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供煤系统的改进和完善

浏览次数: 日期:2005年6月21日 21:50

供煤系统的改进和完善

 

王伟刚 李童玉 郭宏武 何正凯 王炳东
 

 

  GY 水泥厂是一个拥有四台余热锅炉窑的年产 100 万吨的水泥企业。其中 1 # 和 2 # 窑为带多筒冷却机的 Φ 3.7/3.3 × 70m 的余热锅炉窑。 3 # 和 4 # 窑的规格分别为 Φ 3.3 × 60m 和 Φ 4 × 70m ,配篦冷机和三通道、四通道燃烧器等。 2003 年 4 月初 1 # 和 2 # 窑的燃烧器由单通道燃烧器改为双通道燃烧器以后, 1 # 窑的喂煤量脉冲波动,窑热工制度不稳定,跑煤现象时有发生,熟料产量低,质量差。熟料产量从原来的 21.0t/h 下降到 12 ~ 18t/h 。 2 # 窑的喂煤量也有波动,产量也有所降低。如不及时解决煤量脉冲波动和跑煤问题将严重威协着该厂的经济效益发挥。
1 窑喂煤量波动的原因
  据观察和分析,造成两台窑喂煤量波动和跑煤的原因有如下几个方面。
  ( 1 )、煤粉仓容量偏小,仅有能满足窑~ 1 小时的用量。稍不留意,就会造成空仓位过大。煤粉进仓时高落差产生的大冲量,容易造成卸煤量不均甚至跑煤。
  ( 2 )、双管螺旋喂料机的螺旋叶片磨损过大,叶片与壳体之间的间隙达 6mm 以上,个别处达 12mm 。实际运转时,煤粉在过大的间隙处滑动量大,也给从螺旋泵漏入风留出“通道”,喂煤量难于控制。
  ( 3 )、螺旋泵规格偏大且结构不合理。
  螺旋泵兼有输送和锁风双重作用。一般选用输送能力略大于双管螺旋喂料机的喂煤量即可。然而, 1 # 和 2 # 窑的供煤系统中选用了输送能力 ~15t/h 的 Ф 200 螺旋泵,远远大於窑的用煤量( ~6.6t/h )。螺旋泵内难于形成料柱,锁风效果差。另一方面,螺旋泵出料口处的带配重的阀门是带有弓形缺口的椭园板。风从弓形缺口处窜入螺旋泵内。从螺旋泵漏入的风经双管螺旋喂料机乃至煤粉仓内。使煤粉仓卸料不均匀。严重时,漏入的风会将仓下部的煤粉流态化,流态化了的煤粉如同“雪崩”一样地经双管螺旋输送机和螺旋泵冲进窑内而形成跑煤。
  ( 4 )、罗茨风机风量偏小。
  该厂煤磨车间为独立厂房,窑燃烧器用煤粉的输送距离长~ 50m ,输送高度~ 6m 。其煤粉管输送阻力要比煤磨与窑头联在一起的厂的大,因而要留意煤粉输送系统的罗茨风机的选型和煤粉输送管道的设计才行。另一方面,根据有关资料介绍,煤粉输送时,管道风速应为 25 ~ 30m/s, 煤粉质量与输送空气质量比应不大于 2.5 : 1 。该厂供煤系统原设计罗茨风机风量 27.3m 3 /min ,输送管道内径为 Ф 158mm 。未考虑系统漏风量时,据计算,煤粉输送管的初速度仅为 23.2m/s ,输送质量比为~( 3.3 : 1 ),偏高。实际运行时,由于螺旋泵等处漏风严重,因而管道风速要比计算值低(实际标定结果,管道风速仅为 19.5m/s, 漏风率达 15 % ),输送质量比要加大,有可能在水平输送管道下部出现断续的煤粉沉积,管道阻力会大幅度增加并出现一定程度的振荡。此时,螺旋泵等处漏风将进一步加大,相应煤粉输送用风量将减少,煤粉沉积现象将加重,管道阻力进一步增加。如此恶性循环下去。势必造成喂煤量的大幅度波动。此时,可以看到双管螺旋输送机两头轴端冒正压,喷入窑内的煤粉时多时少呈脉冲状态 , 窑头在喘气,窑尾温度稳定不下来,在 750 ~ 850 ℃ 大范围内波动,窑热工制度不稳定。
2 改进措施
  基于以上的分析。 2003 年 5 月中旬着手对 1 # 窑的供煤系统分步进行改造,至 5 月 19 日 23 时完成如下改造内容:
  ( 1 )、根据现场条件适当加大煤仓容积。加强煤磨车间的管理。勤量仓,使煤粉仓料位保持在合理范围内,尽可能减少料位对喂煤量的影响。
  ( 2 )、更换双管螺旋输送机的螺旋叶片。
  ( 3 )、将罗茨风机的转速提高,提高风机风量(详见表 1 ),降低煤粉输送浓度,减少煤粉在管道中的沉降机率,从而稳定并降低煤粉管道输送阻力。
    表 1 、罗茨风机改造前后的对比

项目

型 号

转速 r/min

风量
m 3 /min

风压kPa

电机容量 kw

管道风速※ m/s

料风质量比※ kg/m 3

备注

原设计

L43WD

1750

27.3

19.6

15

~ 23.2

~ 3.3

 

现改造

L43wD

2050

32.5

19.6

15

~ 27.6

~ 2.8

 

   在熟料产量 21.5t/d ,实物煤耗为 0.3kg/kg-sh ,煤粉热值 22990 KJ/kg 的条件下,未考虑系统漏风量时的计算值。

  将罗茨风机的转速从 1750r/min 提至 2050r/min 后,风机风量提为 32.5m 3 /min 。未考虑系统漏风量时,相应煤粉输送管的初速度为 27.6m/s ,输送质量比为~( 2.8 : 1 ),接近传统的推荐值。这样可以改善煤粉输送管的输送状态。此时的输送风量占窑需用空气量的~ 5 % ,属正常范围内。
  ( 4 )、改造螺旋泵,提高其锁风效果。
  将螺旋泵由 Ф 200mm 改为 Ф 158mm 并在出口端留一段长为 60mm 的无叶片段,使其输送能力降为~ 9t/h 。同时,将配重阀门改为整块椭园板并适当增加配重量。这样,有利于在螺旋泵出口处形成锁风料柱,提高螺旋泵的锁风效果。
  ( 5 )、设置由膨胀仓、放散管和压力式袋式收尘器组成的气料分离泄压系统。

  图 1 和图 2 分别为新增加的膨胀仓和压力式袋收尘器的制作图。设置气料分离泄压系统以后,由于双管螺旋喂料机的流体阻力远大于气料分离泄压系统。从螺旋泵处窜入的残气只能进入膨胀仓,在膨胀仓内气体压力降低、速度减慢。此时,残气中的煤粉的大部分被分离出来返回螺旋泵,少部分煤粉随残气从排气口排出并借助于气体的残余正压经放散管送至袋式收尘器(该收尘器装有五个套在袋笼外的 Φ 220×1500的滤袋,总过滤面积为5 m 2 。),煤粉被收集下来,净化了的空气排到大气之中。从而在双管螺旋喂料机出料口处稳定在零压或微正压状态,给双管螺旋喂料机均匀喂料创造了条件。此外,还可以从 滤袋的涨瘪程度直观地判断 螺旋泵的锁风效果以便采取相应改进措施。由气料分离器、放散管及压力式袋式收尘器等组成的气料分离泄压系统简单而且实用,我们将其推广应用在 AYHB 水泥有限责任公司等厂的供煤系统中 都收到了显著的效果。改造前后的供煤系统的流程如图 3 所示。

图 3 、改造前后的供煤系统的流程图

  1 # 窑的供煤系统进行改造以后,双管螺旋喂料机两轴端不再冒正压了,进窑煤粉可控性增加了供煤量也稳定了,窑头不再喘气了,窑头温度稳定了。窑尾温度也可稳定在 800 ~ 820 ℃ 小范围内,窑热工制度稳定了。窑的产量随即提高到 21.7t/h 。 1 # 窑供煤系统改造前后的产量详见表 2 。随后,利用停窑检修的机会,在 2 # 、 3 # 、 4 # 窑推广气料分离泄压系统,都收到明显的效果。为 2003 年该厂提前一个月完成年产 100 万吨水泥的任务做出了贡献。
         表2 . 1 # 窑供煤系统改造前后的产量

 

5 月 14 日

5 月 15 日

5 月 16 日

5 月 17 日

5 月 18 日

5 月 19 日

5 月 20 日

5 月 21 日

熟料日产量 ( t/d )

359

395

255

276

333

272

512

502

台时产量 ( t/h )

18.13

16.46

11.86

12.45

14.08

14.44

21.33

21.67

3 、存在问题和进一步完善的建议
  为用本地无烟煤代替价格高的外地烟煤来煅烧水泥熟料,将两台 Ф 2.2 × 11m 开路煤磨改造为带 HES(M) 型动态选粉机的闭路煤磨的技改工程于 2003 年 5 月下旬胜利投产了。此时窑用煤粉的细度由 R 0.008 = 15 ~ 25 % 降为 5 ~ 7 %,煤粉水分也能稳定在2%以下。煤粉的流动性比技改前好多了,煤粉仓容积偏小等的矛盾又突出起来了。此时,会偶发跑煤现象。为彻底解决跑煤问题,进一步提高供煤系统的稳定性。我们建议实施上世纪八十年代原建材总局组织推广的煤粉大循环和煤粉双管螺旋喂料机倾斜向上布置的新技术。

   ( 1 )、实施煤粉大循环方案,从而从根本上消除煤粉仓的仓位对喂煤量的影响。结合该厂具体情况实施的煤粉大循环流程如图 4 所示。
  ( 2 )、将双管螺旋喂料机倾斜向上 10 º 布置,提高双管螺旋喂料机的填充率,从而提高喂料机的稳定性和精度。
  实施以上改进和完善措施以后,该厂回转窑的产质量将更有保证, 1 # 窑的产量已稳定在 21.50t/h 以上。

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