TJB型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器在濕法回轉(zhuǎn)窯上燒無煙煤的應(yīng)用

　　一、概述

　　分析認(rèn)為原用的三風(fēng)道煤粉燃燒器性能差，一次用風(fēng)量過大[1],二次風(fēng)溫過低，這是限制無煙煤摻混率進(jìn)一步提高的瓶頸。從資料得知，燒無煙煤必須有先進(jìn)的真品四風(fēng)道煤粉燃燒器，即有的稱為“超音速燃燒器”[2]。該公司對(duì)福建大田水泥廠600 t/d旋風(fēng)預(yù)熱器窯和福建龍巖三德水泥有限公司2000 t/d預(yù)分解窯燒無煙煤的生產(chǎn)線進(jìn)行了考察，前者采用單筒冷卻機(jī)和法國皮拉德公司Rotaflam型旋流式四風(fēng)道煤粉燃燒器，二次風(fēng)溫可高達(dá)800 ℃以上[3]，后者使用篦冷機(jī)和德國洪堡公司PYRO-JET型四風(fēng)道煤粉燃燒器，二次風(fēng)溫可高達(dá)1250 ℃，兩個(gè)廠都能燒100%無煙煤。后者因?yàn)榛鸫u壽命短，容易結(jié)后圈，產(chǎn)量和熱耗都未達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)[4]而訂購了國產(chǎn)TJB型四風(fēng)道煤粉燃燒器，使用效果很好?；鸫u壽命由不到三個(gè)月提高到九個(gè)月，結(jié)后圈基本消除，產(chǎn)質(zhì)量也有較大改善[5]。前者也讓天津市博納建材高科技研究所給制作了頭部件，效果也很好[6]。這就堅(jiān)定了該公司使用國產(chǎn)四風(fēng)道的信心，于2001年12月訂購了這個(gè)研究所一根TJB-K-6型旋流式四風(fēng)道煤粉噴燃管。為適應(yīng)這種燃燒器低一次風(fēng)的要求，對(duì)原用兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)改造。到目前為止，使用效果甚佳。不僅各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提高顯著，而且可靠度經(jīng)受住了考驗(yàn)。在二次風(fēng)溫不到700 ℃的條件下[7]，無煙煤摻混率達(dá)到90%以上，產(chǎn)量由26.5 t/h提高到30 t/h；熟料質(zhì)量明顯改善，3d強(qiáng)度由21.91 MPa提高到27.64 MPa，28d強(qiáng)度由53.16 MPa提高到60.57 MPa；節(jié)煤節(jié)電相當(dāng)可觀，節(jié)煤18.87 kg/t.cl，即每年節(jié)煤約4600 t/a,節(jié)電3.1 kWh/t.cl，即每年節(jié)電約7.6×104  kWh/a；火磚壽命由120 d提高到300 d等，公司獲得了很大的效益?，F(xiàn)將具體情況簡介于下，供濕法窯廠和有關(guān)企業(yè)參考。

　　二、工藝流程和主要設(shè)備簡介

　　該公司是典型的傳統(tǒng)濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線，生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。配置好的料漿由勺式喂料機(jī)1通過喂料管2喂入窯內(nèi)，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯3燒好的熟料由窯頭罩4排入到單筒冷卻機(jī)5進(jìn)行冷卻。冷卻后的熟料經(jīng)熟料斗式輸送機(jī)運(yùn)送到熟料庫。窯尾冷煙室6沉積下來的和電收塵器7收集下來的窯灰分別通過拉鏈機(jī)8和9輸送到斗式提升機(jī)10中，提升后通過拉鏈機(jī)11輸送到提升機(jī)12中，提升后入窯中回灰倉13，經(jīng)雙管螺旋輸送機(jī)14由窯中喂料裝置15入窯，混入新料中進(jìn)行煅燒。窯尾廢氣經(jīng)電收塵器除塵后，通過窯尾排風(fēng)機(jī)16和煙囪17排入大氣?；剞D(zhuǎn)窯煅燒物料的熱量由噴燃管18將煤粉噴入窯內(nèi)燃燒提供。

 
圖1    回轉(zhuǎn)窯工藝流程圖

1.勺式喂料機(jī)； 2.喂料管； 3.回轉(zhuǎn)窯； 4.窯頭罩； 5.單筒冷卻機(jī)； 6.冷煙窯； 7.電收塵器； 8.拉鏈機(jī)； 9. 拉鏈機(jī)； 10.斗式提升機(jī)； 11.拉鏈機(jī)；12.提升機(jī)； 13.回灰倉； 14.雙管螺旋輸送機(jī)； 15.窯中喂料裝置； 16.窯尾風(fēng)機(jī)； 17.煙囪； 18.噴燃管；

　　三、原用三風(fēng)道煤粉燃燒器存在的主要問題

　　1.單筒冷卻機(jī)的二次風(fēng)溫本身就不高，再加上一次風(fēng)（含煤風(fēng)）用量大，因而導(dǎo)致二次風(fēng)溫更加低下，僅為500～550 ℃；

　　2.因煤風(fēng)風(fēng)量大，壓力高，喂煤系統(tǒng)返風(fēng)嚴(yán)重，影響沖板流量計(jì)的計(jì)量精度，造成計(jì)量不準(zhǔn)，影響正常操作；

　　3.噴煤管不耐磨，使用壽命短。使用一段時(shí)間后就發(fā)生變形，導(dǎo)致火焰跑偏，經(jīng)常刷窯皮、燒磚、窯皮嚴(yán)重凹凸不平，火磚壽命僅能達(dá)120天；

　　4.風(fēng)煤混合既不充分也不均勻，煤粉燃燒不完全，造成還原氣氛嚴(yán)重，fCaO高，經(jīng)常產(chǎn)生大量黃心料。不僅影響熟料質(zhì)量，還造成粉磨電耗增高。當(dāng)喂煤量稍增大時(shí)，這些問題就更加嚴(yán)重；

　　5.火焰調(diào)節(jié)不靈活，火焰形狀難以控制，對(duì)煤質(zhì)波動(dòng)和生料波動(dòng)的適應(yīng)性很差。

　　由上述可見，原用的三風(fēng)道煤粉燃燒器性能差，可靠度低，不僅限制了無煙煤的摻混率提高，而且也限制了其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善，因此決定更換性能好的燃燒器。

　　四、改造前后情況

　　1.改造前后的用煤

　　該公司所用的煙煤來自河南平頂山，無煙煤來自本地?，F(xiàn)將改造前后的原煤及煤粉的工業(yè)和化學(xué)分析等有關(guān)數(shù)據(jù)列在表1中。       

原煤及煤粉的工業(yè)和化學(xué)分析等有關(guān)數(shù)據(jù) 

　　2.兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)的改造

　　為適應(yīng)新更換TJB型四風(fēng)道噴燃管的要術(shù)和節(jié)省改造費(fèi)用，決定不重新定購風(fēng)機(jī)而利用原有，針對(duì)原兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)均為帶傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行改造。將原煤風(fēng)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)安裝在凈風(fēng)風(fēng)機(jī)上，煤風(fēng)風(fēng)機(jī)換一臺(tái)小功率的電動(dòng)機(jī)，通過改造三角皮帶輪的直徑滿足風(fēng)機(jī)參數(shù)要求，詳見表2。實(shí)踐證明非常成功，僅此一項(xiàng)就為公司節(jié)省約51萬元。    

兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)改造前后數(shù)據(jù)

　　3.改造前后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對(duì)比

　　改造后經(jīng)近三年的生產(chǎn)運(yùn)行，各項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有顯著的改善，詳見表3。公司取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益，熟料生產(chǎn)成本降低了13.5 元/t.cl，每年可增收400～500萬。

 改造前后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對(duì)比 

　　五、幾點(diǎn)體會(huì)

　　1.TJB型四風(fēng)道燃燒器從2002年3月開始投入使用至今未曾更換任何配件，在燒磨損較大的無煙煤情況下，可靠度經(jīng)受住了考驗(yàn)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，頭部件更換方便且永不變形。尤其是要改變直流外風(fēng)噴射速度和旋流內(nèi)風(fēng)的旋流度時(shí)，則更為方便快捷，大大縮短了檢修時(shí)間，為無煙煤摻混調(diào)節(jié)創(chuàng)造了良好條件。

　　2.該燃燒器操作簡單，容易掌握，在操作時(shí)只需調(diào)節(jié)兩個(gè)內(nèi)外風(fēng)微調(diào)蝶閥和一個(gè)中心風(fēng)球閥就能改變火焰形狀，滿足窯情變化和各種情況下的煅燒要求，大家把他稱為“傻瓜燃燒器”。同時(shí)價(jià)格便宜，福建大田和龍巖三德從國外引進(jìn)的僅一根噴煤管就高達(dá)120萬元，而這種噴煤管僅為引進(jìn)的1/5，所以非常適合我國的國情。我們實(shí)現(xiàn)了少花錢多辦事事先確定的改造原則。

　　3.對(duì)燒無煙煤來說，二次風(fēng)溫是一個(gè)很重要的條件，據(jù)經(jīng)驗(yàn)介紹必須高于800 ℃?？墒窃摴臼褂脝瓮怖鋮s機(jī)又是濕法窯，必須有一定的冷卻帶，因此二次風(fēng)溫較低。盡管因使用這種噴煤管一次風(fēng)量大大減少，二次風(fēng)溫有所提高，但也僅能達(dá)到600～680 ℃。從我們使用情況觀察，如果二次風(fēng)溫能提高到750℃以上，這種燃燒器燒100%無煙煤應(yīng)毫無問題?？梢娞岣叨物L(fēng)溫是繼續(xù)攻關(guān)的重要課題，現(xiàn)在公司和研究所正在設(shè)法解決，以達(dá)到100%燒無煙煤公司的最終目的。

　　4.喂煤的均勻穩(wěn)定也是一個(gè)較為重要的影響因素。因此，公司對(duì)喂煤系統(tǒng)返風(fēng)問題進(jìn)行了多次改造，曾采用過剛性葉輪給料機(jī)，緩沖倉，富樂泵等，但效果均不理想。采用這種四風(fēng)道燃燒器后，因一次風(fēng)量小，最后通過采用雙管絞刀傾斜放置和價(jià)格便宜的螺旋氣力輸送泵就基本上解決了問題，保證了沖板流量計(jì)的準(zhǔn)確度，起到了指導(dǎo)生產(chǎn)控制的作用，改造后的喂料系統(tǒng)如圖2所示。雙管絞刀的傾斜放置除增強(qiáng)了密封效果外，還解決了塌倉時(shí)產(chǎn)生的遏煤現(xiàn)象。

圖2   改造后喂煤供風(fēng)和燃燒系統(tǒng)工藝流程圖

1.煤粉倉；  2.雙管絞刀；  3.沖板流量計(jì)；  4.螺旋輸送泵；  5.煤風(fēng)風(fēng)機(jī)；  6.凈風(fēng)風(fēng)機(jī)；
7.TJB型煤粉燃燒器；  8.內(nèi)風(fēng)微調(diào)閥門；  9.外風(fēng)微調(diào)閥門；  10.中心風(fēng)微調(diào)閥門 

           
　　參 考 文 獻(xiàn)
　　[1]考宏濤、陸番、李敏、胡道和：預(yù)分解窯系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行條件下的用風(fēng)，《水泥》2001年第2期。                        
　　[2]江旭昌編著：《回轉(zhuǎn)窯多風(fēng)道煤粉燃燒器培訓(xùn)教材》，中國磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)、中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)，1999年4月。
　　[3]莊祖坤：SP窯使用無煙煤作燃料，《中國建材》2002年第5期。
　　[4]南京化工大學(xué)硅酸鹽工程研究所、福建龍巖三德水泥建材工業(yè)有限公司：《熱工檢測報(bào)告》，1999年1月。
　　[5]謝克平：國產(chǎn)四風(fēng)道煤管φ4X47m燒無煙煤預(yù)分解窯上的應(yīng)用體會(huì)，《水泥》，2002年第5期。
　　[6]陳文山、鄭發(fā)基：ROTAFLAM型四風(fēng)道煤粉燃燒器頭部結(jié)構(gòu)及國產(chǎn)化更換，《水泥》，2004年第7期。
　　[7]江旭昌：無煙煤在水泥回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用條件，內(nèi)部資料.