国内某2500t/d水泥熟料生产线由于生产线建线比较早,在烧成系统技改之前,存在回转窑产量低,C1出口温度高、热耗偏高、分解炉炉容小、燃烧器煅烧能力不足等问题,对烧成系统进行技改后,窑系统运行稳定、产量大幅提高、吨熟料热耗有所降低。其中襄阳中和机电有限公司为了配合系统技改,对燃烧器进行技术升级以适应系统技改之需,本文重点介绍燃烧器技术升级。
广东某公司2500t/d预分解窑水泥熟料生产线于2009年竣工投产。预分解系统采用单系列5级旋风预热器+TD 炉,配套Φ4.0 m×60m回转窑,设计生产能力2500t/d,实际产量2900t/d,吨熟料标煤耗110kg/t-cl。
该预分解系统是按2500t/d设计,经过10年的生产运行后,实际产量已远远超过设计能力,和国内同等生产线相比,因受当时烧成技术的局限,存在着分解炉炉容不足、预热器的换热效率偏低、熟料烧成热耗偏高、燃烧器性能下降等问题,该公司决定对烧成系统进行技改并对窑用燃烧器技术升级更换,主要内容如下:①分解炉鹅颈管上行管道由φ4100mm扩大到φ5600mm,与下行管道接口调整成方形,下行管道局部管径扩大到φ4500mm。
① C1下料管撒料装置上部保持不变,下部下移300mm,C2、 C3撒料装置上部保持不变,下部下移400mm。
原窑头使用双一次风机配置燃烧器,外风风量低,升压高,风速快,内风风量大,升压低,风速慢,详细配置情况见下表-1:
从上表中可以看出在不考虑煤粉输送风量的情况下,一次风实际使用风量高达103.5m3/min,头煤用量按6.0t/h,煤粉发热量按5500kcal/kg-cl计算,一次比率高达12%以上,入窑冷风量多,增加了烧成热耗。并且该类型燃烧器属于高冲量型,风量大,低旋流强度,火焰刚性不足,煅烧顶料能力偏弱,不适应烧成系统技改之后产能提高之要求,有必要对燃烧器及配套风机进行技术升级。
(1)烧成带主窑皮过短(12m),平整度差。主要原因轴流风风量低,风速高衰减过快,火焰向后延伸力差,存在短焰急烧现象,造成烧成带偏短,主窑皮过短。
(2)烧成温度不够,欠烧料、黄心料多,细粉料多。主要因为现使用的燃烧器轴流风动量不足,对高温二次风的卷吸引射力不强,煤粉燃烧速度慢,燃尽率低,造成烧成温度不够。
(3)窑筒体35-42m结副窑皮,影响窑内通风加剧还原气氛。现使用的燃烧器旋流强度偏弱,对煤粉的打散程度以及与高温二次风的混合能力不足,煤粉燃烧速度慢,煤粉后燃造成。
襄阳中和机电技术有限公司根据某公司的烧成系统技改后的产能要求,燃烧器技术升级为单一次风机配置,并通过针对性的设计,在保证煤粉完全燃烧的前提下,降低一次风比例,确保燃烧器火焰有足够刚性和顶料能力,满足烧成系统技改后的生产工艺要求,风机配置见下表-2:
综上分析,按照我公司“一煤一设计,一窑一修正”,“一次风量按需分配”的燃烧器设计理念,提供SR4系列新型高效四风道煤粉燃烧器,头部外形及通道示意如图3所示,相对于原燃烧器改进之处见表-3。
4.1 烧成系统技改后,经过三个月的生产实践证明,烧成系统运行平稳,产量大幅提高,吨熟料标煤耗下降,熟料结粒较好,具体情况见下表-4:
我公司配合该线生产系统技改内容中的燃烧器技术升级改造,取得了较好的使用效果。经过三个月生产综合数据统计后证明,熟料工序电耗、标煤耗等指标相比技改前有一定幅度改善,熟料产量有大幅程度的提升,尽管是整个系统技改带来的效果,但也说明我司技术升级后的燃烧器与技改后的系统相匹配,具备了足够的煅烧顶料能力。正所谓“好马配好鞍”,燃烧器虽然是整个技改内容中只是相当小的一个设备在烧成系统中发挥了非常重要的作用。