1 工藝現狀
金牛化工公司水泥分公司現在使用的噴煤管是2004年8月9日更換后投入使用的,至今從未進行過任何更換及修理。經過幾年的使用,煤風道和外風道都已磨損非常嚴重。生產過程中火焰分散無力、窯內發渾、火焰舔掃窯皮,調整內外風比例火焰形狀已無明顯變化,不僅煤耗高而且會縮短窯磚的使用壽命。另與噴煤管配套的兩臺風機和管路配置都偏大,增加了窯內冷風的摻入量,經常發生燒磚、紅窯事故,嚴重地影響了生產。燃燒器頭部磨損快,約3月更換一次,熟料升重偏低,黃心料較多。
2 原因分析及改造方案
煤風道和外風道都已磨損,燃燒器火焰不集中,火焰形狀不合理,燃燒速度慢,溫度低;一次風用量太大,風量匹配不合理,增加了窯內冷風的摻入量,煤耗高,電耗高。據此原因,改造的方向應是:
對煤粉噴出速度和角度進行調整,在燃燒器中心區域形成負壓區,使得其前端的氣流交換和混合性能得到大幅改善,從而能促進熱的一次風與煤粉充分混合,使煤粉快速升溫到著火點溫度,并迅速燃燒和形成穩定的燃燒火焰。通過大幅度減少入窯冷風量,改善窯內燒成環境的波動并減少煤的使用量,穩定窯況,保證熟料燒成系統長周期穩定運行,提高熟料產量和質量,降低煤耗和電耗。具體方案如下;
將現有噴煤管更換為某公司制造的新型四通道噴煤管。噴煤管在煤管頭部的設計上體現出“短焰急燒、薄料快燒”技術特性。外風使用直流柱風,出風口內裝帶傾角方柱銷,與噴煤管尾部絲杠相連接,通過拉伸絲杠調節外風出風口面積,也可達到調節出口風量、風壓的目的;煤風采用環形風,有單獨的風道,用煤磨羅茨風機單獨供風;內直風也采用環流風,開大閥門拉長火焰,關小閥門使火焰縮短變粗;內風采用旋流風,出風口裝有帶切線方向傾角的柱銷,通過前后移動它的位置達到改變旋流角度的目的,與已往停窯更換旋流器相比,更加方便、高效、快捷。
更換兩臺羅茨風機及連接管道。輸煤風機電機功率由22kW改為11kW,風量由31.6m?/h降為13m?/h,輸送管徑由φ219mm降為φ108mm。一次凈風風機電機功率不變,增加變頻調速裝置,風量由40.8m?/h降為18m?/h。通過調整“四個風道”相對應的閥門和噴煤管尾部的絲杠來調整出不同的火焰形狀。
3 改造效果和效益
改造后火焰形狀呈毛筆狀,形狀不散,有剛度,不受二次風的影響; 熱力集中,便于提高燒成帶的溫度,有利于熟料的煅燒,不沖擊窯皮,不損傷窯耐火材料,較大程度地延長了耐火材料的使用壽命;一次風量減少,降低系統熱耗;能有效改善煤粉燃燒特性,有利于煤粉的完全燃燒,降低熱耗,對煤質適應性強,能適應劣質煤;火焰伸縮自如,調整靈活,便于工藝人員依據工藝需要調整出合適火焰;符合“短焰急燒、薄料快燒”的特點,剛剛分解的fCaO,在微晶微裂紋尚未修復的情況下就進入了燒成帶,有利于化學反應的進行和C3S的形成,基本杜絕了還原料、飛砂料的出現。
經過近兩年的使用,窯內燃燒環境得到了明顯改善,熟料質量、產量得到大幅提高,能耗也降至建廠以來最低水平。熟料強度由改造前的26MPa上升到32MPa,產量由380 t提高到420t,噸熟料耗實物煤降低2kg,電耗降低3kWh,每年可為企業帶來直接經濟效益110萬元以上,成為企業新的利潤增長點。由于使用壽命延長,耐火材料和維修費用也大為降低。