我厂窑外分解窑和立波尔窑采用烟煤与无烟煤比例为30%∶70%的混合煤,这种煤的挥发分为8%~12%、灰分为20%~24%、细度为2%~5%、水分<3.5%、着火温度约600℃。3台Φ3.5m×10m中卸烘干生料磨配套的3个煤粉燃烧室仍然只能烧烟煤,每天2号煤磨(Φ2.2m×4.4m)要为此专门开机4h左右。如果燃烧室也烧混合煤,既可以节省每吨烟煤与无烟煤近90元的差价,也可以停开2号煤磨。燃烧室所用煤计划与立波尔窑所用混合煤一样,由1号风扫煤磨(Φ2.8m×8m)磨制。本着尽可能节省投资的原则,我们采取先易后难分阶段推进的办法。
1 煤粉燃烧室试烧情况
2001年5月,在打通送煤管道之后,直接把1号煤磨的混合煤送到3台燃烧室上的煤粉仓内,代替原用的烟煤。从试烧情况看,下煤量要比用烟煤时增大60%,否则会灭火。而且在出风的拐弯处容易结焦堵塞,需要岗位工每班捅2次,试烧1周后效果不好停用,恢复烧烟煤。煤粉燃烧室结构尺寸及火嘴结构见图1。

图1 煤粉燃烧室结构尺寸及火嘴
2 采用三风道火嘴
分析停用原因是煤风混合效果不好造成的。于是请南京水泥设计院专门为这种燃烧室设计、制造了小型三风道火嘴。2001年10月初,该火嘴先在3号燃烧室上改装。试烧1个月后,3号燃烧室耗煤量已经降到与1号、2号燃烧室相当,都在270~280kg/h水平,但是3号燃烧室出风拐弯处容易结焦堵塞的问题仍然存在。三风道火嘴结构见图2。
3 改进燃烧室的炉膛内部结构
分析结焦堵塞的原因是混合煤燃烧速度比烟煤慢,在它尚未完全燃烧时到达拐弯处,突然改变运动方向,未完全燃烧的煤粉颗粒有一定粘性,导致在拐弯处结焦堵塞。改进办法是砌一道耐火砖拱墙把燃烧室分为前膛和后膛,在不改变外形尺寸的前提下,增加前膛的有效高度,延长无烟煤在高温前膛的停留时间,让混合煤在前膛能够完全燃烧。这样,已经燃烧完全的煤粉颗粒粘性很小,不会在拐弯处结焦,后膛的作用从燃烧室变成了沉降室。为了解决后膛沉降积渣的耙渣问题,对后膛也做较大的改动:取消热风地道,增设炉顶出风管道、电动蝶阀、后膛清渣炉门。改造后炉膛结构见图3。

图2 火嘴结构
图3 改造后炉膛结构
3号燃烧室实施上述改造后,再也没有发生拐弯处结焦的问题。同时由于混合煤燃烧完全,其发热量大的优势得以发挥,每小时耗煤量比1号、2号燃烧室平均少5~lOkg。由于效果显著,因此对1号、2号燃烧室也进行上述的改造,实现3个燃烧室全部改烧混合煤的目标。
4 探索点火新办法
煤燃烧和结焦问题解决后,仍然存在一个难题,就是在磨机和燃烧室停机较长时间(24h以上)后,再开机时,点火非常困难,一般要1~2h才能点着形成火束。后来采取把煤粉仓烧空后再停机,往空仓内改送烟煤(由2号磨制备)约1000kg,专门用于下次点火,此问题才最终解决。
5 经济效果
5.1 降低燃煤生产成本
3个燃烧室每年耗煤量为7000t,其中70%用无烟煤,即年耗用无烟煤4900t,按每吨烟煤与无烟煤的差价90元计,每年可降低燃煤成本44.1万元(不包括每小时耗煤量下降所带来的节约额)。
5.2 减少2号煤磨系统的用电量
2号磨系统只在回转窑补火、点火和生料磨开机需点火时才开,按原每天开机4h,电费0.45元/kWh计,每年可节电44.8万kWh,年节电费约20.2万元。
福建水泥股份有限公司建福水泥厂,福建永安366014
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