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          窯頭燃燒器頭部改造一年來成效總結

          2020-08-05

          如何充分發揮窯頭燃燒器“節能降耗、優質高 產、低N0*排放、窯皮均勻、耐火磚使用壽命長、 窯況調整靈活”的綜合效能? 2014-2015年我公司 對國內十多家燃燒器生產廠家的噴煤管典型結構進 行了測繪,并與所在水泥廠的窯況逐一對比分析; 同時結合我公司16年燃燒器的設計調試經驗,積極 與華中科技大學合作,運用計算機仿真技術,把不 同結構燃燒器的火焰仿真情況做了優劣對比;總結 出一套用10項參數全面數值化描繪燃燒器綜合性 能的數據模型,用于窯頭燃燒器的頭部改造,國內 常規窯頭燃燒器的性能特點一覽無余。2015年我公 司以燃燒器調查表為基礎,讀懂窯況,讀懂生料, 讀懂用煤,堅持新舊燃燒器10項參數的對比設計, 取得了良好的效果?,F分別予以總結匯報。

          、太原山水2500t/d生產線窯頭燃燒器頭部 改造情況。

          1、太原山水基本情況

          改造前窯筒體最后4米溫度偏低(經常低于 150"C )、窯尾漏料。熟料中常有2%左右生粉料。 煙室負壓高達350-450pao燒成帶窯皮偏厚,熟料 的立升重1180-1300g/L波動偏大。熟料中Mgo偏高, 常年在4%~5.5%。煙煤煤粉低位收到基在 5900-6100cal/g, Vf=30%~32%,內水月均在 4.5%左 右。

          改造后:窯前亮度增加1 oo°c,預熱器系統溫 度下降10°C。結皮工藝事故減少,加上煙室斜坡順 料改造,優質窯況的穩定時間在30天以上。

          附燃燒器頭部改造前后實物圖(中后部分未加 改動):

          2、太原山水2500t/d窯頭燃燒器性能對比設計

          項目

          基本參數

          原燃燒器

          SR4設計值

          投入生產后情況

          軸流風

          煤粉特性:揮發份V=31.9%,

          Qdw:=5900~6305kcal/kg:

          水分:W4.5%,細度 R0.08:

          20-014=3077 平 方毫米。當前運行 表壓31 kPa,折算 一次風機風量41.2

          16-^3=2122。

          運行表壓估計在

          39-45kPa.折算羅茨風

          機風量32.5-33.4立方

          軸流風一次風機風量降低 8立方/分鐘。

          表壓53kPa,黑火頭

          750px o窯前亮度提高。


          $3.1%,灰份 A:11%~16%o

          送煤風機:風量: 57.7m3/min ,風壓: 39.2KPa,電機 55kWo 原一 次風機風量88.7m3/min,風 壓29.4kPa,電機功率75kWo 因需要提高一次風壓使用備 用的送煤羅茨風機:風量 68m3/min,風壓 58.8kPa, 電機功率110kW。

          12月份在用一次風率(含煤 風):60X (88.7X48/50+57.7 X 39/S0) 9 (6.4 X 7.18 X 1000)=17%,偏高。

          改后實際降低到:

          14%。

          立方/分鐘。

          /分鐘左右。

          旋流風

          內旋24X孔高10X 槽寬13=3120平方 毫米

          角度30°運行壓 力33kPa。需要羅 茨風機風量42.2立 方/分鐘。

          零 位 截 面

          ^203-0197. 5

          =1 729平方毫米。

          折算羅茨風機風量26.5 立方/分鐘左右。因為內 水偏大,旋流角32° (頂 圓)

          火焰系數=2

          旋流風一次風量降低14

          立方/分鐘

          中心風

          中心風:16-①6=452。關到4kPa表壓。需要

          一次風量1.2立方/分鐘。

          送煤風

          0>295-0>245=21195mm2 出 口風速 35.4 米/秒。偏高。

          SR4送煤風速=25.2米/秒

          0305-0235=29673 mm2

          將煤粉濃度由目前的

          2.7kg/立方,提高到

          3.8kg/立方。

          攏焰罩

          500px

          旋流數

          阻塞系數C=o. 545 旋流數Sl=l. 14

          阻塞系數=0.35

          實際旋流數0.87

          火焰推力

          原燃燒器火焰推力:10N/MW。估算SR4火焰 推力=9.2。正常。

          3、改造前后窯皮情況對比


          生產指標變化(月均值):

          時間

          日產量

          標煤耗

          R3D

          R28D

          煙室

          溫度

          二次

          風溫

          煙室負壓

          Pa

          立升重

          g/L

          改造前

          2900

          104

          29.5

          55.1

          1150

          1000

          -350

          1180-1300波動大

          改造后

          2982

          102.5

          29.8

          55.4

          1080

          1030

          -200

          1260-1280 穩定

          標煤耗由104kg下降到102.5kg,月均日產量由 2900t/d提高到2982t/d;噸熟料氨水費用由2.5元下 降到1.7元;因結粒改善,制成混合材摻量提高 5.5%o噸熟料發電量下降36-31.5=4.5kWh。

          效益分析:噸熟料節省實物煤2kg x 0.25+噸熟 料氨水節省0.8-發電量下降4.5x 0.42 +噸熟 料混合材摻量提高5.5% x ( 140-40 )元/噸=4.91 .連續使用2個月節省86.3萬元。

          、肥城米山、鄧州中聯3200t/d生產線窯頭燃燒 器改造情況。

          1、基本情況

          2014年肥城米山3200t/d生產線連續多月熟料 強度偏低,R3D 只有 28-30MPa, R28D 48~50MPa 之間。熟料結粒偏大,粒徑在QOcm以上的熟料比 例達到20%。敲開大塊熟料,白心生燒料和糠心料 多。當地原料堿高,熟料中堿當量在0.8%~1.3%, 生料易燒性好。雖然有意控制C5下料管溫度在 865 °C以下,但當入窯生料成分波動大,燃燒器火焰 偏粗,強制調細后旋流強度降低,大塊糠心料比例 偏高。


          2、燃燒器頭部改造結構參數對比設計情況


          項目

          基本參數

          改進前

          改進后

          主要變化

          軸流風

          煤粉特性:揮發份V:?31%, 低位熱值 Qdw:? 6000kcal/kg ;水分:W 2.5%,細度 R0.08:W6%, 灰份A: 12?14%

          煤風機:風量:57.1m3/min, 風壓:58.8KPa, 一次風機風 量 85.6m3/min ,風 壓 58.8.0kPa , 電 機功率 132kW;

          熟料立升重1300g/L左右。 生料易燒性好。

          存在問題:原燃燒器黑火頭 長度0.5米左右。燒成帶窯 皮厚度30~1250px。窯皮嚴重 不均。窯電流偏高 850A-1020A.

          改前一次風率(含煤風): 16%偏高!改后降低到 13.2%。

          24-013=3184 平方毫 米

          運行表壓33kPa需要一 次風機風量43立方/分 鐘。

          18-013=2388 平方毫 米。運行表壓40kPa, 需要一次風機風 量:40.9立方/分。

          一次風量降低2立方/分 鐘。軸流風壓提高 7kPa。對燒成帶整體溫 度提高貢獻大。

          旋流風

          外旋 48X8X6=2304 角度 11-41° 5mm3° 運行表壓30kPa,端面 出口風速在220米/秒 左右.

          需要一次風機風量31 立方/分鐘。

          外旋流風表壓 10T5kp,外旋流風量 =9.8立方/分鐘左右。 內旋截面積 20X7X10=1400 平方 毫米

          角度30。內旋48kPa, 一次風量22.5立方/分 鐘。

          旋流風需要的一次風量 相當,但細火焰的旋流 強度提高了。

          中心風

          中心風:42-04=527。關到5kPa表壓。風速60

          米/秒。需要一次風量1.9立方/分鐘。

          送煤風

          ? 260-0180 =27646mm2 送煤風速 26.2 米/

          攏焰罩

          20mm

          20

          不改動。

          旋流數

          原燃燒器旋流數=1.2

          現燃燒器:外旋旋流數0.55,內旋角度30°時為

          0.63

          火焰推力

          9.6

          8.5

          未含送煤風推力。

           

           

          時間

          日產量

          標煤耗

          R3D

          R28D

          煙室溫度

          二次風溫

          改造前

          3850

          102.5

          29.5

          50

          1130

          1000

          改造后

          3920

          102.5

          31.9

          55.4

          1080

          1030

          效益分析:噸熟料發電量下降3.5x 0.56+噸熟 料混合材摻量提高8% x 100元/噸=6.04元 熟料質 量和強度標準偏差同比周圍企業有明顯的優勢。2015年即使市場行情不好,全年產銷熟料在108萬 噸,全年設備運轉率也高達83%。2015年產生效益: 652萬元。鄧州中聯3200t/d燃燒器由PiUard類型燃燒器 改為我公司SR4系列燃燒器。改造后已經運行2個 月,經過公司3次協同停窯,一次改換低堿熟料品 種,噸熟料煤耗月均值下降140kg-138.5kg=1.5kgo 燒成帶火焰溫度提高,熟料結粒改善,獲得用戶的 初步肯定。

          三、華新水泥(冷水江)公司、泰山中聯5000t/d 生產線窯頭燃燒器改造情況

          1、基本情況。

          改前窯系統設計熟料產量5000t/d,實際產量 5700t/d左右。燒成帶窯皮偏長到28m,筒體溫度多 處有局部高溫點(燒成帶筒體溫度在350 -360^0 見圖2.筒掃溫度已標定準確);f-Cao在0.65% ~1.95%范圍波動,C‘S在52% - 58%波動較大,窯電流在456A,偏低;二次風溫1020龍以下,偏低。 原燃燒器黑火頭偏長,一般在0.6 ~ 1.0m。

          原年平均熟料熱耗:755kcal/kg;原年平均質量 情況:R3d: ~30MPa;R28d: ~ 58MPa。立升重:~170g/Lo

          窯頭風機參數

          ?外風風機:風量92m3/min,風壓 49.0kPa,電機功率110kW (變頻);

          ?內風風機:風量67m3/min,風壓 49.0kPa,電機功率90kW (變頻);

          送煤風機:風量83.3m3/min,風壓68.6kPa,電 機功率160kW;

          1. 混合煤煤質工業分析

          低位熱值0et.ar

          揮發分

          灰分4d

          固定碳FCad

          含硫量5t.ad

          Ro.08篩余

          水份體

          kcal/kg

          %

          %

          %

          %

          %

          %

          5600-5700

          11-16

          ~25

          ?58

          < 1

          <2

          <2

          新舊燃燒器結構參數對比

          序號

          設計參數

          原燃燒器

          我公司燃燒器

          1

          軸流風

          20-018mm,出口截面積5087mm2 ?正常生產 現場表壓44kPa。端面出口風速估算在 264m/s左右。估算需要一次風機風量 80. 6m3/mino羅茨風機生產使用頻率43. 8Hz。

          28-01410,出 口面積 4308mm2 (下同)

          一般運行表壓48kPa,端面出口風速估算在 278m/s,需要一次風機風量71. 9m3/min,羅茨風機 一般在39Hz運行。

          2

          旋流風

          旋流器在零位時:0)264-^254,出口面積 4066mm2 o

          實測旋流角度30° ,火焰擴散角19° , 運行壓力39kPa,估算風速248m/s,需要羅 茨風機風量41. 8m3/mino

          1、 外旋:54X9X6=2916mm2

          可調旋流角設計。角度14-42°,每5皿變 化4。.現用18°。生產在用lOkPa表壓冷卻燃燒 器頭部,需要一次風機風量21. 4m3/min。

          2、 內旋流器在零位時:<2 186-0178mni,出口面積 2286mm2,旋流角度36° ,運行壓力50kPa,估算 端面出口風速264m/s ,需要羅茨風機風量 19m3/mino

          3

          中心風

          40-①5. 4mm,出 口面積 915mm2

          5kPa表壓時,需要一次風機內風風量

          3. 9m3/mino

          60-C5,出 口面積 1177mm2

          表壓4kPa,需要一次風機內風風量3. 9m3/mino

          4

          送煤風

          28. 6m/s

          25.4m/s

          5

          攏焰罩

          長度

          15mm

          lOnun

          6

          一次風率

          16. 2%

          15.6%

          7

          旋流數

          阻塞系數0. 398o旋流數在0.883左右。

          內旋阻塞系數0. 472,旋流數為1. 29

          外旋流阻塞系數0. 606, SW=O. 8

          8

          火焰推力

          (未含送煤 風)

          9. 38N/MW,稍偏高

          8. 4N/MW合理,如果加上送煤風推力在9. 2N/W

          投運六個月后的效果對比。

          新燃燒器火焰剛勁有力,黑火頭縮短了 500px 以上,二次風溫同比提高了 30~50幻。頂料爛燒的

          力明顯增強。窯皮分布情況見圖。窯內窯皮厚度 15~875pxo

          三、煤質參數

          原燈業分析(大約)

          單位

          煙煤

          Qnet,ar

          kcal/kg

          5700

          %

          32.47

          4d

          %

          12.43

          FCad

          %

          52.36

          W,ad

          %

          0.45

          R

          0.08mm篩余

          8.0

          %

          2.12

           

          四、 改造前產質量指標及質量情況

          1、 回轉窯規格:04.8 x 72m實際產量:5500t/do

          2、 質量指標(月平均):R3D: 31.5MPa, R28D=51~54MPa, f-CaO: 1.27%O 立升重:~1197g^。熟 料三率值(月平均):KH- 0.928, SM- 2.82, IM-. 1.52

          五、 泰山中聯5000t/d生產線史密斯燃燒器改造前后結構對比分析

          改造前

          瞄后

          瓠改變與窯況變化

          火焰根部直徑

          0353

          0351

          窯徑火焰比分別為13.613.7

          軸旋風總出風口

          0353-0338=8136 平方毫 米。運行表壓28kPa,風 速218米/秒。需要一次 風量106立方/分鐘

          0351-0338=7031

          運行表壓31kPa,風速223

          米/秒。需要一次風量94立 方/分鐘

          軸流風最高壓力由28kPa升高到

          31kPa ,

          二次風溫同比提高50°C.

          送頗

          0308-0180=49034

          0308-0245=27348

          出口風速由15.3米渺提高到27.4米/ 秒.

          燒成帶前部煤粉濃度提高45%。是史密 斯提高燒成帶跪的主酬點之一。

          中心風

          0166-089.需要一次風量 5立方/分鐘。

          .9O-05=1766mni2

          可控窯前黑火頭長度,減緩結焦。中心 風回流能力增強。

          增加內旋流器

          內旋0211-0193, 30槽,槽寬

          10mm 高度 9nun,左旋 32°。

          運行表壓15kPa,需要一次風 量34.2立方/分鐘。

          火焰系數1.66 ,火焰粗

          內旋阻塞系數0.584,旋流數=1.38。旋 流??iff。

          可調面枳比

          1:2

          1:2

          在零位時截面積最小,后拉可以擴大截 面積,TS15-40mm范圍調節,內 管不能伸出。

          旋流角度

          60°

          60°內旋32°

          火焰細配高旋流,主酬點。

          0.894, 5.43

          54新增內旋流旋流數為

          1.38

          燒成帶蜘as提高,窯況可調性增強。

          火焰推力

          10.3

          10.5

          未含送煤風。第二根燃燒器的火焰推力

          6.6

              燃燒器改造后,二次風溫提高50°C,熟料結粒 改善,熟料R3D平均提高l.OMPa,達到31.5MPa。 熟料高堿,配料方案沒有變化,R28D沒有明顯提 升。

          2015年來我公司對水泥廠窯頭燃燒器頭部改 造15根,相比改造前主要生產指標都有明顯的提 升;部分燃燒器改造后,成為當地有名的節能窯、 長壽品牌窯。愿與水泥廠的朋友們一起為充分發 揮窯頭燃燒器節能降耗利器的作用而共同努力!


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