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博纳旋流式四风道煤粉燃烧器的使用

【河北水泥网】  【时间:2011-10-11】  【关闭本页】  【打印本页
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  新乡平原同力水泥有限责任公司首条5000t/d水泥熟料生产线由天津水泥工业设计研究院有限公司设计。采用双系列五级预热器和TSD型分解炉,燃料采用低挥发分无烟煤,窑头燃烧器采用天津仕名公司TC型四通道燃烧器。投产后,窑头燃烧器出现了拢焰罩磨损严重(一般1个月左右须更换或补焊一次),导致火焰形状不完整,不能适应工艺要求,检修次数过于频繁。之后,开始使用博纳TJB-KP-14型旋流式四风道煤粉燃烧器,使用后效果明显好转:拢焰罩磨损很小,火焰活泼有力,且二次风温提高50℃,对原料的适应性增强,熟料28d抗压强度提高3MPa,一次风机转速降低了250rpm,实现了节能减排,创造了可观的经济效益和环保效益。

  燃烧器结构

  结构对比

  TJB型旋流式四风道煤粉燃烧器结构如图1、图2所示。

  该燃烧器端部结构由外向里分别为轴流风(外风)、旋流风(外风)、煤风、中心风风道,并设有油枪通道,最外层套管上设有拢焰罩(一体化结构)。燃烧器前端风道采用耐热钢材质制造、尾部煤粉进口段配置耐磨材料。

  原燃烧器结构见图3、图4,由外向里分别为外轴流风、外旋流风、煤风、中心风风道(设有油枪通道),最外层套管上设有拢焰罩(采用法兰连接)。喷头部分采用耐高温、抗高温氧化的特殊耐热钢铸件机加工制成,提高了头部的抗高温变形能力。

  使用效果对比

  1.原燃烧器由于内风风翅角度小(19°),导致火焰不集中,二次风温偏低。为了提高二次风温,必须提高一次风机的转速以提高风压(转速稳定在960rpm,风压一般在26.5kPa,最大30.5kPa)。由于风压过高,导致拢焰罩磨损过快,一般1个月左右须更换或补焊1次,否则火焰分叉、扫窑皮、二次风温降低,影响熟料的产量和质量。使用TJB型燃烧器,旋流风风翅角度为25°,转速710rpm左右,二次风温稳定在1170℃左右,火焰活泼有力、不扫窑皮。

  2.使用原燃烧器时,一次风机的转速很高,导致一次风量加大,带入窑内的冷空气较多,增加了煤耗。

  3.TJB型燃烧器头部为整体结构(见图1),克服了原燃烧器头部的法兰式结构(见图4)造成的法兰连接处浇注料厚度很薄,且易脱落的弊端,减少了停窑更换燃烧器的次数,提高了窑的运转率。

  出现的问题

  旋流风风翅角度过大

  之前,全国煤炭价格普遍上涨,为适应未来可能变得更差的煤质,新乡平原同力水泥有限责任公司公司向博纳厂家提供了发热量为5200kcal/kg的煤样品,并以此设计燃烧器的旋流风风翅角度。厂家设计了旋流风风翅角度为25°的燃烧器。但在实际生产中使用的原煤发热量为5600kcal/kg~5800kcal/kg,导致火焰过于集中,10m处的窑皮不稳定(时长时掉),严重威胁到窑内耐火砖的安全。调整煤管的内外风阀门开度及间隙,效果不明显。降低原煤的发热量后,产量和质量不好控制。其后止料停窑,将旋流风风翅更换,风翅角度减小为23°。更换后,10m处的窑皮很快恢复正常,且很稳定。

  燃烧器头部易结焦

  若煤的焦渣特性不适应、熟料结粒偏细或燃烧器头部位置在窑内时,会出现燃烧器头部“结焦”现象。当结焦过厚时,会使火焰形状发生改变,从而影响产量和质量、煤耗及耐火砖的使用寿命。生产中发现“结焦”层厚度大于50mm时,及时用钢管清理,减小不利影响。

  使用效果

  为节约资金,要求博纳燃烧器厂家按原燃烧器的外形图设计制造,保留了原有的移动小车和燃油助燃系统,保证了顺利更换和正常使用。通过使用,总结出以下优点:一次风用量减少,节煤显著,减少了有害气体的排放量。

  使用博纳TJB-KP-14型旋流式四风道煤粉燃烧器后,一次风机的转速由原来的960rpm降低到710rpm,一次风用量减小20%。一次风用量减小,既能增加高温二次风的用量,提高了煤粉燃尽率和出窑熟料的冷却效率,使窑皮长度、厚度适中,窑筒体热散失减少;又能减少窑内废气量的产生,热损失相应减小。窑头用煤量减少5%(由12.80t/h减少到12.16t/h)。原煤单价按每吨630元计算,窑运转率按90%计算,每年能节约313.52万元。

  熟料质量明显改善

  使用原燃烧器,拢焰罩磨损严重时,火焰分叉且调节困难,导致熟料中黄心料较多,f-CaO合格率降低,28d抗压强度低,仅达59MPa左右。改用燃烧器后火焰活泼有力,且二次风温提高30℃,调节灵活,对原料的适应性增强,黄心料基本消除,f-CaO的合格率由70%提高到85%以上,熟料的28d抗压强度稳定在62MPa以上。

  运转率提高

  使用原燃烧器,拢焰罩磨损很快。磨损后,火焰形状不完整,不能适应工艺要求,并导致停窑次数过于频繁(一般1个月左右必须停窑更换燃烧器或补焊拢焰罩),缩短了窑内耐火砖和各处浇注料的使用寿命。该公司现在换一次喷煤管约需7h~8h,热窑升温约3h,合计为10h~11h,即损失约2291t~2520t的熟料产量。之后开始使用博纳TJB-KP-14型旋流式四风道煤粉燃烧器。使用3个多月后,拢焰罩磨损很小,不需更换或补焊,窑的运转率由原来的85%提高到95%。每年能增加产量12030t,每吨熟料毛利按60元计算,每年能增加效益72.18万元。

  环保效益明显

  使用原燃烧器时,窑尾烟室气体成分分析仪显示NOx的浓度为750ppm~1000ppm,换用TJB-KP-14型喷燃管后,NOx的浓度降低到450ppm~750ppm,NOx降低近50%,取得了明显的环保效益和社会效益。同时由于窑头用煤量减少5%,减少了有害气体的排放量,实现了节能减排的环保效益。

  该公司5000t/d水泥熟料生产线使用博纳TJB-KP-14型旋流式四风道煤粉燃烧器后,一次风用量减少、节煤显著,环保效益明显、运转率提高、熟料质量明显改善,水泥中混合材掺加量增加,耐火砖使用寿命延长。仅节煤和提高运转率两项,每年实现经济效益就达385.70万元。

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【来源:江超 高红旗】
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