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入窯煤粉水分給窯煅燒帶來的影響

  我公司3200t/d生產(chǎn)線于2003年6月投產(chǎn)運(yùn)行后,熟料產(chǎn)量維持在3 400t/d 熟料熱耗3135kJ/kg,各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)且年運(yùn)轉(zhuǎn)率在90%以上。進(jìn)入2007年后由于燃煤緊張,由山西大同煤更換為內(nèi)蒙古煤,原煤的成分發(fā)生了變化,特別是內(nèi)水含量變高,給窯煅燒帶來不小的影響。

  1.燃料情況

  煤的工業(yè)分析見表l。

  表1  煤的工業(yè)分析

產(chǎn)地
Mar
/%
St.ad
/%
Mad
/%
Aad/%
Vad
/%
FCad
Qnet,ad
/(kJ/kg)
內(nèi)蒙古
17.0
0.71
9.83
16.22
29.96
43.99
20506
山西
6.75
0.38
3.40
16.48
32.19
47.55
23568

  2  出現(xiàn)的問題

  2007年7月2 日夜班窯操作員發(fā)現(xiàn),分解爐出口負(fù)壓突然增高600Pa,最高達(dá)到-l 800Pa,并且來回波動(dòng),窯電流隨之下降,大約5min后分解爐出口壓力最高達(dá)-2000Pa,最后達(dá)到壓力表的最高量程。從分解爐到高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口所有壓力均有不同程度升高,期間操作員減料運(yùn)行并馬上通知現(xiàn)場巡檢工,檢查分解爐縮口部位和窯尾煙室部位是否有結(jié)皮垮塌堵塞,經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常,煙室生料也不黏。從窯頭觀察窯內(nèi)通風(fēng)效果很差,渾濁不清,返火嚴(yán)重并流向三次風(fēng)管,窯頭微正壓,窯煅燒困難,系統(tǒng)壓力持續(xù)偏高。系統(tǒng)正常操作參數(shù)與故障參數(shù)對比見表2。

  表2  正常運(yùn)行和故障時(shí)運(yùn)行參數(shù)

測量點(diǎn)或控
制點(diǎn)名稱
壓力/Pa
溫度/℃
正常參數(shù)
事故參數(shù)
正常參數(shù)
事故參數(shù)
預(yù)熱器出口
-5 500
-6000
 
 
C1出口
-5300
-5 800
325
330
C2出口
-4200
-4 800
520
525
C3出口
-3 500
-3 800
670
680
C4出口
-2800
-3200
790
810
C5出口
-2100
-2600
870
880
TSD爐出口
-l 200
-2000
890
880
入爐三次風(fēng)
-450
-650
880
870
窯尾煙室
-300
-100
1 050
1100
SC出口
 
 
960
935
C5出料溫度
 
 
850
855

  3  處理經(jīng)過

  當(dāng)班操作員認(rèn)為窯內(nèi)結(jié)圈起蛋,于是第一次止料停窯從窯頭往窯內(nèi)觀察,但并未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,然后升溫投料,開始壓力并不高,10min后問題依然出現(xiàn),隨后窯內(nèi)開始跑黃料,故決定停窯。白天對預(yù)熱器、分解爐、預(yù)燃室、三次風(fēng)管和煙室檢查沒有發(fā)現(xiàn)異形物,系統(tǒng)通風(fēng)面積沒有發(fā)生突然性變化。待窯冷卻后進(jìn)窯檢查發(fā)現(xiàn),窯內(nèi)30m后僅有一道50mm的圈,窯內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)蛋現(xiàn)象。由于系統(tǒng)并未檢查出異常情況,且處于水泥銷售高峰期,于是點(diǎn)火升溫。再次投料后問題比停窯前更嚴(yán)重,窯尾密封處開始冒料,C5溫度倒掛嚴(yán)重,系統(tǒng)負(fù)壓比正常高出1 000Pa,分解爐溫度難以穩(wěn)定控制,窯內(nèi)煅燒效果非常差,直接跑黃料,只得又止料停窯。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),初步懷疑是喂煤量波動(dòng)導(dǎo)致煤粉不完全燃燒,使系統(tǒng)阻力升高所致。但檢查煤粉計(jì)量系統(tǒng)和煤粉燃燒器后并沒有發(fā)現(xiàn)異常。于是圍繞影響煤質(zhì)的外部因素查找,最后確認(rèn)是由于原煤粉磨過程出了問題,加上原煤水分高,導(dǎo)致煤粉水分太高,細(xì)度跑粗。

  4  問題分析

  由于當(dāng)時(shí)雨量增多,煤磨隔倉板通風(fēng)面積有30%被煤粉糊死,煤磨通風(fēng)差,研磨能力下降,臺時(shí)產(chǎn)量低,一度供不上窯用。7月2日夜班接班后,煤磨操作員為趕倉放寬了細(xì)度和水分,加大煤磨臺時(shí)產(chǎn)量?;?yàn)窒每班定點(diǎn)取兩次樣對煤粉細(xì)度和水分進(jìn)行化驗(yàn)。當(dāng)班煤粉水分高達(dá)9%,細(xì)度達(dá)到8%(正常生產(chǎn)控制在3%),并且事后對煤粉轉(zhuǎn)子秤取瞬時(shí)樣分析,水分高達(dá)12%。對比數(shù)據(jù)見表3。

表3  煤粉水分有關(guān)指標(biāo)    %
質(zhì)量控制
正??刂?/DIV>
事故時(shí)
進(jìn)廠原煤
5
3
12
17
 

  煤粉水分對煤的低位熱值影響很嚴(yán)重,且水分含量高,煤粉燃燒不穩(wěn)定,導(dǎo)致溫度時(shí)高時(shí)低。理論上,水分每增加1%,其燃燒熱值降低1%。煤粉中的水分可以從燃燒過程中吸收很多的熱量,使燃燒溫度迅速下降。水在受熱汽化時(shí),體積增大l 700多倍,且大量的水蒸氣籠罩于煤的周圍時(shí),會阻止空氣進(jìn)入燃燒區(qū)。煤粉水分每增加1.0%,火焰溫度約降低10-20℃,煤粉水分對火焰溫度的影響比灰分約大一倍。水分高還會造成煤粉不完全燃燒,燒成溫度較低。

  含水分高的煤粉不但難于粉磨,在輸送、儲存過程中容易引起堵塞,影響煤粉的均勻喂料,最終導(dǎo)致窯溫的波動(dòng);含水分高的煤粉入窯時(shí),導(dǎo)致煤粉燃燒滯后,火焰拉長。煤粉的外在水分可以通過提高出磨氣體溫度來降低,而內(nèi)在水分需要在110℃左右才能蒸發(fā),磨內(nèi)降低內(nèi)在水分含量是很困難的。從表1看出,我公司煤粉質(zhì)量發(fā)生了較大的變化,給操作造成了很大的困難。

  煤粉水分加大,窯內(nèi)水蒸氣含量增大,導(dǎo)致壓差增大;同時(shí)窯內(nèi)燒成溫度偏低,熟料質(zhì)量差,篦冷機(jī)內(nèi)料層阻力增大,窯內(nèi)飛砂增大也是加大系統(tǒng)陰力的一個(gè)原因。由于上述原因,最終導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高800Pa左右。

  5  結(jié)論

  由于煤粉粗、水分超大,并且煤質(zhì)較差發(fā)熱量低,窯內(nèi)煤粉難以燃燒,促使窯內(nèi)燒成溫度降低,且我公司使用的內(nèi)蒙古煤本身煤內(nèi)水很高,造成煤的燃燒不穩(wěn)定性增強(qiáng),煤粉在窯內(nèi)的濃度也變化不定,整個(gè)窯系統(tǒng)平均溫度偏低,使得系統(tǒng)壓力增大。尤其是分解爐內(nèi)煤粉同樣燃燒效果差,煤粉濃度增高,不完全燃燒加劇,也是最終導(dǎo)致系統(tǒng)壓力增高的原因。

  6  解決方法

  由于停窯時(shí)間較長,窯完全冷卻,于是將窯點(diǎn)火火升溫時(shí)間延長,保證在投料前將煤粉倉內(nèi)煤粉用盡后再投料。同時(shí)加大燃燒器一次風(fēng)壓、調(diào)整旋流風(fēng)比例,延長油煤混燃時(shí)間,嚴(yán)格控制出磨煤粉細(xì)度和水分。最終本次投料后上述現(xiàn)象完全消失,窯的各項(xiàng)指標(biāo)均在正常范圍。

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