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利用熟料冷卻余熱烘干原煤的生產實踐

    八方水泥公司原設計為兩條600t/d的Ф3.2m×52m預熱器窯水泥生產線,煤粉制備采用兩臺Ф2.2m×4.4m風掃式煤磨,設計臺產9.0t/d。后來,將兩條預熱器窯全部改造為預分解窯。如將煤磨更換,原設備只有廢棄,新建成本太高。為節約技改投資,故煤磨仍保留利用。技改后,兩臺窯單機臺產平均達到了1500t/d以上,煤磨產量嚴重不足。只有依靠提高煤質和放細度維持生產。但是,在陰雨和寒冷季節,或原煤水分高時,無法保證煤粉供應,使生產和能耗均遭受巨大損失。煤磨產量成為制約生產的瓶頸。

    原來煤磨系統未采取原煤預烘干措施,只是從窯頭抽取蓖冷機高溫風人磨,在磨內烘干原煤。熱風在磨內停留時間太短,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揮。因此我們將烘干功能移到磨外,對原煤采取“先烘干,再人磨”的方案進行技術改造,以提高磨機產量。

    為達到利用廢棄熱資源的 目的,根據設備安裝空間不足的實際情況,決定利用篦冷機中溫段剩余熱風,采用新型立式烘干塔,對進廠原煤進行預烘干。

1 烘干系統工藝設置
1.1 設備配置
    根據生產要求和工藝計算(略),確定的系統工藝設備配置見表1。

1.2 系統工藝流程 (圖l)
    由圖1可見,貯庫內原煤由皮帶機l喂人原煤倉2,經調速秤3計量后通過提升機4喂進立式烘干塔5,利用蓖冷機中段熱風對原煤進行烘干。烘干后的原煤經雙輥破碎機破碎機6破碎,由板鏈提升機7分別送人 皮帶機 11、12,供應1、2號煤磨干燥原煤。

 

    立式烘干塔所需熱風分別由l、2 號蓖冷機提供,塔內及輸送設備廢氣經氣箱脈沖收塵器8處理后由風機 9排出。收回的干燥煤粉由螺旋輸送機10送人干煤倉。

1.3 設備配置注意事項

 

    立式烘干塔采用逆流熱交換原理,利用熱氣流對物料進行烘干。烘干原煤時,在人塔廢氣溫度達到450 ℃狀態下,首先由智能料位儀下達指令給提升機進行工作,將小于30mm的原煤喂人烘干塔,進人預熱帶;后經電動截流器送人多組相互重疊的撒料錐、滑料盆,反復均勻滑落;再經數組電動截流配重秤,陸續進人烘干帶。烘干后的物料自由沉落,進人干躁帶。物料在運行過程中,與上升的熱氣流進行反復迂回的各種形式熱交換。物料中的水分烘干后,通過自動測濕儀下達指令給輸送設備輸出。但是,利用蓖冷機中低溫段剩余熱風,對煙煤進行烘干,設備配置時有幾點要高度重視：

    (l)入塔溫度控制。煙煤炭化程度較高,可燃基揮發分含量一般在25%～32%之間。結構致密、較為堅硬,比重較大,著火溫度約為500～550℃。當入烘干塔熱風溫度過高或塔內堵塞時,極易造成原煤著火。塔 內堵塞偏風時,也容易導致收塵器內煤粉燃燒。原煤的水分、品質和季節變換對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格控制在440～480℃。

    (2)塔內風速控制。由于入塔余熱氣體控制溫度較低,根據熱平衡要求,就必須采用大量廢氣才能達到烘干物料的目的。風量不足,會嚴重制約烘干效果。但大量的低熱氣體勢必增大塔內氣體流速。風速過大,不 僅導致氣體與物料熱交換時間短,出烘干塔廢氣溫度過高,并且,將細物料帶走過多,增大收塵器負擔。因此,在確定烘干塔直徑時,要留有充足余量。我公司選擇的立式烘干塔有效內徑為Ф3.om。

    (3)溫度調節控制。篦冷機中溫段熱風溫度不高,適宜用于煙煤烘干,但熱氣流由底部入塔經過干 燥帶,熱量消耗較大,進入烘干帶后溫度降低,影 響到烘干效果。烘干帶被拉長,使預熱帶能力和交換效率均受到很大影響。尤其在冬季,當烘干塔出口廢氣溫度降低到70℃以下時,會導致收塵器結露,影響收塵器的正常工作。因此,必須在烘干塔中部增設二次風管,采用電動調節閥,對塔內溫度進行合理調節控制,以解決烘干及預熱帶溫降問題。

2 系統生產調試
2.1 生產工藝參數
    我公司系統溫度控制指標見表2。

2.2 系統生產調試
　　(l)二次風的設置與調節。要提高立式烘干塔的熱交換效率,必須恰當設置和合理使用二次風。二次風 的設置與企業所處地域氣候條件有關。我公司烘干塔塔內設置撒集料錐盆八組。兩個主風 對稱安裝在底部第一組實心集料盆上部,二次風管兩個進風口,分別對稱安裝在上部第三、四和第四、五組撒集料錐盆之間。各風管進風口都安裝蝶閥,生產時根據烘干塔出口廢氣溫度調節進風量,我公司廢氣溫度控制范圍在90～120℃左右。

 

    (2)篦冷機熱風粉塵的處理。篦冷機熱風中含有大量粗顆粒高溫粉塵,當塔內料流不暢時,粉塵被挾帶進入烘干塔,容易引起煙煤燃燒起火。因此,管道風速不宜過高。但是,風速低會造成管道積灰。為此,我公司在篦冷機熱風出口管道上設一沉降室,操作中控制管道風速在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,造成塔內堵料,長時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鉗角極限值,破碎機經常被壓死。針對上述情況,我公司在皮帶輸送機前增設了一臺振動篩,將大于50mm的物料篩除,破碎后再入塔,解決了塔內和破碎機堵塞問題。

3 效果
    (l)烘干塔投運后,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,磨機產量得到有效提高,滿足了回轉窯煅燒需求。原兩臺煤磨臺時產量約在9t/d左右,改造后分 別達到了11.0t/d和12.0t/d,提高產量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,實現了完全避尖峰電生產,年節約電費可達15余萬元。

    (2)因原來煤粉供應不足,只能采用優質煤放細度維持生產,入窯煤粉細度達到16%以上。煤磨產量提高后,將細度壓到12% 以下,煤質要求放寬。由于壓低了煤粉細度,消除了分解爐煤粉不完全燃燒狀態,燃料消耗得到有效降低。

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

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

    (5)利用篦冷機中溫段剩余熱風進行烘干,取得良好經濟效益,八方水泥公司按年產熟料85萬t計,需烘干原煤近14萬t，可節約烘干用原煤約2500t，節約費用200余萬元。