活性石灰車間煤制備系統(tǒng)節(jié)能減排工藝技術(shù)改造

李 堰

(云南天朗節(jié)能環(huán)保集團(tuán)有限公司)

1 概述

某活性石灰生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)30 萬噸活性石灰生產(chǎn)能力。煤粉制備系統(tǒng)是專門為石灰窯提供燃料的工藝配套設(shè)備，其主要功用是將塊狀的原煤磨制成粒徑≤80μm的煤粉，以供石灰窯生產(chǎn)活性石灰燃燒時(shí)所用。

在煤制備車間生產(chǎn)過程中，主要要進(jìn)行煤粉磨制、輸送、儲(chǔ)備等過程，由于該系統(tǒng)經(jīng)過多年的連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)備能源消耗、運(yùn)行成本已呈明顯上升趨勢(shì)，其控制技術(shù)比較落后、工藝設(shè)備日趨老化、運(yùn)行維護(hù)逐漸繁雜，導(dǎo)致煤粉生產(chǎn)效能低下、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行等問題的表現(xiàn)越來越突出，已嚴(yán)重影響豎窯生產(chǎn)組織的順利進(jìn)行?；钚允臆囬g煤粉制備生產(chǎn)工藝設(shè)施的污染物排放成為區(qū)域主要污染源點(diǎn)。隨著豎窯煅燒窯齡的延長(zhǎng)、煤粉制備工藝裝備的老化以及熱工監(jiān)測(cè)控制技術(shù)的落后，造成目前燃煤消耗上升，豎窯煙塵回收量增加，綜合成本居高不下的困難處境。為此，提出了活性石灰車間煤粉制備生產(chǎn)節(jié)能減排工作措施。

2 工藝流程及原理

煤制備系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)因素也比較多，主要流程為將儲(chǔ)存在原料場(chǎng)的塊狀原煤，經(jīng)鏟斗車或裝載機(jī)將其填加到皮帶輸送機(jī)上，然后經(jīng)皮帶輸送機(jī)送入到煤制備車間的振動(dòng)給料器，通過定量給料控制入磨煤量。用于控制原煤水分的熱源來自熱風(fēng)爐內(nèi)燃燒的煤塊，每天開磨煤操作前采用人工的方式引燃熱風(fēng)爐，先預(yù)熱系統(tǒng)半小時(shí)。根據(jù)出磨煤粉成品的水分及系統(tǒng)的溫度壓力狀況可調(diào)節(jié)百葉閥，以控制熱風(fēng)量，一般將熱風(fēng)量控制在150 ℃～200 ℃。

原煤烘干后進(jìn)入球磨機(jī)，在球磨機(jī)內(nèi)靠鋼球的慣性力、離心力以及摩擦力的共同作用，將塊狀原煤磨成煤粉，煤粉的粒度主要通過加入到球磨機(jī)中鋼球的直徑和比例來控制。在球磨機(jī)磨制煤粉過程中，出磨氣體經(jīng)過粗分離器除去粗粉，細(xì)粉進(jìn)入CCFM袋式除塵器，而分離下來的粗粉經(jīng)重力鎖風(fēng)閥返回磨頭繼續(xù)經(jīng)過球磨機(jī)磨制。從粗細(xì)分離器出來的廢氣中夾帶著所有細(xì)度合格的煤粉，進(jìn)入CCFM袋式除塵器進(jìn)行凈化，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后，由除塵風(fēng)機(jī)排入大氣。

由CCFM袋式除塵器收下的煤粉經(jīng)星型卸灰閥卸入到螺旋輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)將煤粉送入到煤粉制備成品倉儲(chǔ)藏。在煤粉制備成品倉內(nèi)的煤粉通過正壓氣力輸送系統(tǒng)將煤粉送到豎窯儲(chǔ)煤倉，然后定時(shí)定量的向豎窯內(nèi)加煤粉燃燒，燃燒的熱量和氣氛用于生產(chǎn)活性石灰。為防止煤粉在CCFM專用除塵器、煤粉儲(chǔ)備倉內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸事故，煤粉輸送管道要作防爆設(shè)計(jì)。

工作原理如圖1。

圖1 煤制備系統(tǒng)工作原理

3 存在的問題

配套兩條DTMΦ3000 球磨煤粉制備工藝生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力≥4.2 t/h，輸送泵儲(chǔ)存量≤1.0 t/次，豎窯煤粉倉50 t/倉，中間生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間約≥12 h。而煤制備系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)能力為1#系統(tǒng)每小時(shí)3～4 泵，每泵800 kg，最大生產(chǎn)能力為3.2 t/h，2#系統(tǒng)每小時(shí)5 泵，每泵700 kg，最大生產(chǎn)能力為3.5 t/h。

為徹底查找原因，解決根本問題，實(shí)現(xiàn)煤制備工藝的高效低能運(yùn)營(yíng)，對(duì)煤制備系統(tǒng)進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題如下。

(1) 原系統(tǒng)工藝CCFM除塵器已老化不能滿足生產(chǎn)需要，工作時(shí)間長(zhǎng)，操作工勞動(dòng)強(qiáng)度大，每天生產(chǎn)前對(duì)CC4 除塵布袋進(jìn)行清灰，清灰時(shí)用風(fēng)管吹布袋30 min，工作10 h 后除塵效果下降，要再次清灰且整套系統(tǒng)問題較多。

(2) 由于設(shè)備長(zhǎng)久運(yùn)行，造成系統(tǒng)漏風(fēng)率增高、鎖風(fēng)閥部分失效、球磨機(jī)服務(wù)年限長(zhǎng)、工況不穩(wěn)定、球磨機(jī)襯板磨損大、鋼球級(jí)配不合理等問題，造成煤粉制備工藝設(shè)備生產(chǎn)能力明顯降低，生產(chǎn)效率不足50 %。

(3) 除塵器引風(fēng)機(jī)風(fēng)力明顯偏小，風(fēng)量不夠造成煤粉制備生產(chǎn)工作現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵污染嚴(yán)重，崗位粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，員工工作環(huán)境惡劣，合格煤粉產(chǎn)品從工藝制備過程中流失，造成極大浪費(fèi)。

(4) 整個(gè)系統(tǒng)抽風(fēng)量不夠，造成含煤粉氣體輸送管網(wǎng)部份紊流點(diǎn)積塵，需增加管道人工清掃工作，增大了人工工作量，且清掃過程中又引起了二次揚(yáng)塵污染，崗位粉塵嚴(yán)重超標(biāo)。

(5) 磨煤過程中的煤粉水份控制失效，造成CCFM除塵器布袋濾料表面結(jié)露，外觀表象為內(nèi)濾式布袋煤粉結(jié)露粘糊。

(6) 煤粉制備成本居高不下，主要為連續(xù)低效率高負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，造成車間電能消耗偏高，直接影響車間生產(chǎn)總成本的控制能力。

(7) 球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)、卸灰閥等主要工藝設(shè)備的跑、冒、滴、漏嚴(yán)重。

4 解決方案

(1) 針對(duì)石灰車間煤粉制備系統(tǒng)改造工程-煤制備粉塵(布袋工作溫度≤120 ℃)、超細(xì)(小于10μm占粉塵量≥90 % )、低比重(≤1.4 t/m3)的特點(diǎn)特殊設(shè)計(jì)的CCFM-725 氣箱脈沖防爆收料器，合理地滿足了粉塵沉降時(shí)間短、進(jìn)風(fēng)煙氣易直接損壞濾袋、灰倉積塵受濁塵氣流干擾等弊端，營(yíng)造了優(yōu)良的濁室氣流環(huán)境，并帶有防爆孔，使除塵器各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了配套煤制備系統(tǒng)的生產(chǎn)需要。

(2) 對(duì)球磨機(jī)襯板進(jìn)行更換，鋼球級(jí)配根據(jù)煤粉粒度要求進(jìn)行重新搭配，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，更換重力鎖風(fēng)閥，降低系統(tǒng)漏風(fēng)率。

(3) 在不改變風(fēng)機(jī)的情況下，將所有卸灰系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)設(shè)備均采用連續(xù)工作制，同時(shí)袋式除塵器采用分室離線清灰，脈沖間隙降低為20 min左右一個(gè)周期，平均脈沖間隔小于75 s，從而降低除塵器布袋阻力，增大風(fēng)機(jī)工作風(fēng)力。

(4) 更換部分輸送管道，將φ900 管道改為φ650 管道，在風(fēng)量不變的情況下提高管道內(nèi)的風(fēng)速，從而減少紊流點(diǎn)積塵。

(5) 增加除塵器進(jìn)口溫度熱工測(cè)量?jī)x表和C0濃度測(cè)量?jī)x表，控制布袋除塵器溫度。

(6) 在改造過后力求每條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力達(dá)到6 泵/h，保證煤制備生產(chǎn)只需10～12 h 就能滿足兩座堅(jiān)窯生產(chǎn)用煤，可以縮短生產(chǎn)時(shí)間4 h，電耗與煤耗均可下降。

(7) 加強(qiáng)設(shè)備及工作現(xiàn)場(chǎng)管理工作，杜絕球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)、卸灰閥等主要工藝設(shè)備的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。

5 效果分析

煤制備系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造后，煤制備產(chǎn)量比原先有了大幅度的提升，1#系統(tǒng)4 泵/h，每泵800 kg，提高到6 泵/h，而2#系統(tǒng)由改造前的5泵/h，每泵700 kg，提高到7 泵/h，生產(chǎn)時(shí)間降低4 h，同時(shí)全面改變煤制備工藝現(xiàn)狀。

(1) 徹底改善煤粉制備工藝裝備生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備及部分工藝進(jìn)行必要的技術(shù)改進(jìn)，最大限度地提高設(shè)備工作效率，實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)量30 %，實(shí)現(xiàn)煤粉制備工序直接加工成本降低10 %的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

(2) 生產(chǎn)時(shí)間的降低，使總用電耗降低5 %左右，電能綜合成本降低15 %。

(3) 改善豎窯燃燒現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)石灰窯緞燒工藝煤耗降低5 %以上的節(jié)能目標(biāo)。

(4) 改善了區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生。

(5) 結(jié)合豎窯燃燒工況，對(duì)燃煤成份與配方進(jìn)行了合理的調(diào)整，從源頭降低燃煤消耗。

6 結(jié)語

煤制備車間節(jié)能減排技術(shù)改造后，證明節(jié)能減排技術(shù)改造是成功的，同時(shí)也得到了一些啟示:

(1) 對(duì)工藝技術(shù)裝備比較落后的設(shè)備進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造，可以提高生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。

(2) 對(duì)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能減排技術(shù)改造，是保證設(shè)備長(zhǎng)期有效運(yùn)行的一項(xiàng)重要措施。