低熱值無(wú)煙煤預(yù)分解窯上的應(yīng)用

0 前言

四川筠連西南水泥有限公司，建有一條5000t/d熟料新型干法生產(chǎn)線(xiàn)，于2010年底投產(chǎn)。公司雖地處“煤都”之稱(chēng)的筠連縣巡司鎮(zhèn)，但卻無(wú)福享用此地的煤炭資源，靠公司最近的南北兩大煤礦主要產(chǎn)電煤，無(wú)煙煤收到基熱值在3800～4400kcal/kg，全硫在1.2%以下;高熱值無(wú)煙煤只有云南彝良、昭通、牛街等地才有，但其全硫含量高，最高達(dá)到5.5%，單獨(dú)使用這兩種煤炭既不經(jīng)濟(jì)又不可行。

宜賓地區(qū)的煤炭大部分是低熱值無(wú)煙煤，且價(jià)格較煙煤低，低熱值無(wú)煙煤因其燃燒特性的影響，限制了低熱值無(wú)煙煤在水泥行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。然而，我公司在項(xiàng)目建設(shè)期就有利用無(wú)煙煤煅燒熟料的想法。投產(chǎn)后，公司從就地取材的角度出發(fā)，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，降低水泥生產(chǎn)成本，大膽使用低熱值無(wú)煙煤煅燒水泥熟料，經(jīng)過(guò)兩年試驗(yàn)、實(shí)踐和探索，逐漸掌握了回轉(zhuǎn)窯煅燒低熱值無(wú)煙煤的技術(shù)，并積累了較好的經(jīng)驗(yàn)。

1 低熱值無(wú)煙煤

低熱值無(wú)煙煤具有揮發(fā)分含量低，著火較困難，燃燒速度慢，不易燃盡，燃燒火焰較長(zhǎng)等燃燒特性，要較好地利用低熱值無(wú)煙煤煅燒熟料，降低對(duì)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的負(fù)面影響，主要是根據(jù)低熱值無(wú)煙煤揮發(fā)分含量低(見(jiàn)表1)，著火較困難，燃燒速度慢，不易燃盡，燃燒火焰較長(zhǎng)的特性，為低熱值無(wú)煙煤的燃燒創(chuàng)造良好的燃燒環(huán)境。低熱值無(wú)煙煤良好的燃燒環(huán)境就是較高的燃燒溫度和低熱值無(wú)煙煤改性。

2 使用低熱值無(wú)煙煤的技術(shù)措施

2.1 固化篦冷機(jī)的“0”壓區(qū)

在窯頭AQC鍋爐排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、煤磨引風(fēng)機(jī)的抽力作用下，篦冷機(jī)內(nèi)存在相對(duì)的“0”壓區(qū)。如果增加窯頭排風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量或料層厚度，會(huì)使高溫段冷卻風(fēng)機(jī)出風(fēng)量減小，“0”壓區(qū)將會(huì)前移(向窯頭方向)，則二次風(fēng)量下降，窯頭負(fù)壓增大;降低窯頭排風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量或料層厚度，會(huì)使高溫段冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量增大，“0”壓區(qū)將會(huì)后移，則二次風(fēng)溫下降風(fēng)量增大，窯頭負(fù)壓減小。所以在操作中如何穩(wěn)定“0”壓區(qū)，以及“0”壓區(qū)在篦冷機(jī)中的位臵確定，對(duì)于保證足夠量的高溫二次風(fēng)是非常關(guān)鍵的。為了降低操作人員的因數(shù)對(duì)二次穩(wěn)定行的影響，我公司在篦冷機(jī)高溫區(qū)和中溫區(qū)處增設(shè)隔墻。有效地保證了二次風(fēng)溫的穩(wěn)定。

表1 低熱值無(wú)煙煤工業(yè)分析(kcal/kg)

2.2 調(diào)整高溫區(qū)風(fēng)機(jī)的葉片角度和葉片數(shù)量

我公司使用的是成都設(shè)計(jì)院新開(kāi)發(fā)的“S”型第四代篦式冷卻機(jī)，其物料的輸送靠推料棒和氣力共同作用。在試生產(chǎn)初期，為了提高入窯和入爐的風(fēng)溫，把高溫段的料層控制在800～900mm厚，明顯發(fā)現(xiàn)篦下室壓力超過(guò)控制參數(shù)，熟料移動(dòng)緩慢，油壓系統(tǒng)壓力超高，推雪人裝臵處明顯積料，風(fēng)機(jī)的電流偏低，只能達(dá)到電機(jī)額定電流的70左右，二次風(fēng)溫也只有900℃左右，風(fēng)溫明顯偏低。經(jīng)過(guò)分析確認(rèn)，高溫段風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓偏低，無(wú)法把熟料吹成沸騰狀，冷卻風(fēng)和熟料無(wú)法進(jìn)行良好的熱交換。為了改變這種狀況，決定更換高溫段的風(fēng)機(jī)葉輪，風(fēng)機(jī)葉輪尺寸不變，調(diào)大風(fēng)機(jī)葉輪的角度，增加葉輪的片數(shù)。通過(guò)對(duì)高溫段風(fēng)機(jī)葉輪的改造，投入到生產(chǎn)運(yùn)行中去，風(fēng)機(jī)電流基本達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷，入窯二次風(fēng)溫明面提高，由原先的900℃提高1070℃左右，為低熱值無(wú)煙煤的煅燒創(chuàng)造了較好燃燒環(huán)境。

2.3 提高二、三次風(fēng)溫

我公司窯頭排風(fēng)機(jī)出口的廢氣溫度在120℃左右，為了有效地利用這部分余熱，通過(guò)技改，在窯頭排風(fēng)機(jī)出口處安裝一條管道(為了防止管道熱損失，管道一定要進(jìn)行保溫)，把窯頭廢氣熱風(fēng)引入高溫段冷卻風(fēng)機(jī)的入口，作為高溫段熟料的冷卻介質(zhì)。提高了冷卻風(fēng)的升溫速率，同時(shí)也有效地提高了二次風(fēng)溫50℃左右。

2.4 摻入適當(dāng)比例的酒糟，對(duì)低熱值無(wú)煙煤進(jìn)行改性

酒糟含水量60左右，酒糟里面含有大量的稻谷殼，酒糟在烘干后，著火點(diǎn)低，揮發(fā)分高(見(jiàn)表2)，升溫達(dá)到燃點(diǎn)(300～400℃)后能快速燃燒，酒糟與低熱值無(wú)煙煤搭配使用后，能起到對(duì)低熱值無(wú)煙煤的改性作用，使低熱值無(wú)煙煤的燃燒速度有較明顯的提高。

工業(yè)分析數(shù)據(jù)(%) 熱值(kcal/kg)編號(hào) 名稱(chēng)分析分析熱值A(chǔ)1 酒糟 62.4 8.37 12.12 64.6 0.39 1988收到水分 水分 灰分 揮發(fā)分 全硫 收到熱值5708 A2 酒糟 68.6 9.5 9.85 65.1 0.17 1606 5760

酒糟含水量60%左右，酒糟里面含有大量的稻谷殼。酒糟在烘干后，著火點(diǎn)低，揮發(fā)分高，升溫達(dá)到燃點(diǎn)(300～400℃)后能快速燃燒，酒糟與低熱值無(wú)煙煤搭配使用后，

2.5 控制煤粉細(xì)度

細(xì)度對(duì)無(wú)煙煤燃燒是至關(guān)重要的。煤粉的細(xì)度越細(xì)，其燃盡溫度越低，燃盡時(shí)間越短，合理地提高煤粉細(xì)度可以彌補(bǔ)因揮發(fā)分低帶來(lái)的燃燒差異。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒是擴(kuò)散控制過(guò)程，煤粉燃燼的時(shí)間正比于顆粒直徑的二次，而分解爐內(nèi)燃燒是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程占主導(dǎo)地位，燃燼時(shí)間比于顆粒直徑，所以增加細(xì)度對(duì)前者影響大于對(duì)后者的影響。為了克服低熱值無(wú)煙煤的缺陷，在粉煤的質(zhì)量控制指標(biāo)中，盡量把低熱值無(wú)煙煤的細(xì)度控制在1.2以?xún)?nèi)(80μm篩余量)。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用低熱值無(wú)煙煤煅燒水泥熟料是可行的。通過(guò)以上的技術(shù)措施，利用4600～4800kJ/kg的低熱值無(wú)煙煤煅燒水泥熟料，能確?；剞D(zhuǎn)窯產(chǎn)能的發(fā)揮，能煅燒出優(yōu)質(zhì)的熟料質(zhì)量，熟料3d、28d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)30MP、58MPa以上。且比用高熱值無(wú)煙煤年節(jié)約2000萬(wàn)元，比使用有煙煤年節(jié)約3000萬(wàn)元。