2500t／d TSD分解爐燃燒極難燒無煙煤的實(shí)踐

　　福建省永定閩福建材有限公司2×2500t／d生產(chǎn)線由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計，一線于2004年9月投產(chǎn)，二線于2007年10月投產(chǎn)。兩條生產(chǎn)線均100％采用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤，煤的揮發(fā)分3％，燃點(diǎn)在750℃以上，90％燃盡時間為64.8s，屬極難燒無煙煤。目前，生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)良好，平均日產(chǎn)量達(dá)到2850t／d，熟料28d抗壓強(qiáng)度平均在60MPa以上。

　　1  燒成系統(tǒng)介紹

　　采用天津院專為燃燒劣質(zhì)煤開發(fā)的TSD分解爐。燒成系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備配置見表1，分解爐的結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖l  分解爐結(jié)構(gòu)示意

　　TSD分解爐實(shí)際上是RSP型的預(yù)燃室加TDF爐的組合。來自窯頭的高溫三次風(fēng)切向進(jìn)入旋流預(yù)燃室，煤粉采用特制的三通道燃燒器噴入預(yù)燃室并在純空氣的高溫環(huán)境中穩(wěn)定著火并快速燃燒，來自C4的熱物料喂入預(yù)燃室三次風(fēng)入口，出預(yù)燃室的未燃盡煤粉及物料經(jīng)斜煙道進(jìn)入主爐中繼續(xù)邊燃燒邊分解，最后出爐進(jìn)入C5進(jìn)行氣固分離后入窯。

　　2  生產(chǎn)控制實(shí)踐

　　2．1原燃材料及配料方案

　　原燃料的化學(xué)成分見表2，原料配比及熟料率值見表3，煤的工業(yè)分析見表4。

　　采用本配料方案，生料的易燒性較好，熟料28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)60MPa，為熟料高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

　　2．2  控制煤炭質(zhì)量及煤粉細(xì)度

　　表5為煤炭燃盡時間對比，圖2為閩福無煙煤燃燒特性曲線。從表5和圖2可見，對于90％燃盡時間，一般易燃燒煙煤為8．4s，難燃燒無煙煤為52．6s，而閩福無煙煤為64．8s，燃燒特性極差，屬極難燒無煙煤。

 　　因此，首先在采購上把關(guān)，盡可能采購高熱值和高揮發(fā)分的煤炭。同時，由于原料中堿含量低，應(yīng)嚴(yán)格控制原煤全硫含量<1％，控制硫堿比在合理的范圍內(nèi)。在操作上要提高煤粉細(xì)度，以加快燃燒速度，一般控制煤粉80μm篩余＜1%,實(shí)際上基本＜0.5%。

圖2   燃燒特性曲線

　　2．3點(diǎn)火升溫和投料操作

　　由于無煙煤的燃點(diǎn)在750℃以上，如過早開始噴煤會造成煤粉不完全燃燒，因此一般控制窯尾煙室溫度高于550℃時開始油煤混燒，1000℃左右時開始投料，確保投料一次成功。在臨時停窯止料時應(yīng)停窯頭煤，以防止煤灰沉積形成結(jié)圈。

　　無煙煤的投料操作強(qiáng)調(diào)一個“快”字，即升溫快、投料快和加料快(快加煤、快加料和快轉(zhuǎn)窯)，應(yīng)盡快跳過低產(chǎn)量區(qū)，在盡可能短的時間內(nèi)達(dá)到滿負(fù)荷生產(chǎn)，使風(fēng)、料、煤達(dá)到最佳匹配?！翱臁钡哪康氖菫榱吮M快提高二、三次風(fēng)溫度，盡早將預(yù)燃爐燒著，使入爐煤粉著火燃燒。在爐溫達(dá)600～650℃時，如預(yù)燃爐沒有自動著火可采取人工澆油方式點(diǎn)火。長時間在低喂料低窯速下運(yùn)行，難以保持風(fēng)、料、煤的平衡，會形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致窯況的惡化和結(jié)圈的形成。

　　2．4 預(yù)燃爐的操作要點(diǎn)

　　1)C4來料的分配。C4來料正常情況下基本全部分入預(yù)燃爐，以防止?fàn)t溫過高而導(dǎo)致結(jié)皮。剛投料時，當(dāng)預(yù)燃爐溫度達(dá)600℃左右時，可將料分入主爐，以提高預(yù)燃爐溫度，待預(yù)燃爐著火后再將料分入。

　　2)爐溫的控制。預(yù)燃爐溫度在1200℃以上(中心溫度更高)，燃燒較穩(wěn)定和完全；溫度低于l 000℃，燃燒很不穩(wěn)定。但預(yù)燃爐溫度不能控制過高，一則預(yù)燃爐爐容小，燃燒過程氣料要轉(zhuǎn)彎，溫度過高會導(dǎo)致預(yù)燃爐斜坡處結(jié)皮。預(yù)燃爐中部靠近爐壁溫度一般控制在(1000±50)℃(爐內(nèi)中心溫度l 300℃左右)。

　　3)三次風(fēng)量的控制。三次風(fēng)以切線形式入爐，其目的是使生料貼壁旋轉(zhuǎn)，保護(hù)內(nèi)襯(中間保持稀的物料濃度區(qū)，使中部達(dá)到更高的火焰溫度和煤粉燃盡率)。三次風(fēng)過大，窯內(nèi)通風(fēng)不足，煙室易結(jié)皮，還會引起塌料；三次風(fēng)過小，預(yù)燃爐旋流不夠，爐溫過高，易引起預(yù)燃爐斜坡結(jié)皮。正常情況下，一般控制三次風(fēng)門開度在30％～35％。

　　2．5窯頭燃燒器的調(diào)整

　　窯頭采用天津院開發(fā)的新型四通道大推力煤粉燃燒器，該燃燒器非常適合于無煙煤，可通過控制噴嘴射流的旋流強(qiáng)度和徑向動量，來加大燃燒器的推力，增強(qiáng)旋流風(fēng)的旋流強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)大速差和高溫回流，以確保無煙煤粉的穩(wěn)定燃燒。

　　首先，要調(diào)整好燃燒器在窯斷面的位置。如按一般情況燃燒器定位到第四象限，會導(dǎo)致燃燒器過于偏料，火焰逼近料面，使部分火焰被裹入物料中，導(dǎo)致不完全燃燒嚴(yán)重，易產(chǎn)生結(jié)大球及黃心料現(xiàn)象。因此，燃燒器的定位，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整到熟料fCaO低，熟料結(jié)粒大小適中，無黃心料，窯皮長度、厚度適中為準(zhǔn)。

　　其次，要調(diào)整好燃燒器內(nèi)外風(fēng)比例及風(fēng)道截面積。該燃燒器一次風(fēng)的比例設(shè)計<12％，一般情況下，內(nèi)外風(fēng)全開，通過調(diào)整內(nèi)、外風(fēng)道的截面積，使外風(fēng)風(fēng)速達(dá)400m／s以上，旋流風(fēng)速在120～300m／s，煤風(fēng)風(fēng)速在20～30m／s，這樣風(fēng)煤形成大速差，充分裹吸高溫二次風(fēng)，使火焰活潑有力，保證煤粉燃燒，以利于熟料的煅燒。

　　2．6提高二、三次風(fēng)溫

　　篦冷機(jī)采取厚料層操作，使二次風(fēng)溫控制在1050～1150℃，三次風(fēng)溫控制在850～950℃，有利于無煙煤穩(wěn)定燃燒。

　　3  效果

　　通過選擇合理的配料方案，以及加強(qiáng)工藝管理優(yōu)化操作，TSD分解爐采用極難燒無煙煤是非常成功的。表6為窯的生產(chǎn)情況，從表中可見，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在同類型同規(guī)模生產(chǎn)線中屬領(lǐng)先水平。