科研開發(fā)
Ф2.2×4.4m風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)的技術(shù)改造
合肥水泥研究設(shè)計院 王炳東 郭宏武 何正凱 金塔水泥有限公司 黃干強
一、前言
廣東省梅州市塔牌集團金塔水泥有限公司有一條 Ф 3.5 × 135m 濕法窯生產(chǎn)線，配備 Ф 2.2 × 4.4m 風(fēng)掃煤磨。為提高無煙煤和煙煤混摻煤中的無煙煤的比例、大幅度降低熟料煅燒成本 ,2001 年 12 月，在采用能燃用低揮發(fā)分煤粉的高推力、低一次風(fēng)用量的四風(fēng)道燃燒器的同時，將煤磨由原來的帶粗粉分離器、細粉分離器的雙風(fēng)機循環(huán)系統(tǒng)改造為帶串聯(lián)的雙級粗粉分離器、細粉分離器的雙風(fēng)機系統(tǒng)。改造后，混摻煤中的無煙煤的摻入量由 30 % 提高到 80 % 以上，煤粉細度 R 0.08 篩余能控制在 3.0 ～ 3.5 % ，煤粉產(chǎn)量 7.5 ～ 9t / h ，可滿足窯 28 ～ 29t / h 熟料產(chǎn)量的要求。然而， 2003 年下半年以來的煤價瘋漲，到今年上半年為止廣東梅州地區(qū)進廠煙煤價已漲到～ 660 元 / t ，比本地?zé)o煙煤進廠價( 280 元 / t )高出～ 380 元 / t ，這對實物煤耗高達 0.25t / t.sh 的華新窯的生存是個嚴(yán)峻的考驗。另一方面，由于價格和貨源等原因只好用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤代替福建龍巖無煙煤。當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤與龍巖無煙煤相比較：熱值略低(前者為 25300kJ/kg，后者為26000kJ/kg);易磨性較差且燃燒速度較慢、燃盡時間較長;每噸原煤進廠價低50元左右。摻用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤以后，煤磨的產(chǎn)量下降了，為滿足 窯的煤粉需用量，只好將煤粉細度放粗到 R 0.08 篩篩余 4.5 % 以下。此時，較粗的煤粉難于在窯內(nèi)完全燃燒而形成還原氣氛，燒出的熟料中有不少黃心料。熟料中游離氧化鈣含量常超過 1.5 %。熟料強度下降，3天抗壓強度為26 ～ 27.6Mpa。在此情況下,公司領(lǐng)導(dǎo) 經(jīng)過通過充分的調(diào)查研究，決定將Ф 2.2 × 4.4m 風(fēng)掃煤磨改造為帶 CMS 煤磨選粉機的新型風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)。技改工程于 2004 年 7 月中旬完成并一次投產(chǎn)成功。
二、改造前后的工藝流程和設(shè)備配置情況
這次改造的內(nèi)容為：用調(diào)速皮帶稱代替園盤喂料機;用 CMS - 22 煤磨選粉機代兩級串聯(lián)的 Ф 2500mm 粗粉分離器;保留原細粉分離器、循環(huán)風(fēng)機和煤磨袋式收塵器; 更換后排風(fēng)機，將其全壓加大;切斷入磨頭的循環(huán)風(fēng)管。改造前后的工藝流程和設(shè)備配置情況詳見圖 1 、圖 2 和表 1 。
表 1 改造前后的設(shè)備配置情況
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序號 |
設(shè)備名稱 |
改造前 |
改造后 |
備 注 |
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1 |
園盤喂料機 |
DB Ф 1000 7.8 ～ 16 m 3 /h 1.5kw |
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拆除 |
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皮帶稱 |
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TDGV － 65 0.5 ～ 30t/h 1.1kw |
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2 |
煤磨 |
Ф 2.2 × 4.4m, 裝球 22t, 240kw |
Ф 2.2 × 4.4m, 裝球 22t, 240kw |
原設(shè)備就地留用 |
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3 |
粗粉分離器 |
HG － CB Φ 2500 ， 24000 m 3 /h |
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拆除 |
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粗粉分離器 |
HG － CB Φ 2500 ， 24000 m 3 /h |
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拆除 |
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煤磨選粉機 |
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CMS-22 ，分級風(fēng)量 22000m 3 /h 15kw |
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4 |
重錘鎖氣卸灰閥 |
FF220 |
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拆除 |
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重錘鎖氣卸灰閥 |
FF220 |
FF220 |
原設(shè)備留用 |
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5 |
細粉分離器 |
HG-XBZ1600,Di= Ф 1600 處理風(fēng)量 21700~25320 m 3 /h |
HG-XBZ1600, Di= Ф 1600， 處理風(fēng)量 21700~25320 m 3 /h |
原設(shè)備就地留用 |
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6 |
剛性分格輪 |
Ф 300 × 300 1kw |
Ф 300 × 300 1kw |
原設(shè)備就地留用 |
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7 |
循環(huán)風(fēng)機 |
M7-29 № 12.5D 6747~6796Pa 21100~25300 m 3 /h 1450rpm, 110kw |
M7-29 № 12.5D 6747~6796Pa ， 21100~25300 m 3 /h 1450rpm, 110kw |
原設(shè)備就地留用，變頻調(diào)速，無進風(fēng)口蝶閥 |
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8 |
煤磨袋式收塵器 |
MDC77-7, 過濾面積 542m 2 , 處理風(fēng)量 26000~32500 m 3 /h，含反吹風(fēng)機和空壓機，電機容量 15kw |
MDC77-7, 過濾面積 542m 2 , 處理風(fēng)量 26000~32500 m 3 /h 含反吹風(fēng)機和空壓機，電機容量 15kw |
原設(shè)備就地留用 |
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9 |
進風(fēng)口蝶閥 |
D N ＝ Φ 700 |
D N ＝ Φ 700 |
原設(shè)備留用 |
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10 |
后排風(fēng)機 |
Y4-73 № 9D,1584Pa ， 32900 m 3 /h,1450rpm22kw |
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拆除 |
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9-26 № 11.2D, 2922~3059Pa,23961~25957 m 3 /h,960rpm,Y250M-6,37kw |
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11 |
鏈運機 |
FU270 ， 5.5kw |
FU270 ， 5.5kw |
原設(shè)備就地留用 |
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12 |
蝶閥 |
熱風(fēng)管蝶閥 |
熱風(fēng)管蝶閥 |
原設(shè)備就地留用 |
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13 |
蝶閥 |
冷風(fēng)管蝶閥 |
冷風(fēng)管蝶閥 |
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14 |
蝶閥 |
循環(huán)風(fēng)管蝶閥 |
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拆除 |
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重錘鎖氣卸灰閥 |
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FF300S |
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系統(tǒng)裝機容量 （ kw ） |
395 |
424.6 |
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技改投資 （萬元） |
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22 |
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三、應(yīng)用效果
1 、可以有效地降低和控制煤粉細度
眾所周知，用低揮發(fā)分的無煙煤或貧煤煅燒回轉(zhuǎn)窯熟料要有下面幾個技術(shù)條件：煤磨能有效地降低和控制煤粉細度;采用高推力、低一次風(fēng)用量的新型燃燒器;煤粉的均勻穩(wěn)定地供給;盡可能高的二次風(fēng)溫度等。由于受單筒冷卻機的限制，因而該廠入窯二次風(fēng)風(fēng)溫度不高，僅為 600 ～ 680 ℃ ，低于固定碳穩(wěn)定燃燒的溫度( 800 ℃以上)。在此情況下，要用燃燒特性較差的本地?zé)o煙煤煅燒出質(zhì)量良好的熟料，必須大幅度降低煤粉細度才行。
帶單級粗粉分離器的 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)，由于受 粗粉分離器結(jié)構(gòu)的限制，如要磨制較細的煤粉，除調(diào)整粗粉分離器導(dǎo)風(fēng)葉的角度外，尚需降低系統(tǒng)用風(fēng)量，這勢必影響煤磨的(風(fēng)掃)烘干效率和粉磨效率，致使產(chǎn)量大幅度降低。將帶單級粗粉分離器的 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)改造為帶串聯(lián)的雙級粗粉分離器 的 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)以后，由于多了一級粗粉分離器的分級，煤粉細度可控性有所提高，能磨制 R 0.08 篩余 3.0 ～ 3.5 % 左右的煤粉。另一方面，可適當(dāng)提高系統(tǒng)用風(fēng)量，煤磨 烘干效率和粉磨效率及產(chǎn)量也相應(yīng)提高了。然而，它仍 受 粗粉分離器結(jié)構(gòu)的限制， 難于磨制 R 0.08 篩余 3 %以下的煤粉。
在這次技改工程中，由于用皮帶稱替代園盤喂料機實現(xiàn)了原煤的均衡喂料;再加上循環(huán)風(fēng)機采用變頻調(diào)速而未設(shè)進風(fēng)管蝶閥，系統(tǒng)通風(fēng)量可調(diào)性好且較穩(wěn)定，從而使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。實際操作時，只要將循環(huán)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速(即風(fēng)量)固定在某一范圍以后，調(diào)整選粉機葉輪的轉(zhuǎn)速便可輕而易舉地控制煤粉的細度。表二為將循環(huán)風(fēng)機轉(zhuǎn)速固定在 1140轉(zhuǎn)/分后不同選粉機的葉輪轉(zhuǎn)速下煤粉的細度。
表 2 、系統(tǒng)風(fēng)量固定后不同選粉機 葉輪 轉(zhuǎn)速下相應(yīng)的煤粉細度
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葉輪轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn) / 分） |
302 |
310 |
318 |
326 |
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原動機轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn) / 分） |
780 |
800 |
820 |
840 |
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煤粉細度 （ R 0.08 %） |
1.4 ～ 2.3 |
1.0 ～ 1.8 |
0.8 ～ 1.4 |
0.4 ～ 0.9 ※ |
當(dāng)煤粉細度控制在 R 0.08 ≤ 1.2 %后，煤粉能在窯內(nèi)完全燃燒了，窯的熱工制度穩(wěn)定了，快轉(zhuǎn)率也提高了，熟料的 熟料中游離氧化鈣含量降為 1.2 %以下，3天抗壓強度由27.6Mpa提高到29Mpa，28天抗壓強度由60.5Mpa提高到62.5Mpa，窯產(chǎn)量從原來的 28.6t / h 2提高到30t/h, 標(biāo)準(zhǔn)煤耗由204.23kg/t.sh降至185.23kg/t.sh。
2、能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。
塔牌集團恒塔旋窯有限公司的帶CMS-22煤磨選粉機的Ф 2.2 × 5.5m 風(fēng)掃煤磨(電機容量 280kw ，裝球量 24t )。磨制摻 90% 福建無煙煤的混合煤粉，煤粉細度 R 0.08 ≤ 1.5%時，產(chǎn)量可達9～9.5t/h。 改摻當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤后，混合煤粉細度 R 0.08 ≤ 1.5%時，產(chǎn)量降為7.5～8.0t/h。產(chǎn)量降低15%左右。該集團的150萬噸(5000t/d NSP窯生產(chǎn)線)的煤磨系統(tǒng)也存在此類現(xiàn)象。
金塔廠原 帶串聯(lián)的雙級粗粉分離器 的Ф 2.2 × 4.4m 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)，磨制摻 85% 福建無煙煤的混合煤粉，煤粉細度 R 0.08 =～ 3%時，產(chǎn)量可達8.3t/h。 磨制摻 80% 當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤的混合煤粉，煤粉細度放寬到 R 0.08 ≤ 4.5%時，煤粉產(chǎn)量才能達8.3t/h，以滿足窯 28 ～ 29t / h 熟料產(chǎn)量的煤粉用量。將煤磨改造為 帶 CMS-22煤磨選粉機的新型 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)以后，由于皮帶稱的 均衡喂料和循環(huán)風(fēng)機的變頻調(diào)速等原因，使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。更主要的是，由于有選粉機的分機把關(guān) ，磨內(nèi)通風(fēng)量可大幅度增加(改造前，循環(huán)風(fēng)機轉(zhuǎn)速為 900～1000轉(zhuǎn)/分。改造后為1100±40轉(zhuǎn)/分)，無含濕量大的循環(huán)風(fēng)入磨，從而提高了入磨熱風(fēng)的風(fēng)掃和烘干能力。另一方面，由于CMS煤磨選粉機的選粉效率比粗粉分離器的高，循環(huán)負荷小，磨內(nèi)的負荷也小，提高了磨機的粉磨效率。因而，帶CMS煤磨選粉機的風(fēng)掃磨系統(tǒng)能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。 磨制摻 80% 當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤的混合煤粉，將煤粉細度降至 R 0.08 = 0.6～0.7%時，煤粉產(chǎn)量仍能達8.0t/h，能滿足窯 30t / h 熟料產(chǎn)量的煤粉用量。表三為改造前后的技術(shù)指標(biāo)對比。
表 3 、 改造前后的技術(shù)指標(biāo)對比。
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項 目 |
改 造 前 |
改 造 后 |
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煤磨臺時產(chǎn)量 （ t/h ） |
8.3 |
8.0 |
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原煤水分 （ % ） |
7.4 ～ 8.3 |
7.4 ～ 8.3 |
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煤粉水分 （ % ） |
1.1 |
1.0 |
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煤粉細度 （ R 0.08 %） |
3～3.5 |
0.6～0.7 |
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熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗 （ kg/t.sh ） |
204.23 |
185.23 |
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煤粉揮發(fā)份 V ad （ %） |
7.5～8.0 |
7.5～8.0 |
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煤粉熱值 Q net.ad (kJ/kg) |
26030 |
25607 |
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窯二次風(fēng)溫 （ ℃ ） |
650 ～ 680（波動大） |
650～680（穩(wěn)定） |
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出冷卻機熟料溫度 （ ℃ ） |
160～180 |
120～130 |
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熟料抗壓強度 （ Mpa ） |
3 天 |
27.64 |
29.0 |
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28 天 |
60.57 |
62.55 |
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回轉(zhuǎn)窯熟料產(chǎn)量 （ t/h ） |
28.5 |
30.0 |
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3 、 經(jīng)濟效益顯著
帶 CMS 高效選粉機的新型風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)解決了金塔廠由于采用當(dāng)?shù)?易磨性和燃燒特性都較差的無煙煤以后窯產(chǎn)質(zhì)量滑坡的難題，提高了生產(chǎn)線對煤質(zhì)變化的適應(yīng)能力。為該廠采用價格便宜的煤種大幅度降低熟料煅燒的成本提高全廠的經(jīng)濟效益打下了堅實的基礎(chǔ)。
按回轉(zhuǎn)窯臺時產(chǎn)量 30t/h、窯運轉(zhuǎn)率為90% 、 年產(chǎn)熟料 23萬噸。每噸熟料節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.019t/t,每噸標(biāo)準(zhǔn)煤煤粉價為500元，每年可節(jié)約煤錢115萬元。另一方面，每年還可增加熟料產(chǎn)量1.1萬噸，按每噸熟料產(chǎn)生的利潤為35元計，每年可增加效益38.5萬元。不計采用本地?zé)o煙煤所節(jié)約的進廠煤的費用和熟料質(zhì)量提高的經(jīng)濟效益，單從節(jié)煤和熟料增產(chǎn)兩個方面，每年可增效153.5萬元。可在兩個月之內(nèi)回收技改投資。
3 結(jié)束語
CMS 高效選粉機具有體積小 ; 運轉(zhuǎn)平穩(wěn);選粉效率高;可以有效地降低和控制煤粉細度 ; 煤粉顆粒級配合理，有利于煤粉著火和完全燃燒，進而促進了回轉(zhuǎn)窯熱工制度的穩(wěn)定，既節(jié)約了煤耗又提高了回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)質(zhì)量。金塔廠用 CMS 高效選粉及其工藝系統(tǒng)替換帶串聯(lián)的雙級粗粉分離器 的 風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)的技術(shù)改造工程一舉解決了因煤質(zhì)變化而引起的回轉(zhuǎn)窯熟料產(chǎn)質(zhì)量滑坡的難題。 提高了該廠對煤質(zhì)變化的適應(yīng)能力。也可為缺煤的南方諸回轉(zhuǎn)窯水泥廠就地取材采用價格便宜的煤種，渡過當(dāng)前國內(nèi)煤價(尤其是煙煤)飚升而引起的熟料成本大幅度提高的難關(guān)提供了一種解決辦法。
