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利用熟料冷卻余熱烘干原煤的生產(chǎn)實(shí)踐

    八方水泥公司原設(shè)計(jì)為兩條600t/d的Ф3.2m×52m預(yù)熱器窯水泥生產(chǎn)線,煤粉制備采用兩臺(tái)Ф2.2m×4.4m風(fēng)掃式煤磨,設(shè)計(jì)臺(tái)產(chǎn)9.0t/d。后來(lái),將兩條預(yù)熱器窯全部改造為預(yù)分解窯。如將煤磨更換,原設(shè)備只有廢棄,新建成本太高。為節(jié)約技改投資,故煤磨仍保留利用。技改后,兩臺(tái)窯單機(jī)臺(tái)產(chǎn)平均達(dá)到了1500t/d以上,煤磨產(chǎn)量嚴(yán)重不足。只有依靠提高煤質(zhì)和放細(xì)度維持生產(chǎn)。但是,在陰雨和寒冷季節(jié),或原煤水分高時(shí),無(wú)法保證煤粉供應(yīng),使生產(chǎn)和能耗均遭受巨大損失。煤磨產(chǎn)量成為制約生產(chǎn)的瓶頸。

    原來(lái)煤磨系統(tǒng)未采取原煤預(yù)烘干措施,只是從窯頭抽取蓖冷機(jī)高溫風(fēng)人磨,在磨內(nèi)烘干原煤。熱風(fēng)在磨內(nèi)停留時(shí)間太短,烘干能力不足。煤磨集烘干和粉磨功能于一體,限制了粉磨能力的發(fā)揮。因此我們將烘干功能移到磨外,對(duì)原煤采取“先烘干,再人磨”的方案進(jìn)行技術(shù)改造,以提高磨機(jī)產(chǎn)量。

    為達(dá)到利用廢棄熱資源的 目的,根據(jù)設(shè)備安裝空間不足的實(shí)際情況,決定利用篦冷機(jī)中溫段剩余熱風(fēng),采用新型立式烘干塔,對(duì)進(jìn)廠原煤進(jìn)行預(yù)烘干。

1 烘干系統(tǒng)工藝設(shè)置
1.1 設(shè)備配置
    根據(jù)生產(chǎn)要求和工藝計(jì)算(略),確定的系統(tǒng)工藝設(shè)備配置見(jiàn)表1。

1.2 系統(tǒng)工藝流程 (圖l)
    由圖1可見(jiàn),貯庫(kù)內(nèi)原煤由皮帶機(jī)l喂人原煤倉(cāng)2,經(jīng)調(diào)速秤3計(jì)量后通過(guò)提升機(jī)4喂進(jìn)立式烘干塔5,利用蓖冷機(jī)中段熱風(fēng)對(duì)原煤進(jìn)行烘干。烘干后的原煤經(jīng)雙輥破碎機(jī)破碎機(jī)6破碎,由板鏈提升機(jī)7分別送人 皮帶機(jī) 11、12,供應(yīng)1、2號(hào)煤磨干燥原煤。

 

    立式烘干塔所需熱風(fēng)分別由l、2 號(hào)蓖冷機(jī)提供,塔內(nèi)及輸送設(shè)備廢氣經(jīng)氣箱脈沖收塵器8處理后由風(fēng)機(jī) 9排出。收回的干燥煤粉由螺旋輸送機(jī)10送人干煤倉(cāng)。

1.3 設(shè)備配置注意事項(xiàng)

 

    立式烘干塔采用逆流熱交換原理,利用熱氣流對(duì)物料進(jìn)行烘干。烘干原煤時(shí),在人塔廢氣溫度達(dá)到450 ℃狀態(tài)下,首先由智能料位儀下達(dá)指令給提升機(jī)進(jìn)行工作,將小于30mm的原煤喂人烘干塔,進(jìn)人預(yù)熱帶;后經(jīng)電動(dòng)截流器送人多組相互重疊的撒料錐、滑料盆,反復(fù)均勻滑落;再經(jīng)數(shù)組電動(dòng)截流配重秤,陸續(xù)進(jìn)人烘干帶。烘干后的物料自由沉落,進(jìn)人干躁帶。物料在運(yùn)行過(guò)程中,與上升的熱氣流進(jìn)行反復(fù)迂回的各種形式熱交換。物料中的水分烘干后,通過(guò)自動(dòng)測(cè)濕儀下達(dá)指令給輸送設(shè)備輸出。但是,利用蓖冷機(jī)中低溫段剩余熱風(fēng),對(duì)煙煤進(jìn)行烘干,設(shè)備配置時(shí)有幾點(diǎn)要高度重視：

    (l)入塔溫度控制。煙煤炭化程度較高,可燃基揮發(fā)分含量一般在25%～32%之間。結(jié)構(gòu)致密、較為堅(jiān)硬,比重較大,著火溫度約為500～550℃。當(dāng)入烘干塔熱風(fēng)溫度過(guò)高或塔內(nèi)堵塞時(shí),極易造成原煤著火。塔 內(nèi)堵塞偏風(fēng)時(shí),也容易導(dǎo)致收塵器內(nèi)煤粉燃燒。原煤的水分、品質(zhì)和季節(jié)變換對(duì)烘干效果都有較大影響。因此,烘干溫度控制尤其重要。我公司入塔廢氣溫度嚴(yán)格控制在440～480℃。

    (2)塔內(nèi)風(fēng)速控制。由于入塔余熱氣體控制溫度較低,根據(jù)熱平衡要求,就必須采用大量廢氣才能達(dá)到烘干物料的目的。風(fēng)量不足,會(huì)嚴(yán)重制約烘干效果。但大量的低熱氣體勢(shì)必增大塔內(nèi)氣體流速。風(fēng)速過(guò)大,不 僅導(dǎo)致氣體與物料熱交換時(shí)間短,出烘干塔廢氣溫度過(guò)高,并且,將細(xì)物料帶走過(guò)多,增大收塵器負(fù)擔(dān)。因此,在確定烘干塔直徑時(shí),要留有充足余量。我公司選擇的立式烘干塔有效內(nèi)徑為Ф3.om。

    (3)溫度調(diào)節(jié)控制。篦冷機(jī)中溫段熱風(fēng)溫度不高,適宜用于煙煤烘干,但熱氣流由底部入塔經(jīng)過(guò)干 燥帶,熱量消耗較大,進(jìn)入烘干帶后溫度降低,影 響到烘干效果。烘干帶被拉長(zhǎng),使預(yù)熱帶能力和交換效率均受到很大影響。尤其在冬季,當(dāng)烘干塔出口廢氣溫度降低到70℃以下時(shí),會(huì)導(dǎo)致收塵器結(jié)露,影響收塵器的正常工作。因此,必須在烘干塔中部增設(shè)二次風(fēng)管,采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,對(duì)塔內(nèi)溫度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)控制,以解決烘干及預(yù)熱帶溫降問(wèn)題。

2 系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)試
2.1 生產(chǎn)工藝參數(shù)
    我公司系統(tǒng)溫度控制指標(biāo)見(jiàn)表2。

2.2 系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)試
　　(l)二次風(fēng)的設(shè)置與調(diào)節(jié)。要提高立式烘干塔的熱交換效率,必須恰當(dāng)設(shè)置和合理使用二次風(fēng)。二次風(fēng) 的設(shè)置與企業(yè)所處地域氣候條件有關(guān)。我公司烘干塔塔內(nèi)設(shè)置撒集料錐盆八組。兩個(gè)主風(fēng) 對(duì)稱(chēng)安裝在底部第一組實(shí)心集料盆上部,二次風(fēng)管兩個(gè)進(jìn)風(fēng)口,分別對(duì)稱(chēng)安裝在上部第三、四和第四、五組撒集料錐盆之間。各風(fēng)管進(jìn)風(fēng)口都安裝蝶閥,生產(chǎn)時(shí)根據(jù)烘干塔出口廢氣溫度調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量,我公司廢氣溫度控制范圍在90～120℃左右。

 

    (2)篦冷機(jī)熱風(fēng)粉塵的處理。篦冷機(jī)熱風(fēng)中含有大量粗顆粒高溫粉塵,當(dāng)塔內(nèi)料流不暢時(shí),粉塵被挾帶進(jìn)入烘干塔,容易引起煙煤燃燒起火。因此,管道風(fēng)速不宜過(guò)高。但是,風(fēng)速低會(huì)造成管道積灰。為此,我公司在篦冷機(jī)熱風(fēng)出口管道上設(shè)一沉降室,操作中控制管道風(fēng)速在15m/s左右。

    (3)入塔物料的粒度控制。原煤中常含有粒徑為200～30mm的大塊,入塔后被卡在集料盆與塔壁之間,造成塔內(nèi)堵料,長(zhǎng)時(shí)間接觸高溫氣體就引起自燃和起火,而且,由于出塔物料超出雙輥破碎機(jī)鉗角極限值,破碎機(jī)經(jīng)常被壓死。針對(duì)上述情況,我公司在皮帶輸送機(jī)前增設(shè)了一臺(tái)振動(dòng)篩,將大于50mm的物料篩除,破碎后再入塔,解決了塔內(nèi)和破碎機(jī)堵塞問(wèn)題。

3 效果
    (l)烘干塔投運(yùn)后,入磨原煤平均水分<4%,平均粒徑≤30mm,≤20mm的占到80%以上。較好地改善了物料性能,磨機(jī)產(chǎn)量得到有效提高,滿足了回轉(zhuǎn)窯煅燒需求。原兩臺(tái)煤磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量約在9t/d左右,改造后分 別達(dá)到了11.0t/d和12.0t/d,提高產(chǎn)量12.2%的13.3%,綜合電耗與改造前基本持平。在供電緊張情況下,實(shí)現(xiàn)了完全避尖峰電生產(chǎn),年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)15余萬(wàn)元。

    (2)因原來(lái)煤粉供應(yīng)不足,只能采用優(yōu)質(zhì)煤放細(xì)度維持生產(chǎn),入窯煤粉細(xì)度達(dá)到16%以上。煤磨產(chǎn)量提高后,將細(xì)度壓到12% 以下,煤質(zhì)要求放寬。由于壓低了煤粉細(xì)度,消除了分解爐煤粉不完全燃燒狀態(tài),燃料消耗得到有效降低。

    (3)由于兩臺(tái)回轉(zhuǎn)窯超產(chǎn)幅度較大,篦冷機(jī)能力不足,熟料冷卻質(zhì)量不好,出篦冷機(jī)熟料平均溫度達(dá)200℃以上,利用烘干塔,抽取利用了部分高中溫段熱風(fēng)，改善了篦冷機(jī)的冷卻效果,熟料溫度降至150℃左右，28d抗壓強(qiáng)度提高了近2MPa。

    (4)受篦冷機(jī)冷卻能力的限制,原篦冷機(jī)入電收塵器廢氣溫度高達(dá)350℃以上,造成電收塵器沉降極 板變形損壞 嚴(yán)重,烘干塔利用后,廢氣溫度降至300℃ 以下,收塵器極板變形問(wèn)題得到改善。

    (5)利用篦冷機(jī)中溫段剩余熱風(fēng)進(jìn)行烘干,取得良好經(jīng)濟(jì)效益,八方水泥公司按年產(chǎn)熟料85萬(wàn)t計(jì),需烘干原煤近14萬(wàn)t，可節(jié)約烘干用原煤約2500t，節(jié)約費(fèi)用200余萬(wàn)元。