低熱值無煙煤預分解窯上的應用

0 前言

四川筠連西南水泥有限公司，建有一條5000t/d熟料新型干法生產線，于2010年底投產。公司雖地處“煤都”之稱的筠連縣巡司鎮，但卻無福享用此地的煤炭資源，靠公司最近的南北兩大煤礦主要產電煤，無煙煤收到基熱值在3800～4400kcal/kg，全硫在1.2%以下;高熱值無煙煤只有云南彝良、昭通、牛街等地才有，但其全硫含量高，最高達到5.5%，單獨使用這兩種煤炭既不經濟又不可行。

宜賓地區的煤炭大部分是低熱值無煙煤，且價格較煙煤低，低熱值無煙煤因其燃燒特性的影響，限制了低熱值無煙煤在水泥行業中的廣泛應用。然而，我公司在項目建設期就有利用無煙煤煅燒熟料的想法。投產后，公司從就地取材的角度出發，充分利用當地資源，降低水泥生產成本，大膽使用低熱值無煙煤煅燒水泥熟料，經過兩年試驗、實踐和探索，逐漸掌握了回轉窯煅燒低熱值無煙煤的技術，并積累了較好的經驗。

1 低熱值無煙煤

低熱值無煙煤具有揮發分含量低，著火較困難，燃燒速度慢，不易燃盡，燃燒火焰較長等燃燒特性，要較好地利用低熱值無煙煤煅燒熟料，降低對回轉窯系統的負面影響，主要是根據低熱值無煙煤揮發分含量低(見表1)，著火較困難，燃燒速度慢，不易燃盡，燃燒火焰較長的特性，為低熱值無煙煤的燃燒創造良好的燃燒環境。低熱值無煙煤良好的燃燒環境就是較高的燃燒溫度和低熱值無煙煤改性。

2 使用低熱值無煙煤的技術措施

2.1 固化篦冷機的“0”壓區

在窯頭AQC鍋爐排風機、高溫風機、煤磨引風機的抽力作用下，篦冷機內存在相對的“0”壓區。如果增加窯頭排風機抽風量或料層厚度，會使高溫段冷卻風機出風量減小，“0”壓區將會前移(向窯頭方向)，則二次風量下降，窯頭負壓增大;降低窯頭排風機抽風量或料層厚度，會使高溫段冷卻風機風量增大，“0”壓區將會后移，則二次風溫下降風量增大，窯頭負壓減小。所以在操作中如何穩定“0”壓區，以及“0”壓區在篦冷機中的位臵確定，對于保證足夠量的高溫二次風是非常關鍵的。為了降低操作人員的因數對二次穩定行的影響，我公司在篦冷機高溫區和中溫區處增設隔墻。有效地保證了二次風溫的穩定。

表1 低熱值無煙煤工業分析(kcal/kg)

2.2 調整高溫區風機的葉片角度和葉片數量

我公司使用的是成都設計院新開發的“S”型第四代篦式冷卻機，其物料的輸送靠推料棒和氣力共同作用。在試生產初期，為了提高入窯和入爐的風溫，把高溫段的料層控制在800～900mm厚，明顯發現篦下室壓力超過控制參數，熟料移動緩慢，油壓系統壓力超高，推雪人裝臵處明顯積料，風機的電流偏低，只能達到電機額定電流的70左右，二次風溫也只有900℃左右，風溫明顯偏低。經過分析確認，高溫段風機的風壓偏低，無法把熟料吹成沸騰狀，冷卻風和熟料無法進行良好的熱交換。為了改變這種狀況，決定更換高溫段的風機葉輪，風機葉輪尺寸不變，調大風機葉輪的角度，增加葉輪的片數。通過對高溫段風機葉輪的改造，投入到生產運行中去，風機電流基本達到滿負荷，入窯二次風溫明面提高，由原先的900℃提高1070℃左右，為低熱值無煙煤的煅燒創造了較好燃燒環境。

2.3 提高二、三次風溫

我公司窯頭排風機出口的廢氣溫度在120℃左右，為了有效地利用這部分余熱，通過技改，在窯頭排風機出口處安裝一條管道(為了防止管道熱損失，管道一定要進行保溫)，把窯頭廢氣熱風引入高溫段冷卻風機的入口，作為高溫段熟料的冷卻介質。提高了冷卻風的升溫速率，同時也有效地提高了二次風溫50℃左右。

2.4 摻入適當比例的酒糟，對低熱值無煙煤進行改性

酒糟含水量60左右，酒糟里面含有大量的稻谷殼，酒糟在烘干后，著火點低，揮發分高(見表2)，升溫達到燃點(300～400℃)后能快速燃燒，酒糟與低熱值無煙煤搭配使用后，能起到對低熱值無煙煤的改性作用，使低熱值無煙煤的燃燒速度有較明顯的提高。

工業分析數據(%) 熱值(kcal/kg)編號 名稱分析分析熱值A1 酒糟 62.4 8.37 12.12 64.6 0.39 1988收到水分 水分 灰分 揮發分 全硫 收到熱值5708 A2 酒糟 68.6 9.5 9.85 65.1 0.17 1606 5760

酒糟含水量60%左右，酒糟里面含有大量的稻谷殼。酒糟在烘干后，著火點低，揮發分高，升溫達到燃點(300～400℃)后能快速燃燒，酒糟與低熱值無煙煤搭配使用后，

2.5 控制煤粉細度

細度對無煙煤燃燒是至關重要的。煤粉的細度越細，其燃盡溫度越低，燃盡時間越短，合理地提高煤粉細度可以彌補因揮發分低帶來的燃燒差異。回轉窯內燃燒是擴散控制過程，煤粉燃燼的時間正比于顆粒直徑的二次，而分解爐內燃燒是化學反應過程占主導地位，燃燼時間比于顆粒直徑，所以增加細度對前者影響大于對后者的影響。為了克服低熱值無煙煤的缺陷，在粉煤的質量控制指標中，盡量把低熱值無煙煤的細度控制在1.2以內(80μm篩余量)。

3 結束語

利用低熱值無煙煤煅燒水泥熟料是可行的。通過以上的技術措施，利用4600～4800kJ/kg的低熱值無煙煤煅燒水泥熟料，能確保回轉窯產能的發揮，能煅燒出優質的熟料質量，熟料3d、28d抗壓強度分別達30MP、58MPa以上。且比用高熱值無煙煤年節約2000萬元，比使用有煙煤年節約3000萬元。