預(yù)分解窯使用無煙煤應(yīng)注意的幾個技術(shù)要點

　　由于無煙煤揮發(fā)分低，著火溫度高，燃燒速度慢，燃燼時間長等原因，人們習(xí)慣于在回轉(zhuǎn)窯上使用煙煤作燃料，而不使用無煙煤，這就大大提高了沒有煙煤地區(qū)的預(yù)分解窯水泥廠的生產(chǎn)成本，而且限制了盛產(chǎn)無煙煤而不產(chǎn)煙煤地區(qū)發(fā)展預(yù)分解窯水泥生產(chǎn)線的速度。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)分解窯100%使用無煙煤作燃料已不成問題，目前國內(nèi)外已有不少預(yù)分解窯使用100%無煙煤作燃料的成功經(jīng)驗。使用無煙煤作燃料煅燒預(yù)分解窯必需注意以下幾個技術(shù)問題。

（1）煤質(zhì)和細(xì)度

　　無煙煤的質(zhì)量按灰分含量劃分。灰分不同，對燃燒的影響也不一樣。應(yīng)盡可能用灰分低的煤，最好能定點供應(yīng)，并設(shè)置預(yù)均化堆場。這是因為灰分低的比灰分高的無煙煤有以下優(yōu)點：
①發(fā)熱值高，燃燒速度快，燃燼時間短；
②雖然單位質(zhì)量煤燃燒后的煙氣量高，但由于熱耗低，總的煙氣量反而低；
③由于煤灰量小，對配料穩(wěn)定性影響??；
④窯內(nèi)結(jié)圈幾率減少；
⑤雖然單價高，但由于總量低，加上運輸、儲存、粉磨的費用，其總費用反而低。

　　細(xì)度對無煙煤燃燒是至關(guān)重要的。合理地提高煤粉細(xì)度可以彌補(bǔ)因揮發(fā)分低帶來的燃燒差異?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒是擴(kuò)散控制過程，煤粉燃燼的時間正比于顆粒直徑的二次方，而分解爐內(nèi)燃燒是化學(xué)過程占主導(dǎo)地位，燃燼時間正比于顆粒直徑，所以增加細(xì)度對前者影響大于對后者的影響。用無煙煤作燃料，不同的設(shè)備和煤質(zhì)對無煙煤的細(xì)度要求不同，但通常要求窯用無煙煤細(xì)度≤5%R0.08，分解爐用無煙煤細(xì)度≤3%R0.08。

　?。?）分解爐的形式與結(jié)構(gòu)

　　在煤種、煤質(zhì)、細(xì)度確定的情況下，煤粉在分解爐內(nèi)的燃燼度與O2含量、煤粉滯留時間和操作溫度相關(guān)。而分解爐的型式和結(jié)構(gòu)與O2含量和煤粉滯留時間相關(guān)。

　　按窯氣入爐與否，分解爐可分為在線式和離線式兩種。兩種型式的分解爐各有優(yōu)缺點。由于無煙煤燃燒著火溫度高，燃燒速度慢，燃燼時間長，因此在選擇分解爐型式時，首要考慮的是哪種分解爐對無煙煤燃燒有利。窯氣入爐雖然能在一定范圍提高入爐空氣溫度，但降低了氧濃度，從而提高了燃料的著火溫度，同時燃料須靠與氧氣化合才能釋放熱量，窯氣入爐氧含量降低，燃料發(fā)熱能力將大大降低，氧含量下降，CO2增加，又會影響燃料的燃燒速度。此外，窯氣入爐時，窯氣中20%的CO2混入新鮮空氣，使生料開始分解的溫度提高，分解率降低。因此，采用無煙煤作燃料，最好選用離線式分解爐。但設(shè)計時，應(yīng)考慮窯和分解爐兩股氣體的平衡以及分解爐可能出現(xiàn)的塌料的迅速排料問題。

　　為了延長無煙煤在分解爐內(nèi)滯留時間，可增大容積、高度，采用合理結(jié)構(gòu)，增加噴騰和旋渦效應(yīng)，從而增大固/氣滯留時間比。KHD公司的pyroclon管道分解爐，有效容積347m3，比煙煤作燃料的同規(guī)模的分解爐大，分解爐總長65m，設(shè)計氣體滯留時間為4～5s。由于爐內(nèi)有兩個擴(kuò)大口，產(chǎn)生噴騰效應(yīng)，頂部設(shè)有pyrotop旋風(fēng)筒，增加旋渦效應(yīng)和混合作用。如果按常規(guī)，固/氣滯留時間比為5，則固相滯留時間為20～25s。比煙煤作燃料的分解爐長。此外，pyrotop底部設(shè)有分料閥，根據(jù)煤粉的燃燒情況，選擇分料方向。這些對無煙煤在爐內(nèi)燃燼顯然是有利的。

　?。?）窯用燃燒器

　　選擇合適的窯用燃燒器對無煙煤燃燒更為重要。
KHD公司PYROJET三通道燃燒器型號HPJ/190K，該燃燒器有以下特點：

　　①次風(fēng)量占總空氣量的8%，其中輸送煤粉空氣量占2.0%，旋渦風(fēng)占2.4%，噴射風(fēng)占3.6%。由于一次空氣量低，則溫度高達(dá)1000℃以上的二次風(fēng)量增加，這就會加速無煙煤的燃燒。
②合理的一次風(fēng)速。有資料介紹，二次空氣和燃料的混合速率隨推力（單位時間內(nèi)一次空氣量和一次空氣的噴出速度的乘積）的增加而增加；火焰長度隨推力的增加而縮短，火焰縮短，意味著燃料的能量可在較小的體積內(nèi)釋放出來，因而火焰溫度較高，這對加速無煙煤燃燒是有利的。
③能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的循環(huán)效應(yīng)。該燃燒器除了由于速度差、方向差、壓力差引起風(fēng)煤快速混合燃燒外，還由于在旋渦中心能形成1200Pa的負(fù)壓，引起強(qiáng)烈的內(nèi)循環(huán)，熾熱的氣體返回到火焰端部，從而加速燃燒，黑火頭縮短。同時由于噴射效應(yīng)，在火焰外圍，引起高溫的二次風(fēng)與燃料的強(qiáng)烈混合。內(nèi)外循環(huán)引起煤粉在火焰中的滯留時間延長，從而提高了燃燼度。
④PYROJET燃燒器中心配套了Pillard公司供貨的點火油燃燒器。該燃燒器型號為MY67，能力1000kg/h，分一次油和二次油，一次油能產(chǎn)生旋渦效應(yīng)，加快燃燒，縮短火焰，二次油產(chǎn)生噴射效應(yīng)，調(diào)節(jié)火焰長度。調(diào)節(jié)一、二次油壓，就能達(dá)到相應(yīng)的效果。這種點火器對點火和操作中由于設(shè)備故障引起暫停窯后的重新點火是很方便的。如果操作中出現(xiàn)窯頭溫度低，煤粉燃燒不完全，可點燃此燃燒器，使窯頭溫度很快恢復(fù)正常。

（4）篦冷機(jī)和二、三次風(fēng)溫
二、三次風(fēng)溫的提高，意味著：
①熱耗降低，窯系統(tǒng)的廢氣量減少，相應(yīng)減輕了預(yù)熱器高溫風(fēng)機(jī)的負(fù)荷；
②煤粉的燃燒速度加快，燃燼時間縮短，這對無煙煤燃燒是重要的。要提高二、三次風(fēng)溫，必須配備高效率的篦冷機(jī)。KHD公司第三代篦冷機(jī)的換熱區(qū)為空氣梁脈沖送風(fēng)的靜態(tài)階梯式阻力篦板和空氣梁送風(fēng)的往復(fù)式歐美茄阻力篦板，可以使熟料在篦床上分布均勻，不會出現(xiàn)熟料層厚薄不均的現(xiàn)象，從而避免出現(xiàn)“紅河”和“空洞”，提高了熱效率。正常操作時，二次風(fēng)溫在1050℃左右，三次風(fēng)溫在900℃左右，顯然對無煙煤燃燒是非常有利的。

（5）合理的操作參數(shù)

　　應(yīng)該說，不管用什么燃料，其操作參數(shù)的控制沒有什么不同。只是用無煙煤作燃料，希望獲得比煙煤作燃料更高的二、三次風(fēng)溫。

摘自：武漢億勝科技有限公司