【水泥人網(wǎng)】摘要:我國(guó)的煙煤礦藏分布不均，北多南少，南方的煙煤比無(wú)煙煤價(jià)格高出許多。如果采取措施使用無(wú)煙煤做燃料，或者參加一定量的無(wú)煙煤，則可降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。本文主要介紹水泥熟料生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)的改造。
1.前言
我國(guó)大部分回轉(zhuǎn)窯采用煙煤作燃料，但我國(guó)的煙煤礦藏分布不均，北多南少，南方的煙煤比無(wú)煙煤價(jià)格高出許多。如果采取措施使用無(wú)煙煤做燃料，或者參加一定量的無(wú)煙煤，則可降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。但與煙煤相比，無(wú)煙煤成礦地質(zhì)年代更加久遠(yuǎn)，晶體更加完整，因而質(zhì)地更硬，易磨性差。同時(shí)，無(wú)煙煤揮發(fā)分低、著火溫度高、燃燒速度慢、燃燼率差。因此當(dāng)采用無(wú)煙煤時(shí)，必須提高燃燒反應(yīng)空氣溫度和降低燃煤粒徑。水泥廠采用煙煤作燃料時(shí)，出磨煤粉細(xì)度一般要求在10～12%左右，但采用無(wú)煙煤時(shí)，出磨煤粉細(xì)度一般要求不超過(guò)3%，當(dāng)采用煙煤和無(wú)煙煤搭配時(shí)，出磨煤粉細(xì)度一般控制在5%左右。
2005年5月份，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院對(duì)韶峰集團(tuán)2000t/d水泥生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)進(jìn)行了綜合改造，采用煙煤和無(wú)煙煤搭配使用，改造前后，節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
2、原煤粉制備系統(tǒng)存在的問(wèn)題
湖南韶峰水泥集團(tuán)2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線建于上世紀(jì)九十年代初，煤粉制備系統(tǒng)由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，仍為傳統(tǒng)配置，即由Φ2.9×4.7m風(fēng)掃煤磨、Φ2.6m粗粉分離器和Φ2.5m旋風(fēng)收塵器和雙風(fēng)機(jī)組成的煤粉制備系統(tǒng)。由于粗粉分離器分離效率低，回粉細(xì)度一般不超過(guò)20%，系統(tǒng)采用二級(jí)收塵。
由于無(wú)煙煤的價(jià)格比煙煤低許多，企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，決定摻加20～50%的無(wú)煙煤作燃料。系統(tǒng)改造前，韶峰公司也采用了一部分無(wú)煙煤作燃料(約33%)，磨機(jī)產(chǎn)量只有13t/h左右，出磨煤粉細(xì)度控制在10%左右，不能滿(mǎn)足燒成系統(tǒng)的煤粉需要量。但企業(yè)改造前的煤粉制備系統(tǒng)只適用于煙煤的制備，不適用于無(wú)煙煤的生產(chǎn)制備，另外為了進(jìn)一步提高無(wú)煙煤的摻加量，韶峰集團(tuán)決定對(duì)煤磨系統(tǒng)進(jìn)行改造。但該系統(tǒng)用于制備無(wú)煙煤時(shí)，粗粉分離器和旋風(fēng)分離器的分離效率很低，很難滿(mǎn)足摻加50%無(wú)煙煤的生產(chǎn)要求，因此必須更換。另外，原有的電收塵器漏風(fēng)嚴(yán)重，收塵效率難以滿(mǎn)足新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，因此也要改造或更換。
3、改造措施
3.1 改造內(nèi)容
當(dāng)采用煙煤和無(wú)煙煤搭配時(shí)，出磨煤粉細(xì)度一般控制在不超過(guò)5～6%。在摻加20～50%無(wú)煙煤作燃料后，回轉(zhuǎn)窯能正常煅燒、粉塵排放符合國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)的前提下，為了盡量降低投資、縮短施工周期，將生產(chǎn)損失降低到最低程度。因此本次改造只對(duì)磨機(jī)、選粉系統(tǒng)、收塵系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，原煤破碎和儲(chǔ)存系統(tǒng)、窯頭喂煤系統(tǒng)不做改造。
工藝改造方案：廢除原有的粗粉分離器、旋風(fēng)分離器、循環(huán)風(fēng)機(jī)和循環(huán)管道，增加新型的渦流式高效煤粉選粉機(jī)，采用高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器取代原來(lái)的電收塵器(由于收塵器本身投資不大，為了縮短施工周期，減少停產(chǎn)損失，廢除原有的電收塵器，直接新增一臺(tái)袋收塵器)，新增一臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)。同時(shí)對(duì)磨內(nèi)進(jìn)行改造，采用新型襯板，調(diào)整研磨體級(jí)配，以提高粉磨效率，降低出磨煤粉細(xì)度。
電氣及自動(dòng)化改造方案：改造后的裝機(jī)容量增加55KW，原供電線路可以滿(mǎn)足改造后的要求;新增的煤粉排風(fēng)機(jī)采用軟起動(dòng)方式，其他新增電機(jī)采用全壓起動(dòng)方式;煤磨選粉機(jī)的調(diào)速采用全數(shù)字式交流變頻器起動(dòng)與調(diào)速;保留的原有設(shè)備還繼續(xù)由原控制回路控制，新增兩臺(tái)控制柜,信號(hào)引至原控制回路，相應(yīng)增加硬件和修改操作程序;新增供配電線路的敷設(shè)采用電纜溝與電纜橋架、穿管相接合。
3.2 改造后的工藝流程
改造后的工藝流程為：原煤進(jìn)入Φ2.9×4.7m風(fēng)掃煤磨內(nèi)進(jìn)行烘干兼粉磨，煤粉和氣流一起進(jìn)入CMS39渦流選粉機(jī)內(nèi)進(jìn)行分選，粗粉重新回到磨內(nèi)進(jìn)行粉磨，細(xì)粉隨氣流進(jìn)入高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器內(nèi)進(jìn)行氣料分離，經(jīng)收塵器收集下的合格煤粉進(jìn)入原有的煤粉倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存，凈化后的氣體由排風(fēng)機(jī)排入大氣。
3.3 新增主要設(shè)備說(shuō)明
3.3.1 磨內(nèi)改造
普通風(fēng)掃煤磨內(nèi)裝波形襯板，采用30～70mm的鋼球作為研磨體。全部襯板的截面結(jié)構(gòu)尺寸都相同，磨內(nèi)鋼球經(jīng)常出現(xiàn)反向分級(jí)，不符合粉磨規(guī)律的要求。用普通風(fēng)掃煤磨磨制細(xì)度要求高(0.08mm方孔篩篩余小于5%)的無(wú)煙煤和劣質(zhì)煤時(shí)，矛盾更加突出，一方面，由于細(xì)度要求高，應(yīng)該采用較小的研磨體，才能產(chǎn)生更多的細(xì)粉;另一方面，無(wú)煙煤和劣質(zhì)煤里的煤矸石較多，應(yīng)該采用較大的研磨體，才能滿(mǎn)足破碎能力的要求。由于上述原因，其產(chǎn)量將大幅度下降，電耗上升，細(xì)度不易穩(wěn)定。
磨內(nèi)改造的目的就是解決上述矛盾，提高粉磨效率。其要點(diǎn)是采用新型襯板和合理的研磨體級(jí)配。
新型襯板：是一種分級(jí)襯板。用于水泥磨的分級(jí)襯板不適用于煤磨，因?yàn)樗忻黠@的死角，可引起煤粉積聚而導(dǎo)致自燃和爆炸，此外它還使磨機(jī)的有效容積顯著減少。新型襯板的主要特征為不產(chǎn)生死角，不降低磨機(jī)有效容積。在磨機(jī)的橫截面沿周長(zhǎng)方向，襯板形狀仍呈波形，而在沿磨機(jī)的軸線方向，襯板的提升能力由進(jìn)料端向出料端逐漸變小。生產(chǎn)實(shí)踐證明，這種襯板使研磨體沿筒體軸向?qū)崿F(xiàn)了正向分級(jí)，同時(shí)還使平均球徑降低成為可能，從而提高細(xì)磨能力，本次改造更換新的端蓋襯板和筒體襯板約22噸。
合理的研磨體級(jí)配：由于襯板的分級(jí)作用，平均球徑可以降低，可以大量采用小球提高細(xì)磨能力。結(jié)合我院多年從事煤粉粉磨的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出合理的研磨體級(jí)配方案，使磨機(jī)本身能產(chǎn)生更多的細(xì)粉，配合高效選粉機(jī)，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
3.3.2 CMS選粉機(jī)
自從國(guó)內(nèi)第一條在窯外分解線上成功地采用全無(wú)煙煤煅燒水泥熟料后，國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)窯水泥廠為降低熟料煅燒成本，掀起了采用當(dāng)?shù)亓畠r(jià)的無(wú)煙煤或貧煤代替價(jià)格昂貴的煙煤的熱潮。另一方面，如果提供給分解爐的煤粉足夠的細(xì)的話(huà)，可以確保煤粉在分解爐內(nèi)完全燃燒或可適當(dāng)提高分解爐用煤的比例，從而可進(jìn)一步提高分解爐窯的熟料產(chǎn)質(zhì)量。我院研究和設(shè)計(jì)的CMS煤磨選粉機(jī)充分結(jié)合了國(guó)內(nèi)關(guān)于風(fēng)掃煤磨方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，可有效降低和控制煤粉細(xì)度并能提高風(fēng)掃磨系統(tǒng)產(chǎn)量，CMS煤磨選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工藝系統(tǒng)與從國(guó)外引進(jìn)的和其它國(guó)產(chǎn)的煤粉用選粉機(jī)相比具有獨(dú)到之處。