无烟煤替代部分烟煤在2500t／d干法窑的生产试验

2010-01-05高洁峰

水泥技术 2010年2期

□□高洁峰

Substitute Anthracite for Part of Soft Coal in 2500t／d Dry Process Kiln

□□高洁峰

我公司2500t／d新型干法窑，自2003年8月份投产以来，一直使用优质烟煤（Aad≤20%，Vad≥25%，Qnet，ad≥25000kJ／kg）,产量稳定在 2950t／d以上，强度保持在57MPa左右,创国内同窑型的最好记录。2007年以来，由于资源紧张，烟煤价格涨幅较大，购进的烟煤质量下降，而当地无烟煤资源丰富，质量较高，经公司研究决定使用无烟煤替代部分烟煤进行生产试验，并取得良好的效果。

1 无烟煤替代烟煤存在的问题

众所周知，无烟煤挥发分较低（Vad≤6%），固定碳含量高，燃烧温度高，与单一使用烟煤相比，技术参数发生变化，需要重新确定。

1．1 细度的确定

按化学反应控制机理，碳粒燃尽时间与其初始直径成正比，要提高煤粉燃烧速率，就要降低煤粉的细度，才能满足生产需要。我们翻阅大量文献，总结立窑烧结经验，研究决定煤粉细度（80μm 方孔筛）＜5．0%。

1．2 工艺参数的确定

由于分解炉内的煤粉为“无焰燃烧”，不会形成高温集中的“火焰”，因而煤只能靠迅速分散与炉内气流密切接触，得到所需要的氧和着火温度，才能较好地燃烧。挥发分含量高的煤，着火温度低，燃烧速率高，可带动固定碳的着火和燃烧，加快物料的反应速度。随着无烟煤的掺入，挥发分降低，燃烧速率低，火焰被拉长，容易结长窑皮、结圈，严重时分解炉内煤粉不能完全燃烧，造成预热器结皮、堵塞等工艺故障发生。合理工艺参数的确定能有效防止各种不正常工艺现象发生。

2 无烟煤替代部分烟煤的试验

为了避免大量无烟煤的掺入给生产造成损失，研究决定用30%的无烟煤替代烟煤进行试验。试验分20%无烟煤替代烟煤和30%无烟煤替代烟煤两个阶段进行。

2．1 用20%的无烟煤替代烟煤煅烧水泥熟料试验

用20%无烟煤的试验，具体数据见表 1、2。

从表1、2中数据可以分析出，用20%的无烟煤，窑的投料量降低了10t，这是由于分解炉内煤粉的燃烧速率降低所致，烟煤燃烧时间大约是9s,现在掺20%的无烟煤燃烧时间大约为12s左右，导致物料的反应速度降低。窑头尾用煤总量减少 0．2t，煤磨磨机产量16t，产量降低2t，降低幅度为11．1%，，维持生产还有富余。窑尾温度提高50℃，可以通过关小三次门开度，加强窑内通风，加快煤粉燃烧速度，窑尾温度基本控制在1050℃。窑尾烟室偶尔有点结皮发生，人工很快就可处理干净，对生产影响不大。

2．2 用30%的无烟煤替代烟煤煅烧

表1无烟煤替代烟煤的试验参数

表2无烟煤替代部分烟煤的实际参数

水泥熟料试验

用30%无烟煤的试验，具体数据见表1、表2。从表中可以看出，窑投料量降到175t／h，分解炉煤粉燃烧时间由9s增加到12．4s左右，投料量减少15t。窑头尾总用煤量减少0．2t，分解炉出口温度达到 890℃，结皮现象频繁，为了避免分解炉及上升烟室结皮、堵塞现象发生，决定采用加大分料的方法，分解炉、上升烟室按6：4比例进行分料（原为 8：2比例），分解炉出口温度得到有效控制。

在试验过程中，窑内长厚窑皮频繁出现，严重时形成料圈。分析后认为，这是无烟煤在烧成带没有完全燃尽，小部分到过渡带继续燃烧，造成过渡带温度升高，液相提前出现，导致结长厚窑皮，严重时形成后圈。采取关小三次风门开度，进一步加强窑内通风，同时加大旋流风比例和减少轴流风比例，缩短火焰长度，使煤粉在烧成带完全燃尽，并且规定每班动一次燃烧器的位置，从而有效地控制住结长厚窑皮、结圈现象再次发生。

为加快无烟煤的燃烧速度，根据窑头尾用煤总量（15t／h），把煤粉细度控制在4%以下，磨机产量降到15．5t，磨机产量降幅为 13．3%，既可满足生产需要，又进一步加快煤粉燃烧速度，从而有效地防止工艺事故发生。

我公司用30%的无烟煤替代烟煤生产以来一直都很稳定，偶尔出现结皮、结圈等工艺问题，都及时处理掉了，只要中控室操作员精心操作，并与现场工人紧密配合，不正常事故是可以避免的。