国家发改委：2035年“全国123出行交通圈”基本建成
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水泥企业煤粉计量不准的原因分析
2014/12/03 14:32
来源：广西建材科研设计院 朱芳雯
煤粉计量与控制关系到窑的热工制度稳定，关系到熟料产、质量以及熟料的能耗水平。本文就从设计失误、选型失误、采购失误、操作控制与管理失误等方面分析了水泥企业煤粉计量不准的原因。 ......
摘要：煤粉计量与控制关系到窑的热工制度稳定，关系到熟料产、质量以及熟料的能耗水平。本文就从设计失误、选型失误、采购失误、操作控制与管理失误等方面分析了水泥企业煤粉计量不准的原因。
准确计量在工业生产中不仅仅是稳定控制生产的重要手段，也是考核员工的唯一依据。当前我国水泥熟料的生产还绝对地依赖煤这种化石燃料，煤粉计量与控制关系到窑的热工制度的稳定，关系到熟料产、质量以及熟料的能耗水平。窑头、分解炉喂煤量不准确，波动失控，会导致煤粉不完全燃烧或熟料煅烧热力不足，前者不仅造成能源浪费，同时使CO超标，给窑尾收尘系统安全运行带来隐患；后者导致熟料欠烧，质量下降。因此，水泥企业必须拥有计量准确，喂煤量稳定、可调，响应速度快，对煤粉特性（煤种、细度、水分等）适应能力强的计量与控制系统，才能确保高产、稳产、能源消耗低的生产目标的实现。
事实上，水泥企业煤粉计量不准的现象比较普遍，很多计量与控制系统都是在生产管理中不断改进才得以完善的。本文就水泥企业煤粉计量不准的原因进行探讨。
1 设计失误
设计是工程建设的灵魂，关系到工程投用的效果。江西某5000t/d水泥生产线窑头、分解炉喂煤均采用了德国进口的菲斯特煤粉计量秤，其计量原理先进，运行可靠。可是，在调试之初其分解炉供煤就极不稳定，下煤不畅。其根本原因就是设计上出了问题，煤粉输送管道的工艺参数配置不合理，导致罗茨风机和煤粉输送管道配置失衡。这样的喂煤状况，根本谈不上计量的准确性。该煤粉输送系统的基本参数：一是煤粉输送量与输送风的质量比（ 也称料气比），取值一般在3:1，根据实际情况略有变化；二是煤粉管道输送时的管道风速，取值一般＞25m/s，否则煤粉无法正常输送。
前者是罗茨风机选型基础，后者是管道设计基础。该线窑尾转子秤罗茨风机配置风量93.51m3/min，风压59.6kPa，电机132kW，其输送管道直径为325mm（内径）。该厂经过仔细分析和精确计算，认为是输送管道直径过大导致下料不稳，因为管道直径过大，输送风速低，再加上水平管道较长，煤粉输送会出现较为严重的管道煤粉沉积，引起输送系统送煤不畅，从而导致喂煤不稳。针对上述情况，该厂将输送管道直径改小为275mm（内径），并且拉直了部分水平管道以减少阻力。但如果管道直径取值过小，则风速过高，阻力过大，输送就不经济，同样不合理。
2 选型失误
随着燃料的涨价和能源危机意识的增强与水泥熟料烧成技术的进步，新型干法水泥企业燃用无烟煤的越来越多。对于采用无烟煤的喂煤系统，就不能按采用烟煤的经验来选型。某水泥企业拒绝了设计院的建议，结果导致冲料，跑料，料流不连续、不均匀、不稳定，喂煤量频繁大幅波动，难以控制，直接影响烧成系统正常的热工制度。殊不知，采用无烟煤的新型干法工艺线，对煤粉细度有严格的要求，通常需控制在1%以内，这样的煤粉体积质量低，流动性好，增加了煤粉计量系统稳定给料、准确计量与控制的难度。因此不能随意选择喂煤系统。
这里顺便推荐合肥水泥研究设计院“波特兰”公司的KXT科氏力秤煤粉计量系统，KXT科氏力秤煤粉计量系统是XT科氏力秤煤粉计量系统的升级设备。其在转子腔水平回转分格轮转子和叶片上均采取弹性密封措施，实现全密封、零间隙。密封件采用特殊材料制作，具有良好的耐磨、耐温性能，使用寿命2年以上。不需拆卸转子，即可更换密封板，维护十分方便。弹性密封技术不仅从根本上解决了高流动性、高细度煤粉跑料、冲料问题；同时，解决了刚性叶轮磨损后必须整体更换问题，节约了维护成本和时间。技术升级后的稳流给料机在上述两条生产线上取得了良好的使用效果。实际观察表明，在煤粉细度<1%的条件下，没有跑料冲料现象，料流均匀、连续、稳定。在设定值不变的前提下，给料机变频器最大调节幅度始终保持在1Hz左右，为系统稳定给料和准确控制提供了必备条件。
3 采购失误
在新建水泥生产线的设备采购中，业主总希望用低的投资获得好的设备，在计量设备的采购中也不例外。经过近20年的发展，国内也有计量原理先进，实际运行可靠的计量设备。基于低价采购的思想，这些先进的国产设备难以中标，更何况进口的。这实际上是业主为了节约一时的投资，却牺牲了生产中稳定节能的大效益。这正应了一句老话：便宜没好货。
4 操作控制与管理失误
由于技术的进步、经验的积累和采购思想的改变，当前建设的较多的新型干法水泥生产线的喂煤系统的配置合理、先进、性价比高。然而面对快速的发展，优秀的操作控制和管理人才却不能满足企业的需求。
在先进的喂煤计量系统的使用中，因操作控制和管理失误的情况有：
（1）仓重控制不稳，料位偏低，引起下料不畅。一些操作员将料位控制在仓有效容积30%左右，视转子秤喂煤风机电流下降而不顾，只看到相关部位温度下降而减料减产。事实上，先进的喂煤计量系统，比如菲斯特喂煤计量系统的料位一般应保持在仓有效容积的40%以上。
（2）煤粉在仓内起拱、堵塞，下煤不畅，甚至收尘管堵塞。这种现象多是因为煤粉湿度大，细度细，煤粉的流动性大为降低造成的，其实属管理不到位的表现。如果进厂原煤水分高，煤粉又细，管理上一定要加强相关装置的保温，防止结露。
（3）喂料风从转子顶部间隙中向下料管回窜，阻碍物料下流造成波动及断料。这应着重检查转子上表面与顶板的间隙。
（4）助流装置效果欠佳也会导致下料不畅，影响计量。
5 结束语
目前，喂煤计量设施已经在技术上成熟，只要设计合理、选型科学、采购坚持性价比，操作控制不马虎，计量误差都会小于1%，甚至0.5%以内。这不仅有利于企业高产、稳产，还能降低能源消耗、生产成本，可为企业带来实实在在的经济效益。
参考文献
〔1〕周真、李跃华.转子秤下煤不稳的原因与解决措施[J].新世纪水泥导报，2010（3）：61～62.
〔2〕贾桂森.国产煤粉计量系统在燃用无烟煤生产线上的应用[J].水泥工程，2008（2）.
编辑：王欣欣
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