煤磨热风炉煅烧混合煤的尝试

1998年我厂为3号回转窑和分解炉烧无烟煤而新配套4号无烟煤煤粉制备系统。为保证烘干的需要，在煤磨旁边也同时建造了一个烧烟煤的热风炉。为降低土建投资，煤粉制备系统利用了原拆除的立窑系统厂房，热风炉用的烟煤需从约200m远的2号烟煤制备系统，利用1台功率为110kW、20m3空压机通过1台Φ1000mm×4300mm单仓泵送至热风炉烟煤粉仓。煤粉输送距离远、耗气量大，加重了回转反吹袋式除尘器的收尘负荷。并且输送过程中煤粉经气化，处于悬浮状态，烟煤粉筛余>12%、水分>2%，粗湿易堵，下煤量难以控制，稳定性差，热风炉的风温难以控制，直接影响了煤磨的产质量。  
　　
我厂3号窑分解炉烧混合煤(无烟煤与烟煤比例为7∶3)，其煤粉仓与热风炉煤粉仓仅相隔0.5m，2001年3月我们对热风炉烧混合煤进行了尝试。  

1　可行性分析 

　　 
1.1　混合煤的可燃性分析 
　　
混合煤着火温度约450～600℃；挥发分>8%、灰分<18%、煤粉筛余<5.0%和水分<3.5%。我厂在立波尔窑上烧无烟煤已取得了成功，而热风炉基本具备了立波尔窑上的条件。 

1.2　混合煤的流动性测试 
　　
流动性好将保证给煤稳定。在煤粉筛余<5.0%和水分<3.5%的条件下，经测试，混合煤粉的自然堆积角约为29°，当其堆积角>45°时具有较好的流动性。 

1.3　现场工艺技术及操作条件分析 
　　
3号窑分解炉用的混合煤粉可直接用1根溜管送至热风炉煤粉仓，由于该煤粉的筛余<3.0%，比立波尔窑上用的煤粉要细，理论上有更好的可燃性，工艺技术条件基本具备。 

2　工艺及设备改进 

　　热风炉供煤系统工艺改进前后见图1。 
　　 

图1　热风炉供煤系统工艺流程 
　　1.给粉机双向阀门；2.GF1.5型给粉机；3.离心风机9-19№4A；4.双管螺运机；5.煤粉搅拌；6.荷重传感器BHR-4；7.吹堵管；8.Φ200球阀；9.软联接接头(1～6为改造前状况；7～9为改造后增加) 

1)从分解炉煤粉仓接1根角度约为60°的溜管至热风炉煤粉仓，为不影响分解炉煤粉仓的称重计量，溜管中部将旧的涤纶收尘布袋用铁丝扎紧作为软联接接头，再安装1个Φ200的球阀来控制关启。 
　　
2)GF1.5型给粉机原输送烟煤时下煤就不易控制，给粉机的电动机为Y112M-6/2.2kW，用变频器控制。由于下料不稳，电动机时而在高频运行，时而在低频运行，若长时间在低频运行，经常造成给粉机跳停，影响热风炉的正常运行。混合煤粉有更好的流动性，给煤量将更大，为保证给粉机的正常运行，将给粉机电动机改为Y132S-8/2.2kW，保证电动机在变频器安全运行频率运行。 
　　
3)因烟煤易堵难以输送，投产之初已将原9-19№4A/3kW，Q=1410m3/h、P=3500Pa风机更换为9-19№5A/7.5kW，Q=3160m3/h、P=5300Pa风机，增加风量及风压。混合煤的着火点高，其完全燃烧需时间长，更有必要加大风量与风速来保证其完全燃烧，并在进风口加装调节用阀门以调节风量。 

3　调试运行 

　　 
3.1　初期点火 
　　往热风炉煤粉仓送部分烟煤，先以烟煤助燃升温，在烟煤仓即将烧空时，开启从分解炉煤粉仓接的溜管球阀，调节给粉机的给煤量，逐渐过渡到煅烧混合煤。 
3.2　暴露出的问题 
　　
1)热风炉正常出口温度控制在650℃。混合煤在完全燃烧后，随着加煤量的细微调整，热风炉的出口温度急剧升高至900℃以上，造成炉温太高。 
　　
2)当供风不足时，热风炉混合室无法形成良好的火焰形状，此时煤粉在燃烧室内不完全燃烧，形成较多的炉渣。 
　　
3)当煤粉水分过大时，其燃烧更不完全，形成较多的炉渣，造成煤粉的浪费。并且水分大流动性极差，易结堵。 

3.3　采取措施 
　　
1)在煤粉过细时，只要细调变频器的频率即会造成给粉机给粉的较大波动，难以控制。后通过关小给粉机上的阀门开度，即减少下料口的面积，可实现喂煤的稳定性，保证炉温。 
　　
2)经常观察热风炉燃烧器火焰的形状，调节给粉机鼓风机的进风阀门，保证煤粉在热风炉内完全燃烧。 
　　
3)严格控制煤粉的水分。在溜管上部接一吹气管进行吹堵，同时在热风炉煤粉仓下侧安装一电振器，保证煤粉在溜管内的畅通。 
　　
通过一段时间的调整，混合煤在热风炉上的试烧取得了成功，实践证明，烧混合煤比烟煤更易控制，用煤量还少。 

4　收尘工艺改造 

在4号煤磨制备系统中，所有输送设备的收尘均靠1台反吹袋式除尘器。考虑到收下的煤尘粗、水分较大，不敢将其送入分解炉煅烧，而送入窑内煅烧又受到厂房的限制，当时唯一的出路是将其通过提升机进原煤仓，经磨头圆盘秤送入磨内粉磨，这样又造成二次扬尘。 
　　
热风炉烧混合煤后，在不影响输送工艺的前提下，在收尘煤仓下加装1台给粉机，将热风炉煤粉仓下的风机后移，两台给粉机共用该风机，给粉机用变频器通过切换开关进行切换共用(见图2)，将收尘煤粉送入热风炉烧。在收尘煤粉烧完后，使用热风炉煤粉仓中混合煤。不但收尘煤在热风炉可烧，而且下煤量更易控制，炉温稳定。 
　　 

5　试烧操作体会 

　　
1)严格控制水分，保证煤粉较好的流动性及完全燃烧，减少用煤量及少形成炉渣。 
　　
2)在保证炉温及煤粉完全燃烧的前提下，尽量关小给粉机风机的开度，节约用煤。 
　　
3)点火初期先关闭入煤磨热风蝶阀，等炉温正常后逐渐加大蝶阀开度。 
　　
4)在炉温超高时，一是减少下煤量，二是打开炉门进冷风进行调节。 
　　
5)虽然收下的煤粉粗和水分大，但从尝试结果证明效果更好，炉温更稳定，燃烧形成的炉渣更少。说明我们对无烟煤的认识还不足，制备的煤粉水分、细度等指标控制范围有待于进一步的尝试和摸索。 
　　
6)原设计的热风炉燃烧器是用来烧烟煤的，我厂已委托南京院对其进行改进。同时将其推广到原料烘干中卸磨热风炉的试烧。 

6　效益 

　　
1)基本免去用单仓泵送烟煤，减轻了除尘器的收尘负荷，提高了收尘效率。 
　　
2)减少了煤粉的二次扬尘，改善了煤粉制备系统的环境。 
　　
3)基本摆脱了依靠单仓泵送煤，完全自给自足，缓解了生产压力，提高了设备的运转率。 
　　
4)不用单仓泵送烟煤，减少了用电成本。 
　　
5)目前烟煤、无烟煤的差价是90元/t，用混合煤，降低了生产成本。 
　　
6)收下的煤粉直接送入热风炉燃烧，相对提高了煤磨的产量，节约了电耗。 
　　后3项经济效益合计，1年约降低成本11.5万元。