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CMS煤磨选粉机在风扫煤磨系统中的应用

浏览次数: 日期:2005年6月21日

CMS煤磨选粉机在风扫煤磨系统中的应用
 

 何正凯、郭宏武、张端美、王炳东

 

1  前言
  1997年福建龙岩三德水泥公司φ4×47m 2000t/d窑外分解线上采用了带进口的动态选粉机的新型风扫磨系统,使煤粉细度得到有效的控制。从而成功地采用全无烟煤煅烧水泥熟料,大幅度降低了熟料煅烧中燃料的成本。尔后,国内回转窑水泥厂掀起了采用本地廉价的无烟煤或贫煤代替价格昂贵的烟煤的热潮。为适应此形势,我们在多年研制第三代选粉机-HES高效选粉机的基础上,结合煤粉制备过程的特点,开发出能有效降低和控制煤粉细度并能提高风扫磨系统产量的国产的CMS煤磨选粉机。国内首批两台完全国产化的CMS- 30(处理风量30000m 3 /h)煤磨选粉机应用在广州石井水泥公司两台DTM2500/3900风扫磨系统中,并于2000年上半年胜利投产,取得满意的效果。于是,各厂纷纷仿效。湖南金磊水泥集团、湖南 雪峰水泥集团有限公司、 郑州金龙水泥股份有限公司、广东恒塔旋窑水泥厂、湖南普华水泥厂、郑州长城铝业公司水泥厂先后选用 CMS-30、CMS-22和CMS-15煤磨选粉机分别用在DTM2500/3900、φ2.4×4.75m、φ2.2×4.4(5.5)m和φ1.7×2.5m风扫煤磨系统上。使用效果都不错。目前,在国内外推广了近30多台套 煤磨选粉机。其中,有两台出口到越南人民共和国。
  2004 年我们还应工源水泥厂的要求开发出了 HES ( M )型动态选粉机并将该厂两台 φ 2.2×11m开路煤磨改造为普通闭路煤磨, 磨制烟煤:无烟煤= 7 : 3 的混合煤,细度 R 0.08 =9.9 %台时产量达24t/h以上, 比改造前的开路磨提高产量 70 % 以上。 一台煤磨就能满足台时产量共 80t.sh/h以上的 四台余热锅炉窑的需要。创造了该厂煤磨产质量的历史新高。 磨制 烟煤:无烟煤= 3 : 7 、煤粉细度 R 0.08 ≤ 7 %的 混合煤粉时,产量 为 18t/h以上。 两台闭路煤磨完全能 满足 窑的需要。工源水泥厂的闭路煤磨是国内首创,为开路煤磨的改造开辟了一条新路。

2  CMS煤磨选粉机的结构和分级原理如图一

          

  该机由传动部分、叶轮、导向叶片、灰斗、壳体、出风管等部分组成。其分级原理与 HES选粉机雷同。从煤磨磨尾出来的含有半成品煤粉的气流从选粉机进风口进入选粉机内,经过有一定角度的导向(整流)叶片进入分级室,在旋转着的叶轮与固定的导向风叶之间的环柱状分级室内形成水平强制旋涡流场,然后通过叶轮周边的叶片进入出风管向外排出。气流中的半成品在分级室内随气流作水平涡流运动。在离心力和向心力的作用下,粗细物料粒子产生分级,细粉随气流进入叶轮内部从出风管排出,由外部收尘器收集下来作为成品。粗粉在分级室内回转下降,然后掉入灰斗,由灰斗下端的粗粉排出口排出。
3 广州石井水泥公司和湖南金磊水泥集团有限公司煤磨改造概况
  广州石井水泥公司(以下简称为石井厂)和湖南金磊水泥集团有限公司(以下简称为金磊厂)分别有两条和三条φ 3.5×145m湿法回转窑生产线,每条生产线各配一台DTM2500/3900风扫磨系统,两厂拟用无烟煤代替烟煤煅烧水泥熟料,在采用新型的三通道、四通道燃烧器的同时,对煤磨系统进行了技术改造。石井厂的改造内容为:用CMS-30代替原φ2500粗粉分离器,保留原细粉分离器,切断返回磨头的循环风和进入窑用一次风机的风管,系统的风全部经过MDC77-7煤磨袋式收尘器后排入大气中。金磊厂的改造内容为:用CMS-30代替原φ2500粗粉分离器,拆除细粉分离器,切断返回磨头的循环风和进入窑用一次风机的风管,系统的风全部经过FGM96-6(M)高浓度煤磨袋式收尘器后排入大气中。两厂改造前后的工艺流程图见图二、图三、图四,改造前后的主要设备、装机容量、技改投资见表一。

   表一、改造前后系统主要设备和 装机 容量及 技改投资表

 

两厂改造前

石井厂改造后

金磊厂改造后

煤磨

DTM2500/3900
380 ( 320 )kw
DTM2500/3900 380kw 装球 25 t DTM2500/3900 320kw 装球 25 t

粗粉分离器

φ 2500

煤磨选粉机

CMS-30
处理风量 30000m
3 /h
调速电机 JZTY62-4L
18. 5kw
1200 ~ 120 转 / 分减速机 i=2.5

CMS-30
处理风量 30000m 3 /h
变频调速电机
Y180 - 4 、 18 . 5kw
减速机 i=2.5

细粉分离器

φ 2750

同改造前

 

煤粉风机

M9-26 N o 11.2D
1450ypm
24126m 3 /h 6630Pa Y280M-4 90kw

M6-31 N o 13.5D
1450ypm
31700m 3 /h 6426Pa
Y280M-4 90kw

煤磨袋式收尘器

MDC77-7
处理风量 26000 ~ 325 00m 3 /h

FGM96 - 6 ( M )处理风量 33000 m 3 /h

排风机

9-26 N o 12.5D
960ypm
33000m 3 /h 3785Pa
Y280M-6 55kw

9-26 N o 12.5D
1450ypm
37760m 3 /h 8575Pa
Y315M
1 - 4 132 kw

系统总装机容量 *

石井厂 473kw
金磊厂 413kw

563kw

492.2kw

技改总投资 **

 

288 万元

132 万元

  *总 装机容量统计范围:从煤磨磨头喂料机到煤粉仓的所有电机容量之和。** 技改总投资:含新型三通道(四通道)煤粉燃烧器、煤粉供给系统、煤磨系统的改造、更换部分窑衬、非标件、设备安装等的费用。由于金磊厂技改时全部采用价格便宜的国产设备,因而大幅度地节约了技改投资。

众所周知,用低挥发分的无烟煤和贫煤煅烧水泥熟料要有下面几个技术条件:煤磨能有效降低和控制煤粉细度;高推力、低一次风用量的新型燃烧器的应用;煤粉的均匀稳定地供给;尽可能高的二次风温度等。从表二可以看出带 CMS煤磨选粉机可以有效地降低和控制煤粉细度。这为无烟煤和贫煤在回转窑上的应用创造了良好的条件。

  表 2 CMS - 30 煤磨选粉机不同叶轮转速下相应的煤粉细度

叶轮转速(转 / 分)

180

200 ~ 240

260 ~ 280

300 ~ 320

320 ~ 340

340 ~ 360

360 ~ 420

原动机转速(转 / 分)

450

500 ~ 600

650 ~ 700

750 ~ 800

800 ~ 850

850 ~ 900

900 ~ 1050

煤粉细度( R0.08% )

15.0 ~ 16.0

10.5 ~ 13.8

7.0 ~ 9.0

3.0 ~ 6.0

2.0 ~ 4.0

1.0 ~ 3.0

<1.0

• 系统产量高
  采用粗粉分离器的煤磨系统,由于受粗粉分离器结构的限制,如要磨制较细的煤粉,除调整粗粉分离器导风叶角度外,尚需降低系统风量,这势必影响煤磨的粉磨效率和烘干效率,致使产量大幅度的下降。当要求煤粉更细时带粗粉分离器的煤磨系统则无能为力了。在一般情况下,无烟煤和贫煤比烟煤难磨,致使煤磨的产量满足不了回转窑的需要,从而制约了无烟煤和贫煤在回转窑上的应用。而带 CMS煤磨选粉机的煤磨系统则不然。由于选粉机可以进行有效的分级把关。系统风量可以适当增大(按磨机筒体截面积和通过磨机风量计算而得的磨内风速从传统的1.1~1.5m/s提高到 1.6~1.8m/s),无循环入磨的含湿量大的循环风,提高了入磨热风的烘干能力。另一方面,由于选粉机分级效率较粗粉分离器的高,循环负荷小,磨内负荷小可以提高磨内粉磨效率。因而带CMS选粉机的煤磨系统产量高。经标定,石井厂磨制混合煤粉(烟煤:无烟煤=2:8),细度R0.08<5.0%时产量为14.0t/h左右。金磊厂磨制细度为R0.08<4%的混合煤粉(烟煤:无烟煤=2:8)时产量13.0t/h以上,比改造前提高产量40 % 以上,改造后可用两台新型风扫磨系统供三台华新窑用煤粉,节省了一台煤磨的运转费用。
  由于技改时增加了煤磨选粉机、煤磨袋式收尘器等设备和加大了排风机电机容量等原因,带 CMS选粉机的煤磨系统磨制细度较小的无烟煤或贫煤煤粉时单位煤粉制备电耗比磨制一般细度的烟煤煤粉的带粗粉分离器的老煤磨系统略高或基本持平。现将两厂煤磨系统改造前后的一些相关指标列于表三之中。
  分级效率高。石井厂、金磊厂带 CMS煤磨选粉机的煤磨系统与某水泥厂磨制无烟煤的 Ø 2.2×5.8m带粗粉分离器的传统风扫磨系统,煤粉和返磨粗粉细度的检测结果列于表四。

          表三、 两厂煤磨系统改造前后的一些相关指标

 

石井厂

金 磊 厂

改造前

改造后

改造前

改造后

烟煤:无烟煤

100 : 0

20 :8 0

100 : 0

20 :8 0

原煤入磨水分 %

8

8

12

~ 10

煤粉细度

( R 0.08 % )

~ 15

< 5

< 12

< 5

煤粉 产量

( t/h )

14 . 5

14 . 0

6~9 

> 13.0

回转窑熟料 产量( t/h )

27

27.5

22~23

25~26

煤粉 制备电耗( kwh/t )

23 .9

32.0

36.5~45.6

<33 .1

              表四、煤粉和返磨粗粉细度的比较

 

石井厂

金 磊 厂

带粗粉分离器的某厂

煤粉细度R 0.08 %

16 . 2

5~6

2 . 5~3

8

3 . 2

1 . 6

0 . 8

3~5

粗粉细度R 0.08 %

50.5

39~41

31~33

45.3

40.0

39.2

33.6

~ 15

  从表四可以看出,当磨制同样细度的煤粉时,带 CMS煤磨选粉机的煤磨系统其返磨粗粉的细度远比带粗粉分离器的传统风扫磨系统的要大。充分显示出CMS煤磨选粉机的分级效率远比粗粉分离器高的优点。

4、经济效益显著
  石井厂每吨无烟煤进厂价格比烟煤低 80元左右,按实物煤耗0.26t/t-sh、回转窑台时产量27.5t/h、运转率为0.9计,采用混合煤粉(烟煤:无烟煤=2:8)后,每吨熟料可节省燃料费用17元左右。一条φ3.5×145m湿法回转窑生产线一年可节省368万元左右。能在9个月左右回收技改投资。
  金磊厂每吨无烟煤进厂价格比烟煤低 100元左右,按实物煤耗0.26t/t-sh、回转窑台时产量25.5t/h、运转率为0.9计,不计无烟煤的热值(26385kj/kg)比烟煤的热值(23030 kj/kg)高和回转窑台时产量提高等的因素,每吨熟料可节省燃料费用20.8元左右。一条φ3.5×145m湿法回转窑生产线一年可节省410万元左右。能在4个月之内回收技改投资。
  技改前,两厂窑头煤磨房内的煤粉风机和窑用一次风机处呈正压状态。从风机法兰和裂缝处冒出的煤粉弥漫在车间之中,既污染了生产环境又增加了安全隐患。技改后,系统在全负压下操作,车间内无粉尘污染,生产环境得到显著的改善。另一方面,改造时采用了高效的煤磨袋式收尘器对需排放的废气进行严格把关,可确保排放浓度小于 50mg/N m3 ,达到国家的环保要求。
  煤磨选粉机结构紧凑,体积小、处理量大、运转平稳、动载荷小,用它取代粗粉分离器极为方便,它既可用于老煤磨系统的改造,也可以用于新煤磨系统。 该机易磨损部位采用新型耐磨材料以及新技术新工艺处理,高可靠性,使用寿命长,维护量小。

结束语
  CMS煤磨选粉机是在我院多年研制第三代选粉机━HES高效选粉机的基础上结合风扫煤磨制备煤粉过程的特点而开发出来的专门用于煤粉分级的高效选粉机。它具有体积小、运转平稳、选粉效率高、系统强力通风、烘干能力强、产量高、能有效地降低和控制煤粉的细度、操作简便、磨损小、使用寿命长、维护工作量小,结构上和系统中充分考虑防自燃防爆措施,可安全生产等特点。它非常适合用于老式煤磨系统的改造,也可以用于新建的煤磨系统。它是应诸回转窑水泥厂因地制宜采用廉价的无烟煤或贫煤代替价格昂贵的烟煤来煅烧水泥熟料的潮流而开发的新产品。用无烟煤或贫煤比外地烟煤煅烧回转窑熟料每吨熟料可降低成本15~30元,一条φ3.5×145M湿法回转窑生产线一年可以节省燃料费用300~600万元,可以在3~6个月内回收包括新型三通道、四通道燃烧器、煤粉稳流供给装置和带CMS煤磨选粉机的风扫煤磨系统的技改费用。它将为进一步提高回转窑水泥的经济效益作出新的贡献。

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