以上；直径4 3 2 m 的回转窑最高产量已经达到13 0 0 14 0 0 t d 。 按此推算，该生产线在较充分发挥系统当前各设备潜力的情况下，即使采用低挥发分煤质， 也分别有望达到8 5 0 9 0 0t d 。因而如何在充分利用现有各配套设备的前提下充分挖掘系统 潜力，是企业降低成本、提高效益所要首先予以考虑的课题。为此，厂方委托我们进行一号 窑系统的优化改造。改造目标为在利用当前这类劣质低挥发分煤的情况下使熟料产量提升到 8 5 0 t d 以匕。 1 系统存在问题分析 为了高效率完成系统的优化改造，我们在与厂方技术人员、操作人员和各部们详尽了解 系统现状及存在问题的基础上，还对一号窑系统进行了热工检测与诊断。研究和分析结果表 3 4 0 明，除原燃料、生料磨、煤磨、计量设备存在的问题之外，单从烧成系统来说，系统主要存 在如下问题： 1 1 分解炉 增加流态化分解炉，使炉内煤粉燃烧时间得以延长，炉温易于调节，总体来说起到了 良好的效果。但是1 号窑的分解炉喂煤量仅占系统燃煤量的5 0 左右，人窑生料表观分解 率仅约8 0 9 0 ，回转窑燃烧负荷偏大，对提高系统产能具有一定的限制作用，从工艺 的角度看还不尽合理；1 号窑原有的分解炉由于增加流态化炉，原分解炉已经成为第二分解 炉，其功能和要求已经有本质变化，不应只是简单地与流态化炉串联，否则，分解炉的容积 利用效率必定受到一定影响。从通风的角度考虑，原分解炉系N S F 炉，切向风阻力大约为 轴向风阻力的5 倍左右，再加上流态化分解炉的阻力，使得三次风的通风情况受到比较严重 的影响，这对分解炉内的低挥发分燃料的充分燃烧也容易造成不利影响，有待进一步完善。 此外，分解炉三次风进口采用单进风，流场分布不够理想，容易造成煤粉及物料分散不 良和均布性变差。从容积来看，同国内近年来改造的一些N M F C 分解炉比较，1 号线分解炉 的规格也有些偏小，对劣质低挥发分煤的燃烧不利。 1 2 预热器系统 目前一级预热器已经严重变形，显著影响其性能指标，而翻板阀也存在严重内漏风，使 得系统分离效果不够理想，系统回灰量偏大，也直接影响风机和电收尘的运行情况及使用寿 命，亟待更换和解决。一级筒的问题尤其突出。 其余各级旋风筒翻板阀同样存在较严重的内漏风问题，密封效果很差。对于系统换热效 果、分离效果均造成较严重的影响，各级预热器漏风十分严重，人孔门、翻板阀、各连接部 位尤其突出。在目前产量时风机经常出现振动，这些都是需要加以改造和完善的。 对应原有的熟料产量而言，系统压降为52 0 0 58 0 0 P a ，应该说是比较低的，但如果挖 掘系统潜力，大幅度提高产能，则系统阻力会大幅度增加，假定增产后各部位气体量增加 2 0 考虑，则系统阻力将提高4 0 ，目前的预热器难以适应，因而也还必须考虑采取必要 的措施来降低系统阻降，同时采取措施提高分离效果。 2 改造方案简介 针对系统存在的各核心问题，决定进行如下改造内容： 2 1 旋风预热器系统的优化改造 ( 1 ) 根据南京工业大学最新开发的技术更换目前已经变形十分严重的一级筒，显著提高 分离效率，同时一级筒压降减少袖5 0 。 ( 2 ) 利用南京工业大学开发的预热器系列减阻技术改造其余四级预热器，显著降低系统 压降，为系统增产节能奠定基础条件。 更换效果不够理想的C ，、C 2 的翻板阀。 3 4 1 2 2 分解炉改造 根据原分解炉的基础，为了在达到改进目标的前提下节省改造工作量，减少改造投人， 我们在不改变分解炉下部主体结构的情况下将三 次风入口由单进风改造为双进风，分解炉上部扩 大，增加扰动风管以强化气固混合( 参见图1 ) ， 改造原N S F 炉部分的三次风进口以减少阻力，改 善通风效果，从而改善系统燃烧和分解反应环境， 使分解炉的功能得到充分发挥。 3 方案实施及改造效果 由于对系统进行了针对性的个性化技改，加 去二銎量粤兰竺望喜篓竺竺二：量宴苎萼竺竺1 原分11 怒改造前后 化技改工程仅用半个月就高效率地完成了各项改 。一“一”、 造工作。 点火投料后系统很快转入正常运行，并在较短时间内超过历史最好水平。改进后系统主 要操作参数变化情况参见表1 。 表1 改进后系统主要操作参数变化情况 参数描述改造前改造后备注 C l 出口负压( P a )一52 0 0 51 0 0 降低l O O P a c 1 出口气温( ) 3 4 23 2 0 降低2 2 N S F 炉出口负压( P a ) 一14 0 0一l2 0 0 N S F 炉出口气温( )8 6 58 5 0 M F C 炉出口负压( P a ) 7 0 04 5 0 M F C 炉出口气温( o C ) 8 4 08 6 0 人窑生料分解率( ) 8 59 1 提高6 熟料产量( t d ) 6 1 98 5 5 提高3 8 1 3 熟料烧成热耗( k g 熟料) 44 1 735 5 0降低1 9 6 3 7 2 h 达标验收期间熟料平均产量达到9 1 8 t d ，最高9 6 5 t d 。正常生产时的熟料产量均超 过8 5 5 t d ，与改造前相比提高熟料产量3 8 以上，采用高灰分的劣质低挥发分煤创造了历史 最好水平，熟料热耗降低了1 9 6 3 ，取得了十分理想的技改效果。即使按8 5 5 t d 考虑，也 可年增熟料产量7 3 2 万t ，增产部分吨熟料投资约4 0 9 8 元，仅为当前新建生产线投资的 1 6 ，正常改造投资( 8 0 一1 6 0 元t 熟料) 的1 2 1 4 。也创造了在利用原主机设备、采用低 劣质燃料的情况下大幅度提高提升新型干法窑熟料产能的优秀范例。 3 4 2