無煙煤替代部分煙煤在2500t／d干法窯的生產(chǎn)試驗(yàn)

□□高潔峰

無煙煤替代部分煙煤在2500t／d干法窯的生產(chǎn)試驗(yàn)

Substitute Anthracite for Part of Soft Coal in 2500t／d Dry Process Kiln

□□高潔峰

我公司2500t／d新型干法窯，自2003年8月份投產(chǎn)以來，一直使用優(yōu)質(zhì)煙煤（Aad≤20%，Vad≥25%，Qnet，ad≥25000kJ／kg）,產(chǎn)量穩(wěn)定在 2950t／d以上，強(qiáng)度保持在57MPa左右,創(chuàng)國內(nèi)同窯型的最好記錄。2007年以來，由于資源緊張，煙煤價格漲幅較大，購進(jìn)的煙煤質(zhì)量下降，而當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤資源豐富，質(zhì)量較高，經(jīng)公司研究決定使用無煙煤替代部分煙煤進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，并取得良好的效果。

1 無煙煤替代煙煤存在的問題

眾所周知，無煙煤揮發(fā)分較低（Vad≤6%），固定碳含量高，燃燒溫度高，與單一使用煙煤相比，技術(shù)參數(shù)發(fā)生變化，需要重新確定。

1．1 細(xì)度的確定

按化學(xué)反應(yīng)控制機(jī)理，碳粒燃盡時間與其初始直徑成正比，要提高煤粉燃燒速率，就要降低煤粉的細(xì)度，才能滿足生產(chǎn)需要。我們翻閱大量文獻(xiàn)，總結(jié)立窯燒結(jié)經(jīng)驗(yàn)，研究決定煤粉細(xì)度（80μm 方孔篩）＜5．0%。

1．2 工藝參數(shù)的確定

由于分解爐內(nèi)的煤粉為“無焰燃燒”，不會形成高溫集中的“火焰”，因而煤只能靠迅速分散與爐內(nèi)氣流密切接觸，得到所需要的氧和著火溫度，才能較好地燃燒。揮發(fā)分含量高的煤，著火溫度低，燃燒速率高，可帶動固定碳的著火和燃燒，加快物料的反應(yīng)速度。隨著無煙煤的摻入，揮發(fā)分降低，燃燒速率低，火焰被拉長，容易結(jié)長窯皮、結(jié)圈，嚴(yán)重時分解爐內(nèi)煤粉不能完全燃燒，造成預(yù)熱器結(jié)皮、堵塞等工藝故障發(fā)生。合理工藝參數(shù)的確定能有效防止各種不正常工藝現(xiàn)象發(fā)生。

2 無煙煤替代部分煙煤的試驗(yàn)

為了避免大量無煙煤的摻入給生產(chǎn)造成損失，研究決定用30%的無煙煤替代煙煤進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)分20%無煙煤替代煙煤和30%無煙煤替代煙煤兩個階段進(jìn)行。

2．1 用20%的無煙煤替代煙煤煅燒水泥熟料試驗(yàn)

用20%無煙煤的試驗(yàn)，具體數(shù)據(jù)見表 1、2。

從表1、2中數(shù)據(jù)可以分析出，用20%的無煙煤，窯的投料量降低了10t，這是由于分解爐內(nèi)煤粉的燃燒速率降低所致，煙煤燃燒時間大約是9s,現(xiàn)在摻20%的無煙煤燃燒時間大約為12s左右，導(dǎo)致物料的反應(yīng)速度降低。窯頭尾用煤總量減少 0．2t，煤磨磨機(jī)產(chǎn)量16t，產(chǎn)量降低2t，降低幅度為11．1%，，維持生產(chǎn)還有富余。窯尾溫度提高50℃，可以通過關(guān)小三次門開度，加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)，加快煤粉燃燒速度，窯尾溫度基本控制在1050℃。窯尾煙室偶爾有點(diǎn)結(jié)皮發(fā)生，人工很快就可處理干凈，對生產(chǎn)影響不大。

2．2 用30%的無煙煤替代煙煤煅燒

表1無煙煤替代煙煤的試驗(yàn)參數(shù)

表2無煙煤替代部分煙煤的實(shí)際參數(shù)

水泥熟料試驗(yàn)

用30%無煙煤的試驗(yàn)，具體數(shù)據(jù)見表1、表2。從表中可以看出，窯投料量降到175t／h，分解爐煤粉燃燒時間由9s增加到12．4s左右 ，投料量減少15t。 窯頭尾總用煤量減少0．2t， 分解爐出口溫度達(dá)到 890℃，結(jié)皮現(xiàn)象頻繁，為了避免分解爐及上升煙室結(jié)皮、堵塞現(xiàn)象發(fā)生，決定采用加大分料的方法，分解爐、上升煙室按6：4比例進(jìn)行分料 （原為 8：2比例），分解爐出口溫度得到有效控制。

在試驗(yàn)過程中，窯內(nèi)長厚窯皮頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重時形成料圈。分析后認(rèn)為，這是無煙煤在燒成帶沒有完全燃盡，小部分到過渡帶繼續(xù)燃燒，造成過渡帶溫度升高，液相提前出現(xiàn)，導(dǎo)致結(jié)長厚窯皮，嚴(yán)重時形成后圈。采取關(guān)小三次風(fēng)門開度，進(jìn)一步加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)，同時加大旋流風(fēng)比例和減少軸流風(fēng)比例，縮短火焰長度，使煤粉在燒成帶完全燃盡，并且規(guī)定每班動一次燃燒器的位置，從而有效地控制住結(jié)長厚窯皮、結(jié)圈現(xiàn)象再次發(fā)生。

為加快無煙煤的燃燒速度，根據(jù)窯頭尾用煤總量（15t／h），把煤粉細(xì)度控制在4%以下，磨機(jī)產(chǎn)量降到15．5t，磨機(jī)產(chǎn)量降幅為 13．3%，既可滿足生產(chǎn)需要，又進(jìn)一步加快煤粉燃燒速度，從而有效地防止工藝事故發(fā)生。

我公司用30%的無煙煤替代煙煤生產(chǎn)以來一直都很穩(wěn)定，偶爾出現(xiàn)結(jié)皮、結(jié)圈等工藝問題，都及時處理掉了，只要中控室操作員精心操作，并與現(xiàn)場工人緊密配合，不正常事故是可以避免的。

3 經(jīng)濟(jì)效益

我廠一年用煤12萬噸以上，如果按30%的無煙煤摻入，無煙煤和煙煤的價格相差90．00元，可節(jié)約資金300多萬元；摻入30%的無煙煤后，投料量降低15t／h,按300d機(jī)算，生產(chǎn)損失約98萬余元，兩項(xiàng)相抵，綜合經(jīng)濟(jì)效益增加200萬元。

TQ172．622．29

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2009－07－01；

沈 穎