煤磨系统以及回转窑燃烧器的改造研究

摘要:摘自《水泥》我厂Φ4.5m×lOOm日产960t的湿法短窑一直使用单风道燃烧器和煤磨废气直接入窑的燃烧系统，熟料热耗高、产量低。2002年6月份，对煤磨系统及燃烧器进行了改造，节能和经济效益显著。
我厂Φ4.5m×lOOm日产960t的湿法短窑一直使用单风道燃烧器和煤磨废气直接入窑的燃烧系统，熟料热耗高、产量低。2002年6月份，对煤磨系统及燃烧器进行了改造，节能和经济效益显著。

1 存在的问题
改造前煤磨及窑头系统工艺流程见图1。

生产中存在的问题：
1)煤磨废气和窑一次风共用1台风机，造成2个系统互相干扰。如一次风增大时，磨内风速快，煤粉细度粗，台时产量高；反之，磨内风速慢，产品细度细，台时产量低。若打开冷风门增加风量，对煤磨的烘干能力和台时产量影响更大，互相干扰使煤磨和窑系统操作不稳，难以达到比较佳工艺状态，限制了煤磨台时产量的提高，煤粉细度也在10%～15%(80μm筛余)范围内波动。
2)单风道燃烧器废气用量大、黑火头长、燃烧不完全，熟料热耗高。据热工测定，窑正常生产用煤灰分25%、挥发分＞25%时，喷煤量在12t/h，此时一次风占燃烧空气总量的30%。当煤灰达到30%以上时，一次风比例必须达到35%，否则就会出现风煤混合不均，燃烧状况不佳的现象。过多的使用煤磨废气，致使入窑二次风比例降低，熟料热耗升高。单风道燃烧器黑火头长度一般控制在500mm左右，但该窑黑火头长度在1.5m，煤粉燃烧速度慢、燃尽率低，未燃尽的部分煤粉粗颗粒沉落在熟料中，另一部分则被废气带走在窑后部燃烧，使窑尾温度达到300℃。

2 改造措施
根据系统存在的问题，决定将煤磨和窑2个系统分开，以解决工艺调整过程中的互相干扰问题。同时使用新型燃烧器取代现有单风道煤粉燃烧器。
1)煤磨安装袋式除尘器。窑与煤磨系统分开，必须解决废气达标排放问题。为此投资60万元，在煤磨细粉分离器后安装1台CGN—14型煤磨袋式除尘器，并重新配置了排风机。废气由细粉分离器出来进入袋式除尘器净化处理后排入大气，粉尘排放浓度50mg/m3。同时拆除细粉分离器到窑头鼓风机的管路、设备。为了满足煤磨提高产量后对细度的要求，降低了煤磨平均球径 。 改造后工艺流程见图2，系统主要设备见表1。 
表1　煤磨系统主要设备 

　　2)使用新型双风道燃烧器。选用KBN380新型双风道煤粉燃烧器。该燃烧器除具有多风道燃烧器的优点外，更主要的是消除了燃烧带局部高温现象，使火焰温度分布更合理，有利于窑的长周期运转。 KBN系列新型双风道燃烧器有效地克服了多风道燃烧器的不足。具有以下优点：
①取消了内风风道，采用可调式旋流器，使外风道旋流强度可以根据窑煅烧工况随意调整。
②由于明显增加了环形射流厚度(是三风道燃烧器的2倍)。新型双风道燃烧器可延缓煤粉和二次风混合速率，降低火焰峰值温度，有效地延长烧成带耐火砖寿命。
③取消了传统多风道燃烧器的内风和外风调节阀门，使系统变得简单，并可节省一次风机电耗约30%。
④火焰形状主要通过位于传动箱上的手轮调节，由位于齿轮箱上的指示仪指示，火焰控制十分简单、精确。燃烧器外形见图3。　　3)在煤粉螺旋喂料器下安装1台KP200-1型螺旋泵，罗茨风机通过螺旋泵将煤粉送至双风道燃烧器做内风，外风由高压离心风机供风，见图2。系统主要设备见表2。
表2　改造后系统主要设备及参数 

3 效果
1)台时产量提高，节煤效果明显
入磨热风温度由380～400℃提高到450～500℃。煤磨可根据原煤水分、易磨性，自由调节风量而不受窑前的影响，台时产量大幅度提高，粉磨电耗下降。
经过3个月运行，双风燃烧器燃烧稳定，火焰长短可通过转动手柄灵活调节，煤粉燃烧速度快、燃尽率高、黑火头缩短至400～500mm，回转窑操作稳定，快转率(≤60s/r)达到50%以上。节煤效果明显，喂煤螺旋输送机电动机频率由30～35Hz下降至25～30Hz，实物煤耗由280kg/t降至260kg/t；下料量88%～90%提高到90%～97%，台时产量由40t/h提高到43t/h。窑尾温度由280～320℃下降至240～260℃。改造前后工艺技术指标对比见表3。
表3　改造前后工艺技术指标 

　　 
2)节能和经济效益显著
整个技改投资约100万元。技改后年节煤146万元；煤磨台时产量提高后，年节约电费20万元，窑台时产量提高产生效益67万元，合计年产生效益233万元。