作为窑用燃烧器,喷煤管在熟料煅烧过程中起着关键的作用。水泥熟料的品质、窑的产量、耐火材料的使用周期和寿命、单位熟料热耗等等无不与喷煤管的选择和使用习习相关。
依据企业自身特点进行合理、有效选择,是实现熟料稳产、高产、低消耗的前提。在喷煤管的选择上一般应注意以下几个事项:
(1)火焰形状呈毛笔状或正柳叶形,活泼有力,形状不散,无分支。
(2)火焰有刚度,二次风对它的冲击不形成影响。
(3)热力集中,便于提高烧成带的温度,有利于熟料的煅烧。
(4)不冲击窑皮,不损伤窑耐火材料。
(5)能有效改善煤粉燃烧特性,有利于煤粉的完全燃烧,降低热耗。对煤质适应性强,既能燃优质煤,又能适应劣质煤。
(6)一次风量尽可能少,有效使用篦冷机二次风,提高热效率。
(7)火焰伸缩自如,便于工艺人员依据工艺需要调整火焰。
晋牌水泥集团原装窑用燃烧器是由某国外公司提供,该喷煤管采用三通道设计,但实际结构中煤风和外风共用一个通道,实属二通道喷煤管。在日常使用当中,火焰偏长,对煤质要求较为严格,窑尾经常会出现煤粉不完全燃烧现象,从而引起窑尾积料、堆料。2003年公司决定更换国产四通道燃烧器,使用效果明显得到了改善。
1该四通道燃烧器设计和改造特点
(1)一次风机用罗茨风机替代离心式风机。
罗茨风机和离心式风机相比有以下特点:
风压高
与前几次的喷煤管相比风压明显变大,内直风、外风、旋流风的风压基本都能达到20000pa以上,火焰挺拔有力、形状稳定,受外界环境干扰因素很小,不会出现“舔”窑皮和往物料里扎的现象。
一次风量小
选用罗茨风机同以往离心式风机相比,风压较高,风量却仅有原来的1/4,很好地改善窑头正压,同时又提高了二次风的用量,对降低熟料热耗,提高烧成带温度,改善熟料的活性都有较大的帮助。
(2)四个通道分别为外风、煤风、内直风和旋流风,火焰形状调整灵活、伸缩自如。分别调整四个风道相对应的阀门和喷煤管尾部的丝杠来调整出不同的火焰形状。在煤管头部的设计上体现出“短焰急烧、薄料快烧”技术特性。
外风使用直流柱风,出风口内装带倾角方柱销,与喷煤管尾部丝杠相连接,通过拉伸丝杠调节外风出风口面积,也可达到调节出口风量、风压的目的。
煤风采用环形风,有单独的风道,用煤磨罗茨风机单独供风。
内直风也采用环流风,开大阀门拉长火焰,关小阀门使火焰缩短变粗。
内风采用旋流风,出风口装有带切线方向倾角的柱销,通过前后移动其位置即可改变旋流角度,与以往停窑更换旋流器相比,更加方便、高效、快捷。
2 四通道喷煤管的正常操作
2.1 点火操作
(1)打开罗茨风机放风阀,把一部分过剩空气放掉,同时,又能防止点火初期,窑温较低,风压过高,火焰被吹灭。
(2)全部打开中间风,关小外风、内直风,相应开大内旋风。这样既有利于火焰初期的燃烧,又能保护油枪,以防烧损。
2.2 日常操作与维护
由于配料或中控操作上的原因,窑内经常会出现结后圈、结球、长前圈的现象,配合喷煤管的操作就会很好地解决这些工艺上的问题。
(1)窑内出现结蛋、结球、长后圈,需拉长火焰,往窑内推喷煤管300~400mm,减小旋流风用量,增大内直风、外风用量。
(2)窑口若出现长前圈时,缩短并使火焰变粗。加大旋流风用量,相应关小外风、内直风,配合调节外风、旋流风丝杆,效果将会更好。
3 燃烧器改造后的使用效果
(1)煤粉燃烧特性得到了很大改善。13%~14%,着火点低,650℃ 才能着火,750℃才能实现稳定燃烧。改造后,窑尾450℃就可实现油煤混燃,600℃就可停油,实现稳定燃烧。节能降耗效果明显。
(2)对物料适应性变强。
原先熟料三率值一般控制在KH=0.89~0.91 间,若超过0.93,窑就会出现生烧料,fCaO 超出控制范围。现在熟料KH值普遍在0.94以上,fCaO的含量却不足1.00%,改善和提高了熟料强度。
晋水集团窑型属超短窑,仅有42m长,熟料煅烧相当困难,对入窑生料的分解率要求较高,89%的分解率才能满足生料煅烧的要求。更换喷煤管后,生料分解率即使低于86%,也不会出现物料生烧。
(3)分解率偏低,阻碍了液相早期出现。更换喷煤管后,对防止预热器的结皮、堵塞都将带来很大的优势。
(4)“短焰急烧、薄料快烧”的特点就是刚刚分解的fCaO,在微晶微裂纹尚未修复的情况下就进入了烧成带,有利于化学反应的进行和C3S的形成。
(5)由于火焰刚性较好,没有出现“舔”窑皮现象,窑筒体温度普遍偏 低 , 烧 成 带 最 高 温 度 不 超 过270℃,有效延长了耐火材料的使用寿命。
总而言之,在燃烧器的技改过程中,进行科学的决策和选择,是取得成功的关键。合理化的工艺设计、对企业工艺状况的深入了解是取得良好成果的先决条件。