□□羅培生
劣質(zhì)煙煤及低品位石灰石在 2500t/d干法線上的生產(chǎn)實(shí)踐
Operation Practice of Using Low-grade Coal and Limestone in a 2500t/d Production Line
□□羅培生
近年來(lái),水泥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,高熱值煤以及優(yōu)質(zhì)石灰石等原材料日漸缺乏,致使其價(jià)格居高不下。如何充分利用當(dāng)?shù)刭Y源,降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前許多水泥企業(yè)面臨的實(shí)際問(wèn)題。河南天廣水泥有限公司位于河南省平頂山市郟縣境內(nèi),公司兩條2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線均由南京凱盛院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)安裝,分別于2006年11月,2007年12月點(diǎn)火,其特點(diǎn)主要有:
(1)充分利用了當(dāng)?shù)刎S富的礦產(chǎn)資源:石灰石礦區(qū)位于郟縣西北,距廠區(qū)僅5km左右(據(jù)河南省地礦廳普查顯示,目前保有儲(chǔ)量18000萬(wàn)噸),粘土等原料均可就地取材。
(2)石灰質(zhì)原料品位較低,CaO含量平均46.5% 左右,Al2O3含量在2.3%~2.6%,原料中MgO、R2O等其他有害雜質(zhì)也較高(表1)。
(3)燃料采用當(dāng)?shù)鼗曳指叨鵁嶂档偷臒熋海ū?)。
從一期點(diǎn)火試生產(chǎn)到2007年5月上旬,由于對(duì)原材料,尤其對(duì)低品位石灰石在配料上尚未適應(yīng),對(duì)原燃材料成分波動(dòng)的調(diào)整缺乏經(jīng)驗(yàn),1號(hào)窯一開(kāi)始都是根據(jù)設(shè)計(jì)院給出的配料方案 (即常規(guī)預(yù)分解窯的一般要求)來(lái)進(jìn)行配料(表3),加之操作員缺乏實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn),使得生產(chǎn)一直處于不正常狀態(tài):窯系統(tǒng)工藝紊亂,預(yù)熱器結(jié)皮嚴(yán)重,系統(tǒng)阻力大(C1負(fù)壓達(dá)到-7000Pa),窯產(chǎn)量無(wú)法提高;窯內(nèi)經(jīng)常結(jié)大塊,結(jié)圈;窯皮厚薄不一,常出現(xiàn)整體垮落現(xiàn)象;斜拉鏈機(jī)上??梢?jiàn)大塊的欠燒和還原同時(shí)存在的熟料,其質(zhì)量差,波動(dòng)大(表4)。由于窯系統(tǒng)工況極不穩(wěn)定,耐火磚剝離嚴(yán)重,曾經(jīng)多次因掉磚而被迫停窯換磚(2007年5月上旬不到十天時(shí)間里就換了兩次磚,一次預(yù)熱器系統(tǒng)大范圍塌料),給公司造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
為徹底改變這一局面,5月中旬利用停窯換磚的機(jī)會(huì)對(duì)預(yù)熱器及窯系統(tǒng)進(jìn)行了一次徹底的檢查清理工作,并在點(diǎn)火前對(duì)配料、操作、工藝要求等方面做出調(diào)整。目前公司兩條生產(chǎn)線運(yùn)行穩(wěn)定,熟料產(chǎn)量超過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)能,質(zhì)量較之前有了較大提高(表4)。
配料上,由于石灰石中MgO、R2O含量較高,原先的配料方案已經(jīng)不能滿足正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量的要求,考慮到低品位石灰石具有易燒、易磨、共熔溫度低、碳酸鹽分解溫度低的特點(diǎn),結(jié)合之前的生產(chǎn)情況,重新調(diào)整了配料方案,并根據(jù)實(shí)際操作體會(huì),逐步對(duì)配料進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索,最終確定了適合本公司原燃材料的配比(表3)。
表1 原料化學(xué)成分,%
表2 煤粉工業(yè)分析及物理性能
表3 配料方案的調(diào)整
表4 調(diào)整前后的熟料化學(xué)成分、率值、礦物組成
表5 系統(tǒng)操作參數(shù)
(1)由于我廠原料堿含量比較高,容易引起系統(tǒng)結(jié)皮形成阻力,所以對(duì)C5級(jí)平段等容易結(jié)皮堆積物料的地方增設(shè)了空氣炮及捅料口。
(2)對(duì)下料翻板閥配重尤其對(duì)C4的配重重新調(diào)整,保證入爐物料的連續(xù)性。
(3)對(duì)燃燒器噴煤管重新進(jìn)行了定位,光點(diǎn)由原來(lái)的43m左右延長(zhǎng)到50m,以盡量分散煤粉(灰)的沉降。減少煤灰的聚集,形成窯圈,煤管截面位置定在-25,-45窯順時(shí)針轉(zhuǎn)向。
(4)由于三次風(fēng)閥已經(jīng)燒壞不能動(dòng)作,為改善窯內(nèi)通風(fēng),在閥門下方堆積一定數(shù)量的耐火磚,控制閥門開(kāi)度略小于50%。
(5)燒成帶熱負(fù)荷高,溫差變化大,高溫堿性侵蝕嚴(yán)重,仍然采用直接結(jié)合鎂鉻磚;對(duì)工況條件最苛刻的過(guò)渡帶,改原來(lái)使用的尖晶石磚為硅莫耐磨磚,該磚是在高鋁磚基礎(chǔ)上摻入一定量的莫來(lái)石制成的,其高溫性能良好,蠕變率低,熱膨脹小,熱震穩(wěn)定性也極佳。實(shí)踐證明硅莫耐磨磚的換用使該帶的窯襯壽命延長(zhǎng)了一倍以上。
(1)將以前低風(fēng)量低投料量的保守操作改為大風(fēng)大料高窯速操作,操作中盡量保持較高的窯速,最好維持在4r/min不動(dòng)。窯速快,窯內(nèi)料層薄,熱交換好,物料受熱均勻,進(jìn)入燒成帶物料預(yù)燒好,這樣即使遇到垮圈、掉窯皮以及入窯生料輕微波動(dòng)或小股塌料、喂煤秤下煤不穩(wěn)等常見(jiàn)工藝問(wèn)題,也會(huì)因?yàn)楦G的投料量大,窯內(nèi)儲(chǔ)存能量大,只要稍作調(diào)整,系統(tǒng)很快就能恢復(fù)正常。
(2)另外原料中的有害成分、低品位石灰石的晶格缺陷都容易降低物料的共熔溫度,為了避免液相提前出現(xiàn),產(chǎn)生窯后結(jié)圈,控制分解爐溫度在 860~880℃以下,不能超過(guò)900℃??刂聘G尾煙室溫度在1100℃以下(以前經(jīng)常在1150℃)。
(3)由于所用燃煤的灰分較高,熱值低,使得煤粉從預(yù)熱到燃燒均較為困難,發(fā)熱遲緩容易誤導(dǎo)操作員加煤過(guò)量,從而造成窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛,所以在燒成操作過(guò)程中要求操作員不定期檢查頭尾煤比例,勤下現(xiàn)場(chǎng)觀察出窯熟料的結(jié)粒情況,盡量保持頭煤用煤量的準(zhǔn)確性,以保證煤粉的完全燃燒,在燒成帶內(nèi)形成利于C3S生成的理想環(huán)境。
(4)控制篦冷機(jī)熱端料層厚度,篦下壓力維持在5.8kPa以上;盡量減少頭排廢氣量,保證二次風(fēng)溫的恒定。
(1)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐,投料量在 195t/h的情況下,C1負(fù)壓阻力一直穩(wěn)定在5500±55Pa,窯尾負(fù)壓250±50Pa , 三次風(fēng)負(fù)壓 850±30Pa,整個(gè)系統(tǒng)在良性狀態(tài)下運(yùn)行。其余操作參數(shù)見(jiàn)表5。該生產(chǎn)線自5月下旬重新點(diǎn)火以來(lái), 整體面貌有了徹底的改觀,窯工況持續(xù)穩(wěn)定,產(chǎn)量穩(wěn)步提高,目前已達(dá) 2800t/d。
(2)一期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明煅燒低品位石灰石的干法窯同樣必須提高燒成溫度,而由于其礦物組成、晶格缺陷等因素的限制,若按常規(guī)配料,即使fCaO燒至很低甚至為零,燒成溫度也無(wú)法提高,從而對(duì)熟料煅燒和質(zhì)量都有影響,為此應(yīng)該提高熟料配料的三個(gè)率值,以提高燒成溫度,對(duì)于中控的工藝操作也要做相應(yīng)的調(diào)整。
TQ172.622.26
B
1001-6171(2010)02-0098-02
通訊地址:河南天廣水泥有限公司,河南平頂山467300;
2009-07-31;
趙蓮