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  • 5000t/d熟料密头燃烧器系统技术改造(精品 )
      • 5000t/d熟料密头燃烧器系统技术改造(精品 )
        • 2024-06-01 07:32:27
        • 粉体设备
      • 摘要:原窑头燃烧器一次风比例高、推力小、火焰温度低、火焰形状保持能力差,燃烧气氛不好,窑皮不平整,烧成带尾部易结圈,造成窑产量较低。结合现有生产状况及煤粉质量,重新设计燃烧器,并对燃烧器配套设施及使用参数进行优化。技改达到了改善窑皮、消除结圈、提高产量、降低煤耗的目的。

        关键词:燃烧器 推力 燃烧气氛 一次风量 窑皮 结圈

        0引言

        某水泥有限公司5000t/d熟料生产线,回转窑规格Φ4.8m×74m,配置双系列五级旋风预热器和分解炉。原配国外某品牌燃烧器使用年限较长,已多次更换备件,多次维修磨损管道。熟料烧系统时常出现窑内结圈、结蛋等不正常现象,熟料质量及其外观颜色不稳定。在水泥熟料处于买方市场状态下,熟料质量的稳定和提高对公司经营来说十分迫切,公司决定对燃烧器系统实施技术改造。

        1原燃烧器系统设计问题

        1.1燃烧器推力小

        原燃烧器设计推力值尚可,但随着窑产量的提高(由设计时的5000t/d提高到6000t/d),头煤量随之增加,燃烧器的推力值降低到7.5N·h/GCal(8.72N/MW)左右。燃烧器的推力值,反映了燃 烧器对二次风的吸卷能力和外回流的强度以及保持火焰形状的能力。推力值较小,燃烧器对二次风的吸卷能力相对较低,同时保持火焰形状的能力较弱,不利于提高火焰温度及使窑内保持良好的火焰气氛。    

        1.2一次风量较大

        因为设计理念和投用时间的局限,一次风量较大,在头煤量增加的情况下,一次风量仍然占到整个风量的13.7%。一次风量大,不利于提高火焰温度。

        原燃烧器使用一台一次风机(见表1所示),采用变频调速,实际使用50Hz(见图1所示),即一次风量(不含煤风)为145.8m3/min。头煤输送风机采用变频调速,实际使用50Hz,实际头煤输送风量为93m3/min。加上头煤输送风量后,一次风量(含煤风)为238.8m3/min。改造前窑中窑尾中控界面见图2所示。

            


        2实际应用过程中的问题

        公司原有窑头燃烧器除设计参数本身影响外,因已使用十余年,已多次更换备件,多次维修磨损管道,性能下降。

        2.1窑况及熟料质量波动较大

        在煤或原料发生小的波动时,时常伴随工艺故障发生,窑况稳定性差,熟料外观颜色及结粒状况变化大。既影响窑产量,又影响熟料质量。

        2.2窑前温度偏低    

        火焰温度低,二次风温长期在1050~1090℃(见图1、图2所示),窑头飞砂大,燃烧困难。结粒差,反过来又影响熟料冷却效果,使二次风温下降。

        2.3窑皮厚,容易结圈

        窑皮不平整,13~26m的窑皮长期很厚,烧成带末端形成结圈,另外40~43m位置容易长圈(见图3、图4所示)。经分析,原燃烧器一次风量大、外风风速低,对二次风的吸卷能力弱,煤粉燃烧速 度慢,保持火焰形状弱,未燃尽的煤粉及煤灰集中沉降到烧成带末端,使烧成带后部窑皮厚,并在烧成带末端形成结圈。由于窑内前半段呈还原气氛,使窑内硫碱等有害成分循环富集加剧,在40~43m 处形成硫碱圈。

            


        3改造方案

        为解决当前不利局面,我们针对现有生产情况及煤粉质量(见表2所示)、燃烧器系统情况,进行了燃烧器技术改造。使用的煤粉挥发分高,发热量高,硫含量低,水分略偏高,在保证推力的前 提下,一次风量不适合设计得过低。为提高燃烧器推力并降低一次风量,改造方案使用分别供风,即一台高压风机供外风、一台低压风机供内风,风机参数见表3。为保证风机可靠性及满足未来进一步提升的需要,风机风量留有足够的富余。

        新燃烧器选用成都嘉能恒业燃烧器,工艺设计上使用了大旋流、大推力、大钝体的设计理念,燃烧器推力值达到9.4N·h/GCal(10.93N/MW)。外风风机实际使用风量72.5m3/min,内风风机实 际使用风量45.7m3/min,头煤输送风机实际使用风量89.3m3/min,即一次风量(含煤风)为207.5m3/min,一次风量降低到12%以下。该设计增大了的旋流和钝体使煤粉分散面积扩大,内、外回流都进一步增强,加快了风煤混合,并提高了燃烧器保持火焰形状的能力。    


        4燃烧器技改效果

        本技改改造项目于2023年2月实施,3月15日投料。经过3个月的运行,生料投料量稳定达到425t/h以上,熟料产量稳定在6200t/d以上,标煤耗降低2kg以上。改造后窑运行时的中控界面见图5所示,改造前后烧成系统产质量对比见表4。

            




        燃烧器外风压力80kPa,内风25kPa,火焰温度高、刚度好,二次风温稳定在1100℃以上,大部分在1150℃左右。安装时燃烧器与窑完全同轴,良好的火焰形状和同轴的安装方式使火焰既不触料也不触窑皮,熟料结粒质量大幅提高,窑头飞砂料基本消失。从筒体扫描界面(见图6所示)看出,烧成带温度整体提高,烧成温度提高,为窑产量提高创造了良好的条件,窑皮非常平整,烧成带后端的圈以及40~42m处的圈没有再出现(见图7所示)。燃烧器火焰温度高,窑系统抗波动能力强,并能适应原燃料的变化。    

        5结束语

        本次燃烧器系统的技术改造表明,通过降低一次风量、提高燃烧器推力,并使用大钝体、大旋流技术,可有效地提高煤粉燃烧火焰温度,保持火焰形状,保持火焰氧化气氛,进而提高窑产量,降 低煤耗,改善结粒。在工艺情况基本不变的情况下,本次技术改造使窑的运行更稳定,不仅不长圈、不结厚窑皮,还使产量提高了200t/d以上,标煤耗降低了2kg。

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