产业峰会 | 齐砚勇:烧成系统操作方法改进可促进水泥行业绿色发展
3月28日上午,由中国水泥网主办的“第十三届中国水泥产业峰会”顺利召开。西南科技大学副教授 齐砚勇为峰会带来了以《碳减排背景下烧成系统操作方法》为主题的精彩报告。
为稳定熟料质量、降低能源消耗和减轻中控操作员的劳动强度,公司多次提出能否利用现有条件,实现分解炉温度的自动控制;实现一段篦冷机压力的自动控制,以稳定料层厚度提高二次风温。为此,公司结合Plant Scape R500 DCS系统,自行开发自动控制系统。 ......
摘要:为稳定熟料质量、降低能源消耗和减轻中控操作员的劳动强度,公司多次提出能否利用现有条件,实现分解炉温度的自动控制;实现一段篦冷机压力的自动控制,以稳定料层厚度提高二次风温。为此,公司结合Plant Scape R500 DCS系统,自行开发自动控制系统。
1 改前控制现状和改造基本思路
山东鲁城水泥有限公司1#、2#旋窑分解炉温度原是通过中控员来进行人工频繁调节的,即当温度低时,需要加大喂煤量;当温度高时,需要减小喂煤量。一二段篦冷机料层厚度是由中控员通过手动控制一、二室压力和篦速调节的,因此存在料层厚度难以稳定、二次风温波动幅度大等问题。此外,整个烧成系统相应温度、压力、电流等诸多方面也是全凭经验操控,因此系统热工制度波动大,常出现工艺设备故障,熟料质量不稳定、能耗高等问题。
为稳定熟料质量、降低能源消耗和减轻中控操作员的劳动强度,公司多次提出能否利用现有条件,实现分解炉温度的自动控制;实现一段篦冷机压力的自动控制,以稳定料层厚度提高二次风温。为此,公司于2012年7月与有关的高校进行了技术交流,了解到要实现这二方面的自动控制,其核心是PID控制。因此决定结合Plant Scape R500 DCS系统,开发我们鲁城公司自己的自动控制系统。
2 控制系统改造方案
2.1 分解炉炉温的自动调节系统
中控系统采用了Honney well公司的PlantScape R500 DCS系统。针对生产现状,为进一步提高稳态精度,缩短调节时间,研究采用基于控制组态软件Control Builder的PID复合模块,依据分解炉出口气体温度(FTTl8)的变化,通过PID控制程序对喂煤量进行相应调节,来实现炉温的自动调节。
(1)分解炉温度数据的预处理。因现场采集的炉温曲线有很多“毛刺”,不能真实反映分解炉的出口温度,“毛刺”的存在会使PID系统因微分作用而难以稳定,因此增加LEADLAG模块用平均值滤波法进行数据预处理,预处理后的数据曲线平滑。
(2)设置超温报警。当炉温低于设定值时,操作员站画面发出红色报警,提示中控员依据实际情况进行“切除自动”或“继续自动”的选择。
(3)限幅操作。为防止炉温自动控制失稳时对窑系统造成伤害,对OP输出值进行了限幅操作。
2.2 篦床压力的自动调节系统
篦床压力自动调节依据一段压力(GPT07)的变化,通过PID控制程序对篦冷机篦速进行相应的调节,以此稳定料层厚度。其他设置与分解炉温度自动控制系统类似。
3 自动控制系统效果及其分析
3.1 l#、2#线分解炉温度自动控制运行效果
2012年7月25日,13:50,1#线分解炉温度自动控制系统投入试运行,2012年8月初,2#线分解炉温度自动控制系统投入试运行。经过一系列的整定工作后均取得了较好的使用效果,具体如下:
(1)分解炉温度曲线波幅基本控制在±4℃以内,其中1#线80%、2#线90%的时间稳定在±3℃以内,取得了较好的控制水平;
(2)PID OP输出曲线较平滑,响应快速、滞后较小;
(3)温度回调快且无振荡、无阶跃现象出现;
(4)系统稳态响应特性极佳,动态响应特性较好,抗干扰能力强;
(5)自动控制投运率均达到90%以上。使用效果对比见图l~2,显然,温度波幅1#线分解炉由改前±7℃下降至±3℃;。2线由改前±8℃下降至≤±3 ℃;且能长期稳定控制。
3.2 1#、2#线篦床压力自动控制系统运行效果
[Page]
2012年8月41线和”2线的篦床压力自动控制系统均投入了试运行,并取得了较好效果(见图3~4):
(1)篦床压力曲线波幅基本控制在±3.5%。(1#线)和±2%(2#线)以内,且能长期稳定控制,达较好的控制水平;
(2)系统稳态响应特性极佳,动态响应特性较好,抗干扰能力强;
(3)稳定了料层厚度,提高了二次风温,改善了煤粉的燃烧,提高了烧成带温度,有利于节能、降煤;
(4)自动投运率近100%。显然,篦床压力曲线波幅。1线由改前±12%下降至±3.5%;2线由改前±l l%下降至≤±2%,且能长期稳定控制。
经过笔者公司技术人员的努力和配合,分解炉温度自动控制系统和篦床压力自动控制系统得以成功开发和应用,且系统运营稳定、效果良好,见表1。
4 结 语
实践证明,(1)笔者自主开发的分解炉温度控制系统可以实现比较好的温度控制精度,80%的时间温度波幅稳定在±3℃以内;由此又有利于降低煤耗,稳定了窑热工制度,提高了熟料质量。(2)笔者自主开发的篦床压力自动控制系统使篦床压力曲线波幅基本控制在±2%以内,稳定了料层厚度,提高了二次风温,改善了煤粉的燃烧,提高了烧成带温度。(3)这二个自控系统的投用,使二次风温约可提高50℃左右,煤耗(标煤)约可降低0.5 kg/t左右,有利于节能、降本和增效生产;而且降低了中控操作员的劳动强度,从而有效避免了人工误操作引起的工艺故障机率。
编辑:王欣欣
监督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com
热门品牌价格
地区频道价格
当前,由于水泥需求下滑,市场竞争激烈,加之碳减排压力不断加大,水泥企业亟需持续推进节能降耗。富氧燃烧技术可以明显降低企业生产能耗,近年来收到越来越多水泥企业的关注。
“回转窑的热力强度不够,烧成的温度不够高,火力不集中,节能效力就会降低很多。”
近日,中国水泥网推出“您出邮费 我送礼”活动,参与用户仅需支付油费就可以免费领取全品类装备采购工具书——《水泥行业采购大全》。活动推出以后,受到业内热烈欢迎,工作人员表示,仅仅6月6日一天就发出超过300本。
开工第一课”后,曲阜中联水泥全体职工快速行动,收心归位,以“起步就是冲刺,开局就是决战”的奋斗姿态,按下“复工快进键”,为全年生产经营发展开好局、起好步奠定坚实基础。
水泥厂设备及备品备件采购作为“花钱”环节,不仅关乎水泥企业成本支出,更关乎生产线的安全稳定运行。在当前的市场环境下,优质的设备及备品备件采购渠道对于水泥企业降低生产成本,巩固市场竞争优势尤为重要。
为了更好的展示装备供应商信息,提高水泥企业采购效率,凡录入《水泥企业采购大全》的水泥装备供应商都将免费开通水泥商城,获得线上品牌展示机会。
在全力以赴做好疫情防控和保障公司生产经营有序高效运行的双重考验面前,曲阜中联以有力举措,战疫情、抓管理、保运行,全体干部职工以实际行动践行“决战四季度,大干一百天”的铮铮承诺。
我国水泥行业目前约三千多家企业,每年需要采购大量的备品备件,如何高效寻找到合适的采购资源非常重要。中国水泥网针对行业采购现状,特别推出《水泥企业采购大全》。
水泥工业智能化建设是通往未来的不可逆转的必由之路。
:随着环保法律法规及排放标准的逐渐严格,水泥工业污染物超低排放成为发展趋势。选择性催化还原(SCR)技术是水泥窑烟气NOx排放控制发展的必然选择。但由于水泥窑烟气量波动明显,组分复杂,烟气温度低,传统催化剂无法满足运行要求。本研究以超低温脱硝催化剂研究成果为基础,结合水泥窑烟气特点,优化低温SCR脱硝工艺,首次将超低温脱硝催化剂应用于水泥窑除尘后烟气,在脱硝系统入口NOx浓度低于320 mg/m3,温度为100~120℃的条件下,使NOx排放浓度可稳定低于50 mg/m3;且长时间运行后催化剂表征结果显示,未出现堵塞、中毒现象。因此,使用超低温脱硝催化剂可将脱硝置于水泥窑除尘后,从而避免粉尘、SO2造成催化剂堵塞、中毒,为水泥工业烟气脱硝提供了可借鉴的技术方案。
一般篦冷机在其高温端部都采用固定篦板,这段篦板对应的篦床即为固定篦床,对它们风量的控制是由为固定床而设的风机风门开度调节的,调节的依据是固定篦床上面的料层厚度以及翻滚的情况。
李海涛认为,当前超尘系统存在五大问题。即:生料易烧性差,热交换效率低,漏风严重、热损失大,系统阻力大、电耗高,热工制度不稳定、熟料质量差等问题。
7月15日,印度市场最主要客户之一UTCL超科水泥(UltraTechCementLimited),授标给洪堡KHD一系列合同。
目前可替代燃料已在水泥行业的生产运营中扮演着重要的角色,它与社会、商业、生态环境等可持续发展联系紧密,与此同时,出于对产能过剩、能源紧张、降低生产成本和“低碳、减排”的考虑,水泥企业选择使用替代燃料生产熟料是有效的解决方案之一。
齐砚勇表示,随着技术的进步,也会促进中国水泥行业顺利地完成双碳的目标。
以“低碳 质量 协同 高效”为主题的“第六届中国水泥工业烧成系统优化改造技术研讨会”将于2021年10月10日-12日在南昌锦峰大酒店举办。
曲阜市委书记刘东波、工信局党组书记翟德军一行到公司调研,曲阜中联党委书记、总经理陈兴龙及相关部门负责人陪同。
富氧燃烧作为近代燃烧技术的一大突破,在钢铁、玻璃等行业的成功,已经充分证明了其在强化燃烧、提高燃烧效率,推动节能减排方面的突出功效。为什么水泥行业就不行呢?
处理烧成带厚窑皮的关键在于保证煤粉的充分燃烧,煤粉不能扎进料里。
“窑头最核心的部位就是篦冷机,但水泥行业对篦冷机的认识还远远不够。”
。公司计划将曲阜中联水泥原两条2500t/d水泥熟料生产线(窑径均为Φ4.0m×60m)淘汰,在原址改建一条4000t/d新型干法水泥熟料生产线(窑径:Φ4.6m)。
本文结合工厂生产实际,对电石渣配料生产熟料生产线耐火材料的使用经验进行总结,以供相关企业参考。
水泥窑烧成系统原来的隔热材料为硅酸钙板或者陶瓷纤维板,这种材料的导热系数偏大,为了进一步提高水泥热工设备的隔热效果,应用新型的ZIT纳米隔热材料,可以达到扩大容积和节约能源的目的。
采取以上措施后,空篦床测量每排的篦板行程,每次活动行程一致,即便出现篦板重叠面小的现象,因加焊钢板,篦板再也不会因篦梁活动出现相互推撞,彻底解决了推篦床的问题。
水泥工业窑炉主要排放的NOX排放到空气中易被氧化形成性质比较稳定的NO2,使得大气中氮氧化物的含量升高。NOX不仅直接对大气造成一次污染,危害动物呼吸系统,破坏大气平流层臭氧层,是光化学烟雾和酸雨形成的重要物质,也是主要的温室气体之一,对自然环境有巨大的危害
山东联合王晁水泥有限公司2500t/d生产线采用单系列5级旋风预热器、Φ5.1m×30m管道式分解炉,于2014年12月新上SNCR脱硝系统,NOx排放值控制在400mg/Nm3以下,氨水使用量在500kg/h,由于大量的冷风和氨水喷入分解炉,热耗增加约2~3kgce/tcl,系统受到影响,熟料生产成本增加较多。
笔者近期参与某厂二线投产调试工作,二线与老线共用自有石灰石矿山,采矿点分别为544/555以及503/508平台,辅料采用红砂岩、煤矸石、硫酸渣四组分配料。二线配料方案调整及窑操作参数均以老线为基础。二线投料初期,原材料碱含量高、结晶硅含量高导致出窑熟料质量较差,突出表现在早期强度低,熟料标准稠度用水量高。
费县沂州水泥有限公司现有两条Φ4.8m×74m回转窑,分别于2008年12月和2010年10月投产。所用的窑头煤粉燃烧器是皮拉德公司(Pillard)刚转让给法孚皮拉德公司(Fivespillard)时,后者生产的Rotaflam型四风道煤粉燃烧器。
“均质稳定”是新型干法水泥生产管理的主抓手,系统喂煤的稳定又是重中之重,近十年来,笔者围绕下煤稳定的因素,考察过集团内近十家5000吨生产线转子秤下煤情况,现从生产实际情况方面,对影响下煤稳定的因素总结。
目前的水泥熟料生产线,大都采用煤粉仓储存煤粉,然后通过计量秤计量的喂煤系统。随着新型干法熟料生产线的技术越来越成熟,回转窑系统的连续运转能力得到了大大的提升,目前这种需要设备停机,在静态下标定计量设备的系数的做法已经无法满足生产的需求。为了解决在连续运行状态下对喂煤系统的动态标定问题,我们提出了一套针对喂煤系统的在线标定方法,本套回转窑喂煤系统的在线标定方法不仅实现在回转窑运行状态下对喂煤系统计量的标定,而且避免了传统的标定单一计量系数,无法使系统达到计量平衡的弊端。
现代新型干法水泥熟料生产线所用回转窑都是带有液压挡轮的,回转窑受液压挡轮控制,随挡轮上下窜动。传统是以每小时2mm的速度调整设定。
水泥熟料中主要的矿物组成有硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)四种。
预分解系统的结皮、堵塞是预分解窑生产企业都需要面对的问题。清理结皮、堵塞过程中,如操作、防护、管理不当,则极易造成高温物料伤人事故。本文通过对水泥工厂预热器清堵事故的调研、统计和分析,并结合主持编制《水泥工厂预热器清堵安全规程》(AQ标准)的体会,探讨预分解系统人工清理结皮、堵塞作业安全措施,供读者参考。
由原燃材料带进回转窑内的诸多微量元素,除对生产运行有重要影响外,对烧成的关键设备——回转窑的影响,也不得不引起重视,主要是对窑筒体的腐蚀。对窑筒体构成腐蚀伤害的微量元素主要是氯、硫、磷。
1月31日,北方水泥总裁张传军一行6人到曲阜中联参观交流。中国联合水泥总经理、淮海运营管理区董事长孙建成,中国联合水泥总经理助理、淮海运营管理区总裁刘尊科等陪同参观交流。
本文设计的基于新型干法水泥回转窑烧成带测温及火焰形态监测系统是内窥式双波长成像红外测温系统,采用热辐射技术、双波长比色测温技术、红外辐射检测技术、计算机图像处理技术,通过数值计算得出在不同环境辐射影响下的温度修正方法,使系统满足新型干法水泥回转窑烧成带测温及火焰形态的监测要求,可有效的纠正了燃烧瞬态变化及烟气、粉尘随机湍流环境下形成的测量误差;通过高清、宽动态、大景深的彩色视频,既能实现对窑炉内燃烧工况的彩色视频监视,也能同步检测视场内任意感兴趣区域的温度,为水泥窑烧成带测温及火焰形态监控提供直观的监测,是实现水泥生产过程自动化、产品高质高效、节能降耗和环境保护的有效检测手段。系统可广泛应用于建材、石化、冶金等行业,应用前景广阔。
水泥窑高温气体分析仪是检测水泥窑炉煅烧气氛的关键设备,通过高温在线气体分析仪的实时测量,可以随时掌握窑炉的气氛状况,确保在氧化气氛状态下进行煅烧,结合温度或火焰检测,确保烧成系统设备的热力平衡,在操作中做到前后兼顾、窑炉协调,稳定烧结温度和分解温度,不损坏窑皮,不窜黄料,实现优质、高产、低能耗可靠稳定运行。
新型干法水泥生产技术是以悬浮预热和窑外分解技术为核心的水泥熟料生产技术。但是多年来新型干法生产线的操作方法一直沿续了原来中空窑的操作方法。这种操作方法制约了新型干法生产技术特点的充分发挥。本文中介绍的这套新的操作技术,是建立在近100条生产线热工标定结果基础上的。
自2002年以后,立窑水泥生产受到明显遏制,新型干法水泥生产得到快速发展,2000t/d以上规模为主的工艺线迅速推广。水泥生产线规模的扩大,不仅促进了与之配套的环保设备的大型化,同时促进了环保装备及技术的进步。新型干法水泥工艺的创新不仅仅体现在水泥总量的快速增加、产品结构的优化,而且在环境效益改变方面也做出了重大贡献
针对入窑生料粉计量控制系统常见的三种配置,对三种不同配置原理对计量控制的影响进行了分析,科里奥利秤的先进计量原理决定了它在这三种系统中计量控制是最优的。
水泥工业在我国国民经济中占据重要地位,就行业平均水平而言,生产工艺与装备虽然已大为改观,但整体表现仍大而不强。
新泰中联泰丰水泥有限公司现有一条5000T/D新型干法水泥生产线,于2014年9月3日点火运行。今年3月份点火投料后,运转基本正常,3月23日因库满停机。4月11日点火投料后,开始正常,当满负荷生产后出现严重黄心料,内部结构比较致密。
随着世界石油资源的短缺、中国雾霾天气的增加,政府对排放法规将日趋严格,做为动力之源的油品燃烧、煤炭燃烧必将成为环境治理的首要任务。如何在全新能源出现之前,在现有基础之上解决油品和煤炭燃烧造成的环境污染、热功效率低、能源浪费等现状是各国争先研究的课题。在众多技术中,氢以“燃烧后无污染、存在广、可再生”的特点成为佼佼者脱颖而出。
青海宏扬水泥公司4 000 t/d熟料预分解窑水泥生产线海拔高度3 315 m,设计时实施高海拔校正,该项目烧成系统热耗比平原地区增加15%左右,海拔系统产量修正系数约为0.73。烧成系统设计采用了一套改进型双列五级CDC二代预热预分解系统、Φ4.8 m×72 m回转窑和第四代S型篦式冷却机等设备组成的窑外分解煅烧系统,日产熟料4 000 t,熟料烧成热耗3 554.36 kJ/kg(850 kCal/kg)。
目前,水泥企业存在系统漏风较为普遍,操作技能有待提高,操作选手的素质应加强培养,操作方式需要转变,操作路线、操作目标需重新确立,应对中控操作进行合理考核等问题令我们深思,本文仅对新型干法窑系统漏风原因及危害进行如下分析。
分级燃烧技术是一项无需运行成本的脱硝技术,通过设计上的周全考虑、操作上的精心配合,能够在不影响产量、质量的情况下,稳定地保持脱硝效率,对降低氮氧化物排放总量非常有效,是水泥行业降低氮氧化物的首选技术。实践证明,分级燃烧技术总体脱硝效率在25%~45%之间,平均率31%左右。改造后生产运行稳定,部分技术经济指标还有所改进。
推荐文章