5000t/d线预分解窑三次风的调整分析

2024/8/20 9:48:29来源: 管理员

内容介绍

摘要:我公司5000t/d生产线三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重,窑内通风受到影响。在保证窑内通风的前提下。根据生产实际我们适当加大了三次风阀的开度,提高了分解炉内三次风量,使分解炉内煤粉充分进行辉焰燃烧。避免窑内煤粉圈的形成,提高了入窑分解率、喷煤管火焰形状及二次风温,提高熟料强度的同时增加产量。

0 前言

分解炉是新型干法预分解窑的必不可少的组成部分。在分解炉中,物料以悬浮的状态存在于热气流中,此气流量包括二、三次风及碳酸盐分解释放的二氧化碳等的总和,悬浮状态增大物料与热气流的接触面积,所以分解炉中物料传热系数较回转窑高2.5~10倍,传热面积增大1000倍以上。但分解炉内汇聚的各气流中只有三次风含氧丰富,若三次风量不足会造成物料悬浮分散性差、传热面积小,分解率降低。在分解炉中若分解率不足,会有更多的物料进入窑系统进行分解反应,间接对窑系统造成过大的热负荷。另外充足的三次风量可有效提高氧气的浓度,使煤粉在分解炉内充分进行辉焰燃烧,提高炉温,此为碳酸盐矿物进行分解的有力保证,分解率的提高可以缩短窑过渡带的长度,又可提高烧成带的温度,在不增加产量的前提下减少窑头喂煤量。

1 存在的问题及调整

本公司现有一条5000t/d的生产线,预热器配置分解炉为管道型分解炉,回转窑规格4.8m×72m。三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重,窑内通风受到影响。为保证产量,减小了三次风闸阀开度,增加了窑头喂煤量,窑内及分解炉内的燃烧状态变得更加恶劣,最终导致熟料煤耗高、质量差。经分析,造成这一系列的问题根源不是窑内通风不足,而是分解炉内三次风量不足造成分解炉内风速过低,物料分散性和煤粉燃烧情况差未完全燃烧的煤粉随着生料进入窑内,在后过渡带提前出现液相造成窑尾结煤粉圈。入窑分解率低,甚至四级预热器中的物料短路直接进入窑内,影响产质量。

在保证窑内通风的前提下,根据实际适当加大三次风阀的开度,提高分解炉内三次风量,为了保证分解炉内负压维持在正常水平不出现塌料现象,应加大分解炉缩口风速。提高风速的主要措施即减小分解炉缩口截面积,此次检修将缩口尺寸由原设计的2300mm×2300mm缩小至2050mm×2050 mm,具体见图 1。然后根据实际情况适当逐步提高三次风闸阀开度,由原来的40% 逐步提高至75%。    

2 评价分析

2.1 窑内结圈情况

图2为调整前后煤粉圈的变化。调整前由于分解炉内三次风量不足,分解炉内煤粉燃烧不完全,部分未燃尽的煤粉或碳粒随物料一起进入窑内,在窑尾复燃形成煤粉圈。加大三次风阀开度后,分解炉内有足够的风量(或含氧量),煤粉燃烧充分,避免了后燃的现象,系统各项工艺参数逐渐趋于稳定并形成良性循环,为提产创造了有利条件。疏松的煤粉圈在物料的冲击下慢慢变薄,直至消失。图2中颜色较深的部位为低温区,颜色较亮的部位为高温区调整前画面显示窑内49.9m出现了煤粉圈,调整后煤粉圈逐渐消失。    

2.2 窑系统工艺参数及熟料指标

表1为调整前后窑系统各项工艺参数及熟料指标的变化。经过调整,分解炉内煤粉燃烧充分,提供更多的热量以碳酸盐进行分解反应,物料的入窑分解率提高,减少了窑内热负荷,二次风温度提高,窑系统工艺参数及熟料指标等得到了很好的改善。在此基础上提高了尾煤的用量及生料喂料量,从而达到提产的目的。调整后入窑物料分解率由之前的91.9667%提高到93.8533%(阶段内均值),同时熟料产量由 5700t/d提高到6049t/d。这主要是因为调整后分解炉内三次风加大,为煤粉的燃烧提供更多的氧气,尾煤用量加大,分解炉内煤粉燃烧更加充分,在提高入窑分解率的同时还可以增加生料喂料量,从而提高熟料产量。

图3为调整前后分解炉用煤(简称尾煤)和窑头用煤(简称头煤)数量变化图,从图中可以看出调整前后头煤用量不变,维持在11.5 t/h 左右,随着三次风阀开度的加大,尾煤用量逐步加大,从调整前的15.8 t/h 左右调整为17.5t/h 左右保证头尾煤比例在4:6左右。    

图4为调整前后二次风温度及三次风负压的变化图,三次风负压由之前的 605 MPa降低为448MPa,降幅约为157MPa,二次风温由调整前的1050.6℃提高到1120.5℃,增加近70℃。图5为熟料强度变化的单值图,调整后较调整前熟料强度增加约 3MPa。

    

经过调整三次风阀的开度,增加了通风面积,相应的三次风负压减小。窑内风量有所减少,在高温风机拉风不变的前提下,窑内风量减小,喷煤管火焰形状发生变化,火焰长度缩短,在窑头形成集中的强火力,有利于熟料中硅酸盐矿物的形成和提高二次风温度。

图6为调整前后熟料矿物的对比图.调整前熟料孔洞含量较多,阿利特矿物晶型不完整,棱角圆钝,大小不均齐;调整后熟料孔洞含量较少,阿利特矿物晶型完整,边棱光洁,大小均齐,尺寸适中,熟料强度增大。    

3 结语

适当加大三次风阀开度,有利于窑系统的正常运转及提高熟料产质量,但是三次风阀开度需要符合生产实际,否则会造成窑内通风不足,窑头煤粉燃烧不完全,窑尾烟室出现煤粉爆燃正压的情况,窑尾密封漏料,使窑况变差,不利于产质量的提升。 

作者:贾月彩,夏珍珍,林盼盼,冯富宁单位:山东山水水泥集团有限公司

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