降低入窯煤粉貧化的措施

GB16780—2021《水泥單位產品能源消耗限額》標準中對熟料單位產品綜合煤耗給出了明確要求（1級煤耗≤94kgce/t、2級煤耗≤100kgce/t、3級煤耗≤109kgce/t）。水泥生產企業(yè)都在尋找有效降低能耗的途徑，尤其是降低熟料煅燒系統(tǒng)的能耗，而在煅燒過程中所用煤粉的熱值和燃盡率是保證煅燒系統(tǒng)熱耗降低和穩(wěn)定運行的重要條件，煤磨系統(tǒng)合理的取風設計又是保證煤粉的熱值、水分及細度的重要前提。在“碳中和和碳達峰”的政策引導下，我公司積極采取有效的降耗措施，本文對降低入窯煤粉貧化的具體措施進行介紹。1、問題描述及原因分析隨著優(yōu)質煤礦資源的緊缺和市場變化影響，目前大多數(shù)水泥生產企業(yè)使用煙煤與無煙煤搭配的混合煤，且原煤收到基熱值低（低位發(fā)熱量約在22?990kJ/kg），這就要求在煤粉制備過程中盡可能降低煤粉貧化，以保證煤粉的熱值和燃盡率，降低燒成系統(tǒng)能耗。我公司煤粉制備系統(tǒng)的熱風取自窯尾預熱器出口的廢氣，取風位置在高溫風機后，熱風進入煤磨系統(tǒng)前通過2個旋風收塵器除去廢氣中攜帶的窯灰，入磨原煤和入窯煤粉工業(yè)分析見表1。從表1可以看出，入窯煤粉灰分增加了3.46%，由此可見入煤磨熱風含塵濃度偏高，煤粉貧化嚴重。貧化后的煤粉燃燒不完全，燒成帶火焰溫度低，易造成熟料煅燒不好或窯尾結皮嚴重，回轉窯不能穩(wěn)定運行，導致熟料燒成能耗升高。表1入磨原煤和入窯煤粉分析回轉窯穩(wěn)定運行時，測得高溫風機出口煙氣中粉塵的濃度為85g/m3左右，對其使用粒度分析儀檢測，窯灰中＜32μm的約占98%，＜6μm的約占55%，對煤磨磨機入口粉塵檢測，窯灰中＞6μm的約占20%。通常情況下旋風收塵器只對10μm以上的顆粒保持很高的分離效率，對直徑小于6μm的細顆粒的分離效率相對較低。C1旋風筒、煤磨旋風收塵器收塵效率低，導致出煤磨煤粉中含有約3%~4%的窯灰粉塵，使入窯煤粉的熱值偏低，這是入窯煤粉貧化的主要原因。外界環(huán)境溫度低時，加大煤磨高溫風機拉風，才能保證入磨溫度，煤磨高溫風機轉速由35Hz提高到45Hz，這樣就導致了旋風收塵器、風管內風速偏高，進一步降低了收塵效率，這是煤粉貧化的另一個主要原因。2、解決方案針對以上入窯煤粉貧化的原因和現(xiàn)場實際情況，經考察評估后，決定首先提高C1分離效率，降低預熱器出口廢氣中窯灰的含量；其次對煤磨旋風收塵器進行改造，提高收塵效率；最后通過調整煤磨運行參數(shù)，降低系統(tǒng)用風量，解決入窯煤粉貧化問題，提高煤磨產量。2.1提高預熱器出口C1分離效率在C1旋風筒錐部增加尾渦隔離器，尾渦隔離器直徑1?200mm，安裝在距離旋風筒錐部1.5m處，尾渦隔離器與旋風筒周邊保持500~800mm間隙，可以降低旋風筒下部的風速和料流速度。當旋風筒內物料被風帶到該區(qū)域后，在重力作用下，直接落入下料管中，同時還能解決下一級下料管翻板閥鎖風不嚴，導致內漏風向上帶起粉塵的返料現(xiàn)象，進而提高C1分離效率，降低預熱器出口廢氣中窯灰的含量。為加強C1旋風筒的內漏風治理，C1下料管采用雙道翻板閥，加強鎖風效果。2.2煤磨旋風收塵器及管道技改對煤磨系統(tǒng)熱風管道2個旋風除塵器進行技改，通過計算并結合現(xiàn)場實際情況，把旋風收塵器旋風筒直徑由Φ2?100mm改造為Φ3?600mm，降低旋風筒內風速，把旋風筒內筒長度增加1.5m，提高分離效率。同時在旋風收塵器前后平管道處，增加兩個灰斗和下灰管道并加裝重錘鎖風閥，能夠及時排出管道內沉積窯灰并確保煤磨系統(tǒng)用風不受影響，見圖1。2.3煤磨運行參數(shù)優(yōu)化我公司風掃式煤磨規(guī)格為Φ3.8m×（7+2.5）m，配備有TLS1760動態(tài)選粉機，通過窯尾熱風在磨內完成烘干及粉磨。煤磨操作員習慣“大風帶大料”的操作，很少調整系統(tǒng)用風。目前公司控制指標為進廠原煤水分＜8.0%、煤粉水分＜3.0%，通過降低磨尾排風機轉速來降低磨內風速，降低煤粉在磨內流速，提高磨機研磨能力，從而達到降低高溫風機風量的目的。經過中控參數(shù)調整，在煤粉質量、臺時產量不變的情況下，磨尾排風機轉速由45Hz降到42Hz，磨內風速降低，動態(tài)選粉機轉速由85%降到81%，系統(tǒng)循環(huán)負荷降低，高溫風機轉速由80%降到77%，減少了熱風用量，降低了粉塵摻加量。圖1旋風除塵器改造3、技改后實際運行情況技改措施實施后，煤磨系統(tǒng)運行工況正常，入窯煤粉與入磨原煤灰分差值由3.46%降到0.89%，煤粉發(fā)熱量增加，見表2，入窯煤粉質量提高，窯系統(tǒng)7~9月份平均標準煤耗較技改前降低約1.1kgce/t，改造效果明顯。表2技改后入磨原煤和入窯煤粉分析4、結束語煤粉貧化是多種原因造成的，解決辦法也有很多種，對于不同取風系統(tǒng)應該具體分析，把旋風筒改成袋式收塵器，收