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某水泥厂回转窑工艺的优化改进

2015-12-31 16:43:17

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近年来,煤炭资源出现紧张状况,价格成本上升,为节约成本,某水泥厂不得不降低原燃料的质量,再加上石灰石品位的逐步下降,造成了回转窑系统产量和质量的同时削减。为改善这种状况,该水泥厂通过深入分析研究,对回转窑工艺进行了优化改造,效果显著。

红星回转窑实拍展示图1

一、生产线主机配置及优化改造前的生产情况

这两条生产线的主机配置为:双系列旋风预热器+TDF炉,回转窑,高温风机,篦冷机和窑头燃烧器等。存在的主要问题有以下三方面:

1、随着当地石灰石品位下降,入磨石灰石中的w(SiO2)值高达6.5%左右;原煤中挥发分下降、水分和灰分增加、发热量下降等。由此造成系统熟料热耗高达870×4.18kJ·kg-1;入窑煤粉水分大(达到3%左右);窑头窑尾废气温度高等。另外,熟料中经常出现黄心料,f-CaO波动大,升重低、熟料结粒差、飞砂严重、28d强度不高。

红星回转窑实拍展示2

2、窑尾烟室及分解炉缩口容易结皮,窑内37~44m处经常结长厚圈。窑内结长厚窑皮严重时,造成窑尾经常漏料;即使生料投料量降为120t/h时,窑尾仍有大量漏料。窑尾漏料会对窑尾密封装置的使用寿命造成不利影响,同时又污染环境且增加员工的劳动强度。

3、预热器塌料频繁,经常造成三级筒堵料,窑况不稳定。为此在容易堵料的三级筒下料管内,插入压缩空气管做物料的导流作用,堵料虽有所缓解,但时常还有堵料现象的发生。

大型回转窑作业现场

二、主要问题分析

1、当地石灰石和烟煤资源紧张,造成进厂原燃料质量降低,从而引起了系列问题。如生料易烧性变差,料难烧。如煤质变差,使窑内火焰燃烧速度慢,火焰分散,造成高温不集中,系统工况不稳定;继而导致熟料结料差、冷却效果差,造成窑头废气和冷却后熟料温度高;煤粉后燃烧,使预热器出口温度高(达385℃±10℃),各级筒的温差小,热交换效率低。由此造成熟料烧成热耗高,熟料强度降低,混合材掺加量下降;易磨性变差,水泥磨台时产量下降等,从而极大地增加了企业的生产成本。因此,原燃料质量的改变是主要原因。

大型回转窑细节实拍展示

另外,生产线投产5年来,三次风管内耐火材料强度明显下降,经常出现三次风管顶部红出,应急处理为背部打浇注料,造成三次风管内耐火材料和细熟料积聚增加,使三次风管阻力及风速增加,导致预热器系统用风不平衡;加之各系统漏风严重,预热器内循环增加等,从而造成预热器气流紊乱,塌料频繁发生。

三、应对措施

1、加强与石灰石、烟煤的供应商联系,采取进厂前预化验,严把原燃材料进厂质量关,将质量差的原燃材料拒之厂外。同时加强厂内场地堆放管理,做好各原燃材料搭配使用;并提高石灰石均化库、煤均化库的堆料层和生料均化库的库内料位,增加各工序的取样频次,做到预先控制,提高配料的预见性,稳定生料化学成分。

2、提高窑头煤粉的燃烧速度及窑尾分解炉煤粉的燃尽率。影响煤粉燃烧速度的因素主要有水分、灰分、固定碳、细度、燃烧器的性能等,根据目前使用煤粉的发热量低、水分高、挥发分低等特点,采取的应对措施为:

正在运行工作的红星回转窑

(1)更换煤磨系统烘干仓内破损的扬料板,并降低二仓的平均球径,清理各管道的积灰与积料等,以增加煤磨系统的通风量,确保煤粉细度(80μm筛余)控制在5%之内,水分控制在1.8%之内,为煤粉的充分燃烧创造条件。

(2)在设备配置、原燃材料、配料等工艺条件相同的情况下,燃烧器的性能将影响熟料质量。为了降低一次风用量,增加对高温二次风的利用,增强燃烧器的推力,加强对二次风的携卷,增加煤粉与燃烧空气的混合,增加对各通道风量、风速的调节手段,提高燃烧速率,提高窑系统的热效率,使火焰形状与温度场容易按需要灵活控制,满足现在煤质的要求,通过多厂家比较了解,更换了新的燃烧器。与旧燃烧器相比,新燃烧器在结构上具有拢焰罩更短;外风道与内风道的截面积更小;煤风道的截面积更大等特点。因此新燃烧器投用后,能增大一次风与煤风、二次风的速差,使煤粉充分混合且具有携卷高温二次风的能力,提高对煤质的适应能力,促使火焰更完整、更活泼,煤粉燃烧更完全,提高了窑烧成带的热力强度。

红星回转窑作业现场远景

(3)对影响系统用风的各环节进行了仔细的检查,更好地调节窑系统的工艺用风;对篦冷机的各风室、管道、篦板的通风孔进行了清理,提高篦冷机的冷却效果,降低熟料温度,提高二次风温;清理三次风管内的积料,并更换三次风管内的耐火材料,确保三次风管的风量和风速。另外对各漏风点进行了彻底的密封堵漏,可控制预热器系统的塌料现象。

(4)提高预热器系统的换热效果,降低熟料的热耗。预热器中的热交换80%在管道内完成,20%在旋风筒内完成;其换热效率主要受物料在管道中的分散性、各级筒的收尘效率、各筒上升管道气流与物料的速差、生料粉的性能等因素影响。为提高预热器换热效率,进行了针对性改造和调整措施:一是提高预热器内各撒料箱的下料角度,并在撒料板上加装物料分散装置,对物料实施强制分散,以提高物料在管道中与气流的速差与分散效果;二是增加C4、C5级的内筒高度,以提高这两级旋风筒的收尘效率;三是检查各翻板阀在下料管中的间隙和调节翻板阀的配重,确保正常生产时下料的顺畅与锁风效果。

安装检测中的回转窑

通过以上措施的优化改造,稳定了窑系统的运行工况,减少了系统工艺故障的发生次数,降低了环境污染和员工的劳动强度,回转窑系统产量提高,质量也明显改善。总的来说,该厂的此次改造较成功,具有推广借鉴意义。欢迎有需要的用户来红星机器订购设备,更多详情欢迎免费咨询

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