利用熟料冷却余热烘干原煤的生产实践

    八方水泥公司原设计为两条600t/d的Ф3.2m×52m预热器窑水泥生产线,煤粉制备采用两台Ф2.2m×4.4m风扫式煤磨,设计台产9.0t/d。后来,将两条预热器窑全部改造为预分解窑。如将煤磨更换,原设备只有废弃,新建成本太高。为节约技改投资,故煤磨仍保留利用。技改后,两台窑单机台产平均达到了1500t/d以上,煤磨产量严重不足。只有依靠提高煤质和放细度维持生产。但是,在阴雨和寒冷季节,或原煤水分高时,无法保证煤粉供应,使生产和能耗均遭受巨大损失。煤磨产量成为制约生产的瓶颈。

    原来煤磨系统未采取原煤预烘干措施,只是从窑头抽取蓖冷机高温风人磨,在磨内烘干原煤。热风在磨内停留时间太短,烘干能力不足。煤磨集烘干和粉磨功能于一体,限制了粉磨能力的发挥。因此我们将烘干功能移到磨外,对原煤采取“先烘干,再人磨”的方案进行技术改造,以提高磨机产量。

    为达到利用废弃热资源的 目的,根据设备安装空间不足的实际情况,决定利用篦冷机中温段剩余热风,采用新型立式烘干塔,对进厂原煤进行预烘干。

1 烘干系统工艺设置
1.1 设备配置
    根据生产要求和工艺计算(略),确定的系统工艺设备配置见表1。

1.2 系统工艺流程 (图l)
    由图1可见,贮库内原煤由皮带机l喂人原煤仓2,经调速秤3计量后通过提升机4喂进立式烘干塔5,利用蓖冷机中段热风对原煤进行烘干。烘干后的原煤经双辊破碎机破碎机6破碎,由板链提升机7分别送人 皮带机 11、12,供应1、2号煤磨干燥原煤。

 

    立式烘干塔所需热风分别由l、2 号蓖冷机提供,塔内及输送设备废气经气箱脉冲收尘器8处理后由风机 9排出。收回的干燥煤粉由螺旋输送机10送人干煤仓。

1.3 设备配置注意事项

 

    立式烘干塔采用逆流热交换原理,利用热气流对物料进行烘干。烘干原煤时,在人塔废气温度达到450 ℃状态下,首先由智能料位仪下达指令给提升机进行工作,将小于30mm的原煤喂人烘干塔,进人预热带;后经电动截流器送人多组相互重叠的撒料锥、滑料盆,反复均匀滑落;再经数组电动截流配重秤,陆续进人烘干带。烘干后的物料自由沉落,进人干躁带。物料在运行过程中,与上升的热气流进行反复迂回的各种形式热交换。物料中的水分烘干后,通过自动测湿仪下达指令给输送设备输出。但是,利用蓖冷机中低温段剩余热风,对烟煤进行烘干,设备配置时有几点要高度重视：

    (l)入塔温度控制。烟煤炭化程度较高,可燃基挥发分含量一般在25%～32%之间。结构致密、较为坚硬,比重较大,着火温度约为500～550℃。当入烘干塔热风温度过高或塔内堵塞时,极易造成原煤着火。塔 内堵塞偏风时,也容易导致收尘器内煤粉燃烧。原煤的水分、品质和季节变换对烘干效果都有较大影响。因此,烘干温度控制尤其重要。我公司入塔废气温度严格控制在440～480℃。

    (2)塔内风速控制。由于入塔余热气体控制温度较低,根据热平衡要求,就必须采用大量废气才能达到烘干物料的目的。风量不足,会严重制约烘干效果。但大量的低热气体势必增大塔内气体流速。风速过大,不 仅导致气体与物料热交换时间短,出烘干塔废气温度过高,并且,将细物料带走过多,增大收尘器负担。因此,在确定烘干塔直径时,要留有充足余量。我公司选择的立式烘干塔有效内径为Ф3.om。

    (3)温度调节控制。篦冷机中温段热风温度不高,适宜用于烟煤烘干,但热气流由底部入塔经过干 燥带,热量消耗较大,进入烘干带后温度降低,影 响到烘干效果。烘干带被拉长,使预热带能力和交换效率均受到很大影响。尤其在冬季,当烘干塔出口废气温度降低到70℃以下时,会导致收尘器结露,影响收尘器的正常工作。因此,必须在烘干塔中部增设二次风管,采用电动调节阀,对塔内温度进行合理调节控制,以解决烘干及预热带温降问题。

2 系统生产调试
2.1 生产工艺参数
    我公司系统温度控制指标见表2。

2.2 系统生产调试
　　(l)二次风的设置与调节。要提高立式烘干塔的热交换效率,必须恰当设置和合理使用二次风。二次风 的设置与企业所处地域气候条件有关。我公司烘干塔塔内设置撒集料锥盆八组。两个主风 对称安装在底部第一组实心集料盆上部,二次风管两个进风口,分别对称安装在上部第三、四和第四、五组撒集料锥盆之间。各风管进风口都安装蝶阀,生产时根据烘干塔出口废气温度调节进风量,我公司废气温度控制范围在90～120℃左右。

 

    (2)篦冷机热风粉尘的处理。篦冷机热风中含有大量粗颗粒高温粉尘,当塔内料流不畅时,粉尘被挟带进入烘干塔,容易引起烟煤燃烧起火。因此,管道风速不宜过高。但是,风速低会造成管道积灰。为此,我公司在篦冷机热风出口管道上设一沉降室,操作中控制管道风速在15m/s左右。

    (3)入塔物料的粒度控制。原煤中常含有粒径为200～30mm的大块,入塔后被卡在集料盆与塔壁之间,造成塔内堵料,长时间接触高温气体就引起自燃和起火,而且,由于出塔物料超出双辊破碎机钳角极限值,破碎机经常被压死。针对上述情况,我公司在皮带输送机前增设了一台振动筛,将大于50mm的物料筛除,破碎后再入塔,解决了塔内和破碎机堵塞问题。

3 效果
    (l)烘干塔投运后,入磨原煤平均水分<4%,平均粒径≤30mm,≤20mm的占到80%以上。较好地改善了物料性能,磨机产量得到有效提高,满足了回转窑煅烧需求。原两台煤磨台时产量约在9t/d左右,改造后分 别达到了11.0t/d和12.0t/d,提高产量12.2%的13.3%,综合电耗与改造前基本持平。在供电紧张情况下,实现了完全避尖峰电生产,年节约电费可达15余万元。

    (2)因原来煤粉供应不足,只能采用优质煤放细度维持生产,入窑煤粉细度达到16%以上。煤磨产量提高后,将细度压到12% 以下,煤质要求放宽。由于压低了煤粉细度,消除了分解炉煤粉不完全燃烧状态,燃料消耗得到有效降低。

    (3)由于两台回转窑超产幅度较大,篦冷机能力不足,熟料冷却质量不好,出篦冷机熟料平均温度达200℃以上,利用烘干塔,抽取利用了部分高中温段热风，改善了篦冷机的冷却效果,熟料温度降至150℃左右，28d抗压强度提高了近2MPa。

    (4)受篦冷机冷却能力的限制,原篦冷机入电收尘器废气温度高达350℃以上,造成电收尘器沉降极 板变形损坏 严重,烘干塔利用后,废气温度降至300℃ 以下,收尘器极板变形问题得到改善。

    (5)利用篦冷机中温段剩余热风进行烘干,取得良好经济效益,八方水泥公司按年产熟料85万t计,需烘干原煤近14万t，可节约烘干用原煤约2500t，节约费用200余万元。