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無煙煤高細(xì)粉磨技術(shù)的應(yīng)用

合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 吳志明 鄒一峰 吳雨波 泉州美嶺水泥有限公司 王繼勇 肖流黨 · 2014-03-18 11:05 留言

  1.前言

  在我國南方的一些水泥生產(chǎn)企業(yè),為了降低水泥生產(chǎn)成本,利用本地?zé)o煙煤資源作為水泥熟料煅燒的燃料。根據(jù)煤的燃燒機(jī)理:在煤受熱時,首先是揮發(fā)份析出,這些揮發(fā)份具有較低的著火點(diǎn),當(dāng)溫度達(dá)到時就迅速燃燒,從而點(diǎn)燃煤中的固定碳。由于無煙煤揮發(fā)份低,燃燒時排出的助燃揮發(fā)氣體少,固定碳的點(diǎn)燃存在困難。而碳粒的燃盡速率與燃燒反應(yīng)中的反應(yīng)溫度成正比,與粒子的粒徑平方成反比。所以無煙煤與煙煤相比,會出現(xiàn)點(diǎn)火困難,燃盡率差,火焰不穩(wěn)定,黑火頭長,火焰溫度下降等問題,因而必須提高燃燒反應(yīng)空氣溫度和降低燃煤粒徑。在我國福建等地區(qū)的一些無煙煤,由于其揮發(fā)份只有2~3%,這就要求將煤粉的細(xì)度粉磨到0.08mm篩余1%以下,有的廠甚至要求粉磨到0.5%以下,而無煙煤的細(xì)磨性能又很差,所以要解決如何可靠地、經(jīng)濟(jì)地降低入窯煤粉細(xì)度,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際開發(fā)無煙煤高細(xì)煤粉制備工藝和裝備,為低揮發(fā)分無煙煤煅燒水泥熟料生產(chǎn)工藝線提供合格的煤粉是研究無煙煤高細(xì)粉磨技術(shù)的目的。

  2.無煙煤高細(xì)粉磨技術(shù)的特點(diǎn)與措施

  采用風(fēng)掃磨系統(tǒng)生產(chǎn)高細(xì)度煤粉,其工藝流程與一般的風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)相似,其主要的技術(shù)特點(diǎn)與設(shè)想有:

  2.1.在磨制高細(xì)無煙煤煤粉時,由于煤粉既細(xì)又輕,磨內(nèi)的通風(fēng)量除滿足風(fēng)掃、粉磨的要求外,還必須滿足烘干的要求。而選粉機(jī)的功能在適應(yīng)這種煤粉的性能外還應(yīng)滿足大循環(huán)負(fù)荷的要求。因各自的要求不同導(dǎo)致磨機(jī)與選粉機(jī)的用風(fēng)量有較大差別。通過選用合理風(fēng)量的風(fēng)機(jī),改進(jìn)系統(tǒng)的管路布置,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中磨機(jī)、選粉機(jī)、收塵器的風(fēng)量能滿足各自設(shè)備的要求,讓各自設(shè)備發(fā)揮最大效能以保證系統(tǒng)高效運(yùn)行。

  2.2.在煤磨頭部,設(shè)計(jì)均風(fēng)裝置對提高烘干、粉磨效率很有益處。它可改善入磨熱風(fēng)在磨機(jī)斷面上的均勻分布,不僅提高了磨內(nèi)的烘干效率,并且因減輕了熱風(fēng)在磨內(nèi)穿空而過的現(xiàn)象使料流更穩(wěn)定與均勻,以提高粉磨效率。

  2.3. 煤磨內(nèi)的倉位選擇要根據(jù)煤的各項(xiàng)性能確定。是否需要烘干倉以及烘干倉的長度確定,不但要考慮原煤的綜合水分及內(nèi)水含量,還要考慮煤的易磨性。在煤磨內(nèi),粗磨倉與細(xì)磨倉的長度分配也要根據(jù)原煤的不同粉磨性能來確定??傊畬?shí)現(xiàn)烘干與粗磨、細(xì)磨能力的平衡才能充分挖掘煤磨的潛能。

  2.4. 針對無煙煤是一種易碎難磨的物料特性,通過設(shè)計(jì)磨內(nèi)一倉的分級襯板,讓塊狀原煤被集中在一倉頭部的較大鋼球得以快速集中破碎,以降低整個一倉的平均球徑,這也就加強(qiáng)了一倉整體的粗磨能力。將粉磨倉之間的隔倉板設(shè)計(jì)為帶有篩分功能,使細(xì)料及時進(jìn)入二倉用研磨效率更高的較小研磨體強(qiáng)化研磨,而粗顆粒返回一倉用較大鋼球繼續(xù)粉磨。二倉特定設(shè)計(jì)的襯板與活化襯板相結(jié)合,按一定規(guī)律組合排列安裝,既可強(qiáng)化粉磨也可對研磨體有效分級,從而有效提高磨機(jī)的效率。

  2.5.各倉采用的研磨體級配是否合理,對粉磨效率影響很大。通過對多廠家多地區(qū)的無煙煤、煙煤的多種試驗(yàn),掌握了適合于粉磨各種煤質(zhì)的研磨體的級配方法,為充分提高煤磨的粉磨效率積累了經(jīng)驗(yàn)。

  3.無煙煤高細(xì)粉磨技術(shù)的應(yīng)用

  3.1在美玲水泥有限公司φ3.6×(8.5+2.5)m煤磨上應(yīng)用

  福建泉州美玲水泥有限公司日產(chǎn)3800噸水泥熟料生產(chǎn)線采用本地超低揮發(fā)分的無煙煤。對煤粉制備系統(tǒng)的要求是:產(chǎn)量≥30t/h,細(xì)度R0.08≤1.0%。通過對該無煙煤進(jìn)行小磨試驗(yàn)得知:其易磨性為中等,但要將煤粉細(xì)度由R0.08=3%壓到1%時,產(chǎn)量將降低20%左右。無煙煤的工業(yè)分析結(jié)果見表1。

  表1 無煙煤工業(yè)分析數(shù)據(jù)


  筆者根據(jù)美嶺水泥有限公司所用無煙煤的具體特點(diǎn),結(jié)合在多家水泥廠將無煙煤粉磨到細(xì)度1%以下的經(jīng)驗(yàn),確定煤磨的規(guī)格為φ3.6×(8.5+2.5)。煤磨內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用合肥院的專利技術(shù),設(shè)兩個粉磨倉,并綜合運(yùn)用了前述的無煙煤高細(xì)粉磨的特點(diǎn)與措施,以盡可能地提高粉磨效率,降低電耗。其工藝流程見圖1。

  圖1 美嶺水泥有限公司煤磨系統(tǒng)工藝流程圖

  美嶺水泥有限公司高細(xì)煤磨系統(tǒng)配置的主要設(shè)備規(guī)格與性能如下:

  煤磨:φ3.6×(8.5+2.5);筒體轉(zhuǎn)速:16.9rpm;最大裝球量:85t;電機(jī)型號: YRKK710-8、功率:1250kW、額定電流:90A。

[Page]

  選粉機(jī):MDN1500AY;處理風(fēng)量:80000~120000m3/h;型號:YPT250M-4、55kW、額定電流:105A。

  煤磨收塵器:型號:FGX 128-2×6;處理風(fēng)量:100000m3/h。

  煤粉排風(fēng)機(jī):型號:XY6D-SM1670D ;風(fēng)量:110000m3/h、全壓:8000Pa;功率:355kW、額定電流:24.4A。

  系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)指標(biāo)及系統(tǒng)主機(jī)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如下:

  系統(tǒng)產(chǎn)量:32 t/h;煤粉細(xì)度: R0.08≤0.6%。

  磨機(jī)主電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流:66~71A;

  選粉機(jī)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流:55~62A;

  排風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流:14~15A.

  通過對磨機(jī)與系統(tǒng)的初步調(diào)試,在磨機(jī)負(fù)荷不足80%的情況下,產(chǎn)量達(dá)到了32 t/h,而且細(xì)度R0.08≤0.6%,超過了預(yù)期目標(biāo)。相信通過進(jìn)一步的優(yōu)化與完善操作,運(yùn)行指標(biāo)可以得到進(jìn)一步的提高。

  3.2在福建漳平振鴻水泥公司φ3×9m煤磨上應(yīng)用

  福建漳平振鴻水泥公司φ3×9m煤磨系統(tǒng)于2008年3月底投產(chǎn),系統(tǒng)風(fēng)量配置為60000m3/h,采用MDS-850高效選粉機(jī)、FGM1400高濃度袋收塵器。漳平振鴻水泥公司和合肥水泥研究設(shè)計(jì)院漳平振鴻項(xiàng)目部曾對該系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)8小時的測試標(biāo)定,主要標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2。

表2 高細(xì)煤磨系統(tǒng)主要標(biāo)定數(shù)據(jù)

  隨著操作人員對系統(tǒng)的熟悉與優(yōu)化,系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)一步提高。到2010年上半年,在磨機(jī)主電機(jī)實(shí)際負(fù)荷在550~580 kW的情況下,產(chǎn)量達(dá)到24 t/h,煤磨主電機(jī)單位產(chǎn)品電耗僅為23.7 kWh/t。

  高細(xì)煤磨系統(tǒng)的成功應(yīng)用,得到了用戶的高度評價,認(rèn)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,工藝流程順暢,操作維護(hù)便利,投資省,效益高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)。

  4.小結(jié)

  回轉(zhuǎn)窯水泥廠因地制宜采用廉價的無煙煤或劣質(zhì)煤來煅燒熟料,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。其關(guān)鍵技術(shù)之一是煤粉制備工藝及設(shè)備。無煙煤具有燃燒性能差和易磨性差的特點(diǎn),但通過對系統(tǒng)與煤磨本身的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與優(yōu)化,可以使粉磨效率的大幅度提高,真正實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)、細(xì)磨、節(jié)能的綜合效果。

  近年來,不斷將該技術(shù)應(yīng)用于煙煤粉磨系統(tǒng),同樣取得了大幅度增產(chǎn)30%、節(jié)電20%的顯著效果,為企業(yè)解決了煤磨與窯不配套的燃眉之急。應(yīng)當(dāng)指出,這種煤磨技術(shù)含量較高,其倉位和級配及磨內(nèi)篩分結(jié)構(gòu)等參數(shù)要根據(jù)不同煤的性能進(jìn)行調(diào)整,并非一成不變。因此在選用前要由專業(yè)技術(shù)人員對煤的各種性能進(jìn)行全面了解,才能取得最佳效果。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 羅帆:水泥原料易磨性的影響及其改善。《水泥》,1998年第10期

  [2] 鄒一峰、吳志明等:回轉(zhuǎn)窯無煙煤煤粉制備系統(tǒng)的研究。《水泥》,2002年第5期

編輯:王欣欣

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