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降低熟料煤耗的方法與實(shí)踐
發(fā)表時(shí)間:2025-11-19

摘 要:為降低燒成熱耗,從熱平衡等式出發(fā),對(duì)常見的降低熱耗的幾種方式,如降低廢氣出口溫度,提高二次風(fēng)溫,減少漏風(fēng),生料質(zhì)量控制等進(jìn)行分析,提出了合理的熱工參數(shù)控制要求,并切合到工藝煅燒管理及設(shè)備運(yùn)行管理中去。分析日常操作中出現(xiàn)的表觀現(xiàn)象,問題的來源,通過操作調(diào)整,確保風(fēng)、煤、料的合理匹配,避免異常工況的出現(xiàn),保證熱工系統(tǒng)穩(wěn)定,解決了長期以來熟料熱耗居高不下的問題。


我廠1號(hào)窯,設(shè)計(jì)5000t/d,2017年全年熟料實(shí)物煤耗高達(dá)158kg以上,影響了熟料成本的下降,為此,進(jìn)入2018年,降低煤耗成為日常管理的目標(biāo)。


在日常工藝操作管理和現(xiàn)場管理中,根據(jù)熱量平衡原理,以及本燒成系統(tǒng)存在的熱工表觀狀態(tài),我們從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行分析、調(diào)整、改進(jìn)。


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適當(dāng)降低C1出口溫度


相關(guān)計(jì)算表明,生產(chǎn)1kg熟料大概需要向系統(tǒng)投入總共約5kg物質(zhì),而出預(yù)熱器系統(tǒng)帶出廢氣量約是出窯熟料量的2.1倍,也就是每生產(chǎn)1kg熟料,預(yù)熱器排出大概約2.1kg廢氣,一般來說,預(yù)熱器出口廢氣溫度每降低10℃,系統(tǒng)熱耗可降低22kJ/kg.cl,亦即熱耗可降低0.7%左右。一般主要操作手段就是增加產(chǎn)量或者降低系統(tǒng)拉風(fēng),來降低出口廢氣溫度,但從實(shí)際操作來看,有些時(shí)候會(huì)出現(xiàn)預(yù)熱器溫度越低系統(tǒng)煤耗越高的現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)一些較為復(fù)雜的工藝不良狀態(tài),煤耗沒有降下來,產(chǎn)質(zhì)量卻出現(xiàn)明顯下滑,這實(shí)際是出現(xiàn)了認(rèn)知上的操作誤區(qū),存在認(rèn)知盲區(qū)。


預(yù)熱器出口溫度實(shí)際上是系統(tǒng)工況綜合反應(yīng)的結(jié)果,往往預(yù)熱器結(jié)構(gòu)、工藝性能、操作風(fēng)速、入窯生料飽和比高低、固氣比、系統(tǒng)漏風(fēng)、預(yù)熱器結(jié)皮等會(huì)影響預(yù)熱器系統(tǒng)換熱效率。實(shí)際生產(chǎn)管理中就要立足不足進(jìn)行工藝技改,調(diào)整好翻板閥和撒料板角度,做好密封,加強(qiáng)預(yù)熱器系統(tǒng)的清理,保證工藝設(shè)備具有較好工藝性能,提高換熱效果;另一方面就是要在操作上合理匹配風(fēng)量風(fēng)速,降低出口溫度和廢氣排放量。


當(dāng)在采用壓低高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或增加喂料量方法時(shí),出現(xiàn)預(yù)熱器出口溫度低了,反而用煤量卻出現(xiàn)了大幅增加現(xiàn)象,這時(shí)實(shí)際上就是出現(xiàn)了風(fēng)、煤、料搭配的失調(diào)。物料預(yù)熱不好,或者出現(xiàn)了煤燃燒不完全現(xiàn)象,我們知道,單位摩爾的C與O2,完全反應(yīng)放出的熱量是407.97kJ(97.6kcal),而反應(yīng)生出CO放出的熱量是122.89kJ(29.4kcal),也就是說此時(shí)不完全燃燒產(chǎn)生的熱量僅為正常燃燒放出熱量的1/3,而造成煤耗的上升,并產(chǎn)生更多的煙氣。


針對(duì)這種現(xiàn)象,我們提出了用煤優(yōu)良度這一參考度量,分別以分解爐溫度上升變化的差值和用煤量增加比值和生料喂料量增加的量同增加的用煤量的比值來進(jìn)行衡量,如果實(shí)際用煤量增加帶來的溫度上升明顯低于用煤最優(yōu)良度,或增加喂料后超過最優(yōu)良度,則需要對(duì)這種操作進(jìn)行校正,合理風(fēng)、煤、料的匹配,控制分解爐溫度及預(yù)熱器出口溫度,以避免煤耗的上升。


通常我們的操作員在發(fā)現(xiàn)預(yù)熱器出口溫度偏低,分解爐用煤量增加,甚至出現(xiàn)增加用煤分解爐溫度不上升甚至下降時(shí),采取的措施之一是適當(dāng)減少分解爐用煤量,很多時(shí)候并不會(huì)出現(xiàn)分解爐溫度下降,有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)大幅上升狀況,其次適當(dāng)減產(chǎn),合理分布預(yù)熱器溫度場,降低分解爐用煤量,待預(yù)熱器溫度回升后,在用煤量不變的情況下,系統(tǒng)產(chǎn)量反而可能更能提高一些。這樣通過合理風(fēng)、煤、料的調(diào)整,在滿足燃料燃燒較好的情況下,燒成系統(tǒng)拉風(fēng)從44.5Hz調(diào)整到43Hz,預(yù)熱器1級(jí)筒出口溫度從330℃下降到310±5℃,平均下降20℃,按照預(yù)熱器出口廢氣溫度每降低10℃,系統(tǒng)熱耗可降低22kJ/kg.cl,亦即熱耗可降低0.7%左右理論計(jì)算結(jié)果,則可降低1.4%的系統(tǒng)熱耗,亦即可以減少1.4%實(shí)物給煤量。


2


提高二次風(fēng)


提高二次風(fēng)溫,能夠改善煤粉燃燒速度,減少煤的不完全燃燒,有助工藝操作的改善,并降低煤耗。提高二次風(fēng)溫以及三次風(fēng)溫,可以降低需要燃料燃燒帶入的熱量,從而降低用煤量。實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn),二次風(fēng)溫每上升100℃,三次風(fēng)溫可以上升70℃,此時(shí)在保持頭煤不變的情況下,分解爐用煤可以降低1.6th,以每天生產(chǎn)5 800t熟料計(jì)算,噸熟料可以降低6.7kg實(shí)物煤。


在操作中,我們發(fā)現(xiàn)影響二次風(fēng)溫的因素比較多,煤粉質(zhì)量好,細(xì)度細(xì),適宜的揮發(fā)份,較大的灰分,煤粉水分不高,熱值高,往往就容易保持較高的二次風(fēng)溫;窯頭負(fù)壓適當(dāng)偏低控制,甚至正壓,則二次風(fēng)溫容易升高;煤管煤嘴位置靠外,適當(dāng)開大煤管內(nèi)流風(fēng),減少外風(fēng)開度,火焰溫度也會(huì)高;有時(shí)當(dāng)窯內(nèi)存在結(jié)圈和厚窯皮時(shí),二次風(fēng)溫也偏高:尤其是篦床的控制對(duì)二次風(fēng)的影響較為明顯,當(dāng)篦冷機(jī)供風(fēng)量不變時(shí),料層過厚或者過薄,二次風(fēng)溫都不容易控制。


一般物料易燒性好,窯內(nèi)煅燒溫度就高,而物料較難燒時(shí)窯內(nèi)煅燒溫度就難以控制,當(dāng)出現(xiàn)窯內(nèi)煅燒差,二次風(fēng)溫不高時(shí),一般的可以采取適當(dāng)降低窯速、減少喂料的方法來進(jìn)行調(diào)整,并增加密頭用煤量,多數(shù)可以扭轉(zhuǎn)現(xiàn)狀。應(yīng)做好預(yù)燒能力的平衡,當(dāng)出現(xiàn)預(yù)燒不足時(shí),還應(yīng)增加分解爐喂煤提高入窯物料的分解率,穩(wěn)定煅燒過程。此時(shí)增加用煤是不得為之的過程,當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)好用煤有望降低。此時(shí)可以適當(dāng)提高一次風(fēng)轉(zhuǎn)速,以提高煤粉的燃燒速度,并綜合應(yīng)用提高二次風(fēng)溫的常規(guī)措施,過程中要注意風(fēng)煤的配合,避免頭煤增量過多或者風(fēng)量不足出現(xiàn)煤粉燃燒不好,而出現(xiàn)系統(tǒng)煅燒過程惡化。應(yīng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析,排除系統(tǒng)拉風(fēng)過大,窯內(nèi)結(jié)圈、三次風(fēng)積料、三次風(fēng)閥斷裂導(dǎo)致窯爐通風(fēng)不平衡,系統(tǒng)性塌料對(duì)煅燒的影響。有必要對(duì)煤質(zhì)、生料的品質(zhì)進(jìn)行復(fù)核,以排除相關(guān)因素的制約。


一般而言,二次風(fēng)溫越高越好,但從帶進(jìn)系統(tǒng)的熱焓來看,6m3空氣帶入的熱量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1kg煤燃燒所放出的熱量,況且由于進(jìn)入的空氣最終還以廢氣形式排放,造成熱損失,而由于二次空氣過熱,氣體膨脹,會(huì)降低實(shí)際進(jìn)入窯系統(tǒng)的空氣量,因而當(dāng)二次風(fēng)溫較高時(shí),還應(yīng)保持系統(tǒng)充足的通風(fēng)量,否則會(huì)造成用風(fēng)不足,造成煤耗增加。


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降低系統(tǒng)漏風(fēng)


系統(tǒng)漏風(fēng)分外漏風(fēng)和內(nèi)漏風(fēng),兩者對(duì)系統(tǒng)的影響機(jī)理是不同的,但都會(huì)造成工藝操作的不穩(wěn)定,增加系統(tǒng)煤耗,電耗高,甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生工藝故障。以回轉(zhuǎn)窯為例,外漏風(fēng)每增加1%,則為維持原來的溫度場,系統(tǒng)需要增加15kJ/kg.cl,二、三次風(fēng)溫會(huì)降低10℃~20℃,熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗大約會(huì)增加1kg/t.cl,實(shí)際上由于窯系統(tǒng)漏風(fēng)的增加,二、三次風(fēng)溫的降低,在一定程度上會(huì)降低煤粉的燃燒速率,并降低火焰溫度,影響熱交換的進(jìn)行,導(dǎo)致窯爐熱工紊亂,為穩(wěn)定窯爐的溫度場,維持良好的煅燒環(huán)境,有時(shí)不得不提高更多用煤和風(fēng)量,提供更多的過剩空氣量,造成系統(tǒng)廢氣量的增加。


由于認(rèn)識(shí)上的提高,我們將漏風(fēng)納入常態(tài)化管理,將系統(tǒng)按照區(qū)域責(zé)任到人,實(shí)行車間三級(jí)巡查管理制度,車間依托工藝專業(yè)點(diǎn)檢制度,每月進(jìn)行不少于2次的專業(yè)檢查,相關(guān)工段管理人員實(shí)行周檢查,通報(bào)并考核,操作員督導(dǎo)并協(xié)同現(xiàn)場巡檢進(jìn)行日常漏風(fēng)治理。并組織相關(guān)人員到優(yōu)秀的企業(yè)參觀學(xué)習(xí),提高認(rèn)識(shí),創(chuàng)新方法。通過專業(yè)的常態(tài)化管理,漏風(fēng)狀況得到改善,以窯尾廢氣排放測(cè)點(diǎn)氧含量來看,氧含量平均下降了2個(gè)百分點(diǎn),漏風(fēng)治理初見成效,下一步將結(jié)合檢修計(jì)劃,做好耐火材料的更換并對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)破損的閥板、膨脹節(jié)進(jìn)行更換,進(jìn)一步降低系統(tǒng)漏風(fēng)。在治理外漏風(fēng)的同時(shí),我們還注重對(duì)預(yù)熱器及袋收塵器用壓縮空氣的管理,通過對(duì)脈沖周期及工作壓力的優(yōu)化,加強(qiáng)對(duì)脈沖裝置的維護(hù)避免內(nèi)漏,降低系統(tǒng)壓縮空氣消耗,從多種途徑降低引入廢氣的氧含量。


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做好入窯生料的管理和控制


目前我公司生料控制指標(biāo)80μm篩余控制在16%~18%,生料率值控制指標(biāo)KH=0.880z±0.01;SM=2.50±0.01;AM=1.45±0.01,實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)KH值超過0.89以上時(shí)熟料較難煅燒,分解爐溫度相對(duì)要提高10℃~20℃,頭煤給煤量也會(huì)相對(duì)增加0.5t/h,相當(dāng)于煤耗增加2.12kg/t.cl,有時(shí)為保證熟料質(zhì)量,不得不減產(chǎn)煅燒。當(dāng)生料過粗時(shí)同樣的也會(huì)出現(xiàn)類似狀況。實(shí)際煅燒表明,提高鈣含量意味著更大的煤耗,更多的通風(fēng)要求。熟料的形成熱經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式表明,當(dāng)生料中的CaO、Al2O3、MgO含量增多時(shí),熟料的形成熱會(huì)增加,也意味著當(dāng)通過增加Al2O3,提高液相量時(shí),熟料熱耗會(huì)增加,煅燒過程更加困難,當(dāng)以降低煤耗為目的進(jìn)行配料時(shí),應(yīng)當(dāng)控制Al2O3的引入,以改善生料的易燒性,降低熟料燒成熱耗。


因而實(shí)際操作中,我們要求窯操作員關(guān)注出磨生料情況,關(guān)注生料配比變化情況,以期能提高操作的預(yù)見性,并提醒質(zhì)控部相關(guān)人員,進(jìn)行配料調(diào)整。在煅燒操作中,還應(yīng)要根據(jù)實(shí)際入窯生料的變化,調(diào)整分解爐控制溫度,調(diào)整窯前煅燒溫度,例如當(dāng)鋁含量高時(shí),分解爐溫度就不宜控制過高,而燒成帶則需要保持較高的溫度,否則熟料在窯尾就會(huì)發(fā)粘,影響結(jié)皮,并會(huì)提前結(jié)粒導(dǎo)致出窯熟料顆粒粗大,煅燒不足,不僅影響熟料質(zhì)量,而且造成出窯熟料與冷卻空氣熱交換差導(dǎo)致二次風(fēng)溫低,并出現(xiàn)紅火料,導(dǎo)致煤耗增加較多,窯況惡化。當(dāng)鎂鐵偏高時(shí)則可以降低燒成溫度,分解爐溫度也不需要刻意去提高,此時(shí)煤耗并會(huì)高,如煅燒溫度過高則會(huì)導(dǎo)致結(jié)大塊、掉窯皮等狀況,不利于窯況穩(wěn)定。


生料庫采用IBU庫,入窯生料計(jì)量采用DLD沖板流量秤,在生產(chǎn)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)中間倉倉位不同、生料庫庫底下料速度不同時(shí),沖板秤物料流量明顯不同,波動(dòng)較大,極差多達(dá)50t,波動(dòng)量超過10%,導(dǎo)致分解爐用煤變化較大,造成用煤量的大幅加減,造成煤耗上升。通過摸索我們發(fā)現(xiàn)中間倉位維持50t~60t,庫底卸料供風(fēng)風(fēng)壓維持在20kPa~30kPa時(shí),來料量比較穩(wěn)定,保證了分解爐用煤的穩(wěn)定。


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做好入場原煤的監(jiān)管和使用


控制好煤粉質(zhì)量,理論上煤粉水分每增加1%,會(huì)降低煤粉燃燒熱值的1%,火焰溫度會(huì)降低10℃~20℃。煤的灰分變化也會(huì)影響熱值變化,實(shí)際上由于煤灰分變化對(duì)熱值的影響約在1%~1.5%,我們發(fā)現(xiàn)煤粉的灰分每降低2%,頭煤相對(duì)可降低0.3t/h。而揮發(fā)份的影響則有臨界值,一般的當(dāng)煤的揮發(fā)份低于25%時(shí),就會(huì)對(duì)煤粉燃燒產(chǎn)生大的影響,此時(shí)窯的工藝狀況較差,產(chǎn)量降低,煤耗大幅度上升。


為保證進(jìn)場原煤質(zhì)量及對(duì)入場煤質(zhì)的把控,我們制定了原煤入場管理制定,每批次來煤,窯副操都要求到現(xiàn)場對(duì)原煤進(jìn)行外觀驗(yàn)證,從原煤的粒度、水分、粘度、光澤度,進(jìn)行觀察,以判斷煤的質(zhì)量狀況,是否摻雜。并協(xié)同生產(chǎn)部、化驗(yàn)室、供應(yīng)部、現(xiàn)場作業(yè)人員共同監(jiān)督原煤取樣情況,做好原煤取樣封存。一般來說,原煤粒度小,則灰分可能會(huì)大,發(fā)熱量低,顆粒物較多,則煤質(zhì)相對(duì)好,發(fā)熱量好。由于對(duì)入場原煤堆放情況比較清晰,因而在日常使用中,可以結(jié)合布煤質(zhì)量快報(bào),掌握入磨原煤質(zhì)量狀況。


日??刂浦校悍圪|(zhì)量控制指標(biāo)力求水分控制在1.5%以下,煤粉細(xì)度一般控制在4%~6%,當(dāng)煤質(zhì)差時(shí),細(xì)度控制下限。當(dāng)煤質(zhì)揮發(fā)份低,灰分較低時(shí),可以適當(dāng)降低窯頭用煤量,而灰分較高時(shí),則需要增加窯頭用煤,在盡量提高二、三次風(fēng)溫的情況下,適當(dāng)調(diào)整窯頭煤管用風(fēng),降低外風(fēng),增加內(nèi)風(fēng),提高一次風(fēng)壓,提高風(fēng)煤混合的程度,提高煤粉燃燒速度,適當(dāng)增大系統(tǒng)拉風(fēng),保證內(nèi)通風(fēng),提高煤粉的完全燃燒程度,保證回轉(zhuǎn)密煅燒處于良好工藝狀態(tài),減少了不正常的工藝現(xiàn)象,提高了窯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。


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控制好篦冷機(jī)的運(yùn)行


我公司生產(chǎn)線所用篦冷機(jī)為某公司制造的第四代推動(dòng)棒式篦冷機(jī),型號(hào)RTLF-5000,有效冷卻面積125m2。該篦冷機(jī)已經(jīng)運(yùn)行5年,設(shè)備摩擦面磨損變形較多,日常檢修又不能得到完全更換校正;在結(jié)構(gòu)上推動(dòng)棒和篦板之間僅有30mm的間隙,活動(dòng)棒之間距離較大,容易出現(xiàn)較小塊料夾在推動(dòng)棒和篦板之間造成較大的阻力;日常管理維護(hù)中細(xì)節(jié)注重不夠,經(jīng)常出現(xiàn)在線維修的情況,在線維護(hù)時(shí)又容易出現(xiàn)篦冷機(jī)料層過厚,對(duì)篦冷機(jī)的運(yùn)行造成不利影響,導(dǎo)致在線維修比較頻繁,二、三次風(fēng)溫很難得到保證,入窯二、三次風(fēng)溫不足1100℃,造成篦冷機(jī)的熱回收率下降。在日常操作中,我們也發(fā)現(xiàn)當(dāng)料層過厚,及時(shí)保持相同的窯頭負(fù)壓,此時(shí)窯爐溫度很難保持,出現(xiàn)窯電流下滑,不得不大幅增加尾煤,導(dǎo)致煤耗上升。


我們反思認(rèn)識(shí)到,篦冷機(jī)的操作應(yīng)能保證其安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)為前提。在篦冷機(jī)日常維護(hù)中,注重對(duì)液壓系統(tǒng)的管理,保證液壓油站的油位,避免空氣進(jìn)入;在補(bǔ)充潤滑油時(shí)保證油品的清潔,盡量用濾油機(jī)進(jìn)行加油,并控制液壓站操作室的清潔,做好隔塵處理;按照周期及時(shí)更換過濾濾網(wǎng),提高油品的過濾能力,避免二次引入顆粒磨料,顆粒的出現(xiàn)容易造成執(zhí)行元件、控制元件磨損卡滯,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄露,控制失靈現(xiàn)象;控制好液壓站的油溫,要求油溫不超過55℃,油溫過高時(shí)通常容易造成密封元件損壞,并出現(xiàn)動(dòng)力傳遞不足,導(dǎo)致推動(dòng)效率下降,為降低油溫一方面做好油冷卻器的除垢,另一方面增加風(fēng)冷裝置進(jìn)行有效降溫,檢查冷卻水流量及壓力是否滿足工作要求。


日常對(duì)篦冷機(jī)的維護(hù)中,樹立設(shè)備安全運(yùn)行第一的原則,根據(jù)在線維修停止運(yùn)行的列數(shù),調(diào)整好喂料量,當(dāng)窯喂料量降低到300t/h時(shí),除分解爐降低控制溫度外,頭煤從未改進(jìn)操作前的14.5t/h,調(diào)整到10.5t/h,降低了出窯熟料堆雪人的可能,同時(shí)任意兩列單次停機(jī)時(shí)間長度控制1.5h以內(nèi),減少了熟料在篦冷機(jī)內(nèi)的過厚堆積,避免了篦冷機(jī)傳動(dòng)裝置出現(xiàn)高負(fù)荷運(yùn)行,有效地保護(hù)了液壓系統(tǒng)各功能單元。通過采取上述措施及操作方式改進(jìn),使篦冷機(jī)每月在線例檢10多次降低到2~3次,大大提高了篦冷機(jī)的運(yùn)行效率。日常運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)窯系統(tǒng)運(yùn)行狀況,適時(shí)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)用量和篦床運(yùn)行速度,保持合理的料層厚度,料層厚度的選擇及調(diào)整應(yīng)以獲得最佳的熟料冷卻效果和最高的二、三次風(fēng)溫為原則。同時(shí)由于篦冷機(jī)不再出現(xiàn)雪人堆積,二次風(fēng)溫也得到有效提升,平均溫度達(dá)1 170℃,三次風(fēng)溫也同比上升100℃有余,穩(wěn)定了窯的發(fā)熱能力及煅燒條件,煤耗得到明顯降低。


7


加強(qiáng)看火操作,提高工藝操作的能力


現(xiàn)代新型干法生產(chǎn),安裝的熱工儀表較多,比較全面地反映了窯爐系統(tǒng)狀態(tài),方便了操作。對(duì)復(fù)雜多變的情況,還應(yīng)通過現(xiàn)場看火了解相關(guān)信息,并結(jié)合化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)獲得直觀的印象,提高操作的能力。通過現(xiàn)場看火,熟料是欠燒,還是還原料,火焰形狀、內(nèi)溫度是否符合煅燒要求,一目了然,通過直觀的觀察往往能夠起到撥亂斧正的作用,避免了操作的盲目。


操作員提高看火能力,有助于操作完善,同時(shí)還應(yīng)通過日?,F(xiàn)場的一些管理活動(dòng),了解系統(tǒng)漏風(fēng)點(diǎn),三次風(fēng)閥的位置、完整性,工藝管道的積料情況、窯爐預(yù)熱器的結(jié)皮情況、翻板閥活動(dòng)情況,提高對(duì)工藝系統(tǒng)的基本情況把握,并便于對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化進(jìn)行驗(yàn)證,提高操作的應(yīng)對(duì)能力。


還應(yīng)該掌握工藝設(shè)備性能參數(shù)變化對(duì)工藝操作調(diào)整的影響,避免出現(xiàn)錯(cuò)誤操作,造成對(duì)系統(tǒng)帶來不良影響。例如分解爐尾煤秤羅茨風(fēng)機(jī),備用風(fēng)機(jī)額定壓力偏低,風(fēng)量較小,當(dāng)使用備用風(fēng)機(jī)時(shí),如果尾煤用煤量過大,就會(huì)造成送煤管道煤粉濃度增大,影響到煤粉在分解爐流場的穿透分散效果,造成煤粉不完全燃燒,煤粉后燃嚴(yán)重,也會(huì)導(dǎo)致窯尾煙室溫度出現(xiàn)較大幅度上升,結(jié)皮增加明顯。另一方面由于煤粉不能完全燃燒,分解爐爐溫也難以控制,滿足不了物料在爐內(nèi)的分解要求此種情況就必須控制分解爐用煤總量,當(dāng)用煤滿足不了工藝操作要求時(shí),就只能通過減產(chǎn)來調(diào)整,從而避免煤耗的大幅上升。


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風(fēng)、煤、料的操作控制及參數(shù)優(yōu)


新型干法窯要實(shí)現(xiàn)煅燒要求,需要適宜的窯爐熱工分布,煅燒操作的重點(diǎn)在于窯系統(tǒng)操作參數(shù)的穩(wěn)定,在生產(chǎn)操作過程中,風(fēng)、煤、料的合理匹配成為降低煤耗的重要因素,在缺乏窯尾氣體分析儀器的情況下,操作的難點(diǎn)在于風(fēng)煤的配合,如何分配窯爐用煤,窯爐通風(fēng),并確定適宜的溫度分布。


系統(tǒng)用風(fēng)量控制的主要依據(jù)是保證窯爐煤粉的完全燃燒,保證物料的懸浮預(yù)熱,當(dāng)分解爐用煤量偏多時(shí),爐溫難以上升,出現(xiàn)預(yù)熱器溫度倒掛,并可能出現(xiàn)窯尾溫度升高,窯尾及煙室結(jié)皮的情況出現(xiàn),此時(shí)往往需要開大三次風(fēng),以增加爐內(nèi)通風(fēng);當(dāng)出現(xiàn)窯尾煙室有存在煤粉未燃盡的火花,物料是否發(fā)粘、易結(jié)皮、縮口負(fù)壓不穩(wěn)定、產(chǎn)生黃心熟料,窯尾煙室溫度高時(shí),特別是窯電流偏低時(shí)往往是窯內(nèi)通風(fēng)不足的表現(xiàn),需要加大窯內(nèi)通風(fēng),此種情況下往往頭煤也偏多還需要降低窯頭用煤量。特別的是當(dāng)煤質(zhì)變差,揮發(fā)份偏低時(shí)由于煤粉燃燒慢,也會(huì)出現(xiàn)上述類似狀況,需要結(jié)合窯前煅燒情況綜合調(diào)整,調(diào)整用風(fēng)總量以保證煤粉的完全燃燒。


窯爐用煤比例的調(diào)節(jié)主要是保證預(yù)燒能力與窯內(nèi)煅燒能力的平衡,當(dāng)煙室溫度、窯電流、二次風(fēng)溫會(huì)降低,此時(shí)就可以適當(dāng)增加頭煤,以穩(wěn)定出窯熟料質(zhì)量。頭煤增加過多,導(dǎo)致煙室結(jié)皮、甚至窯電流下滑等情況,此時(shí)可結(jié)合分解爐用煤變化,出窯熟料表觀質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整用煤量。


分解爐用煤量的多少實(shí)際上是控制分解爐的溫度,當(dāng)煤質(zhì)差時(shí),但由于新生煤灰對(duì)碳酸鈣分解的促進(jìn)作用,因溫度變化降低了爐內(nèi)風(fēng)速,使得溫度降低對(duì)分解率的影響并不明顯,往往會(huì)出現(xiàn)不改變分解爐控制溫度的情況下,分解率會(huì)有所提高,因而此時(shí)不宜盲目提高分解爐控制溫度,使煤耗增加,甚至出現(xiàn)爐煤燃燒不完全而導(dǎo)致結(jié)皮堵塞。另一種情況也值得注意,生料飽和比高、細(xì)度粗,一方面細(xì)度粗預(yù)熱器換熱差,出口溫度上升,另一方面CO2氣體濃度增加,降低了物料的分解速率,減少熱量的吸收從而造成分解爐出口溫度偏高,降低了爐煤用量,但卻增加了窯內(nèi)的煅燒負(fù)荷,過高的飽和比還會(huì)影響到窯內(nèi)火焰,導(dǎo)致出窯熟料發(fā)黃,且游離鈣增大,對(duì)熟料質(zhì)量不利,此時(shí)可以適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)用風(fēng)總量或窯爐用風(fēng)比例,得以提高分解爐用煤,穩(wěn)定窯爐用煤比例。


在實(shí)踐操作中,有時(shí)窯尾溫度偏高,預(yù)分解系統(tǒng)溫度和壓力基本正常,窯頭用煤量也不少,但入窯生料CaCO3分解率偏低,窯產(chǎn)量上不去,則說明回轉(zhuǎn)窯和分解爐用煤分配比例不當(dāng)。這時(shí)適當(dāng)開大三次風(fēng)管閥門開度,緩慢加大分解爐用煤比例,適當(dāng)減少窯頭用煤量,則系統(tǒng)總用煤量會(huì)有所降低。這種情況有時(shí)在開窯時(shí)則比較常見,我們分析認(rèn)為分解爐具有復(fù)雜流場得以滿足燃料燃燒和物料分解要求,窯頭煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)影響噴騰效應(yīng)及分解爐煤的燃燒,窯尾過多的CO2含量會(huì)影響物料分解及煤粉燃燒的速度,不利于分解爐發(fā)揮應(yīng)有的效應(yīng)。


從窯的熱平衡結(jié)果來看,窯頭用煤消耗主要用于窯尾廢氣帶走熱值同空氣預(yù)熱后差值,以及筒體的散熱損失,因而可以從降低出窯廢氣量即降低入窯風(fēng)量來入手降低頭煤消耗。基于上述認(rèn)識(shí),在煤粉完全燃燒的情況下,窯爐用煤和窯爐用風(fēng)匹配一致原則,我們對(duì)三次風(fēng)閥進(jìn)行了調(diào)整,三次風(fēng)閥門開度從45%調(diào)整到55%降低窯尾溫度和窯內(nèi)通風(fēng),窯頭用煤量從14.5t/h逐漸調(diào)整到13t/h,而分解爐用煤量并沒有明顯增加,降低了總用煤量。這種調(diào)整應(yīng)以保證物料在分解爐縮口不塌料,同時(shí)需要對(duì)煤管的位置及煤管風(fēng)道進(jìn)行調(diào)整,以保證窯內(nèi)的煅燒強(qiáng)度,可以通過調(diào)節(jié)一次風(fēng)速和二次風(fēng)量的大小,可達(dá)到合適的火焰形狀與強(qiáng)度,當(dāng)窯內(nèi)黑火頭較長時(shí),可以增加一次風(fēng)速,來提高風(fēng)煤混合程度,以提高火焰強(qiáng)度,當(dāng)黑火頭較短時(shí),則需要降低一次風(fēng)速,以保持適宜的火焰長度,維護(hù)好窯皮。通常煤質(zhì)較差時(shí)則需要提高一次風(fēng)速,合理調(diào)節(jié)內(nèi)外風(fēng)的比例,提高煤粉的燃燒速率。通常情況下,一次風(fēng)轉(zhuǎn)速以維持管道噴出壓力在32kPa為宜。


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烘窯的調(diào)整


通過操作調(diào)整及工藝管理改進(jìn),我們重新制定了窯的熱工制度,預(yù)熱器出口溫度控制在310±5℃,一級(jí)出口負(fù)壓控制在5100±50Pa,分解爐出口溫度控制在880+10℃,窯尾煙室溫度≤1120℃,二次風(fēng)溫控制在1150+30℃,窯頭負(fù)壓20Pa~50Pa,生料喂料量385t/h.窯的轉(zhuǎn)速維持3.7r/min,以保證窯內(nèi)煅燒為主進(jìn)行調(diào)節(jié),頭煤的調(diào)整以不同煤質(zhì)進(jìn)行調(diào)整,并優(yōu)化窯爐通風(fēng)及煤管用風(fēng)。2018年2~4月份,煤耗有了明顯下降,在產(chǎn)量不變的情況下,頭煤從14.5t/h下降到11t/h~12.5t/h,尾煤從21t/h~23t/h下降到18t/h~21t/h,平均總用煤量下降了約5t。以2018年3月份為例,三月份實(shí)物煤耗136.56kg/t.cl,煤的工業(yè)分析見表1。


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結(jié)束語


綜上所述,降低熟料煤耗,可以從煅燒過程的熱平衡出發(fā),在確定適宜的配料方案后,根據(jù)煤料的變化合理確定煅燒溫度,保證風(fēng)、煤、料的合理匹配,保證煤耗完全燃燒,提高二次風(fēng)溫,減少系統(tǒng)漏風(fēng),適當(dāng)降低煙室的溫度,穩(wěn)定窯的熱工制度完全可以實(shí)現(xiàn)降低煤耗的目的。


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