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窑头燃烧器头部改造一年来成效总结

2019-08-05

如何充分发挥窑头燃烧器“节能降耗、优质高 产、低N0*排放、窑皮均匀、耐火砖使用寿命长、 窑况调整灵活”的综合效能? 2014-2015年我公司 对国内十多家燃烧器生产厂家的喷煤管典型结构进 行了测绘,并与所在水泥厂的窑况逐一对比分析; 同时结合我公司16年燃烧器的设计调试经验,积极 与华中科技大学合作,运用计算机仿真技术,把不 同结构燃烧器的火焰仿真情况做了优劣对比;总结 出一套用10项参数全面数值化描绘燃烧器综合性 能的数据模型,用于窑头燃烧器的头部改造,国内 常规窑头燃烧器的性能特点一览无余。2015年我公 司以燃烧器调查表为基础,读懂窑况,读懂生料, 读懂用煤,坚持新旧燃烧器10项参数的对比设计, 取得了良好的效果。现分别予以总结汇报。

、太原山水2500t/d生产线窑头燃烧器头部 改造情况。

1、太原山水基本情况

改造前窑筒体最后4米温度偏低(经常低于 150"C )、窑尾漏料。熟料中常有2%左右生粉料。 烟室负压高达350-450pao烧成带窑皮偏厚,熟料 的立升重1180-1300g/L波动偏大。熟料中Mgo偏高, 常年在4%~5.5%。烟煤煤粉低位收到基在 5900-6100cal/g, Vf=30%~32%,内水月均在 4.5%左 右。

改造后:窑前亮度增加1 oo°c,预热器系统温 度下降10°C。结皮工艺事故减少,加上烟室斜坡顺 料改造,优质窑况的稳定时间在30天以上。

附燃烧器头部改造前后实物图(中后部分未加 改动):

2、太原山水2500t/d窑头燃烧器性能对比设计

项目

基本参数

原燃烧器

SR4设计值

投入生产后情况

轴流风

煤粉特性:挥发份V=31.9%,

Qdw:=5900~6305kcal/kg:

水分:W4.5%,细度 R0.08:

20-014=3077 平 方毫米。当前运行 表压31 kPa,折算 一次风机风量41.2

16-^3=2122。

运行表压估计在

39-45kPa.折算罗茨风

机风量32.5-33.4立方

轴流风一次风机风量降低 8立方/分钟。

表压53kPa,黑火头

750px o窑前亮度提高。


$3.1%,灰份 A:11%~16%o

送煤风机:风量: 57.7m3/min ,风压: 39.2KPa,电机 55kWo 原一 次风机风量88.7m3/min,风 压29.4kPa,电机功率75kWo 因需要提高一次风压使用备 用的送煤罗茨风机:风量 68m3/min,风压 58.8kPa, 电机功率110kW。

12月份在用一次风率(含煤 风):60X (88.7X48/50+57.7 X 39/S0) 9 (6.4 X 7.18 X 1000)=17%,偏高。

改后实际降低到:

14%。

立方/分钟。

/分钟左右。

旋流风

内旋24X孔高10X 槽宽13=3120平方 毫米

角度30°运行压 力33kPa。需要罗 茨风机风量42.2立 方/分钟。

零 位 截 面

^203-0197. 5

=1 729平方毫米。

折算罗茨风机风量26.5 立方/分钟左右。因为内 水偏大,旋流角32° (顶 圆)

火焰系数=2

旋流风一次风量降低14

立方/分钟

中心风

中心风:16-①6=452。关到4kPa表压。需要

一次风量1.2立方/分钟。

送煤风

0>295-0>245=21195mm2 出 口风速 35.4 米/秒。偏高。

SR4送煤风速=25.2米/秒

0305-0235=29673 mm2

将煤粉浓度由目前的

2.7kg/立方,提高到

3.8kg/立方。

拢焰罩

500px

旋流数

阻塞系数C=o. 545 旋流数Sl=l. 14

阻塞系数=0.35

实际旋流数0.87

火焰推力

原燃烧器火焰推力:10N/MW估算SR4火焰 推力=9.2。正常。

3、改造前后窑皮情况对比


生产指标变化(月均值):

时间

日产量

标煤耗

R3D

R28D

烟室

温度

二次

风温

烟室负压

Pa

立升重

g/L

改造前

2900

104

29.5

55.1

1150

1000

-350

1180-1300波动大

改造后

2982

102.5

29.8

55.4

1080

1030

-200

1260-1280 稳定

标煤耗由104kg下降到102.5kg,月均日产量由 2900t/d提高到2982t/d;吨熟料氨水费用由2.5元下 降到1.7元;因结粒改善,制成混合材掺量提高 5.5%o吨熟料发电量下降36-31.5=4.5kWh。

效益分析:吨熟料节省实物煤2kg x 0.25+吨熟 料氨水节省0.8-发电量下降4.5x 0.42 +吨熟 料混合材掺量提高5.5% x ( 140-40 )元/吨=4.91 .连续使用2个月节省86.3万元。

、肥城米山、邓州中联3200t/d生产线窑头燃烧 器改造情况。

1、基本情况

2014年肥城米山3200t/d生产线连续多月熟料 强度偏低,R3D 只有 28-30MPa, R28D 48~50MPa 之间。熟料结粒偏大,粒径在QOcm以上的熟料比 例达到20%。敲开大块熟料,白心生烧料和糠心料 多。当地原料碱高,熟料中碱当量在0.8%~1.3%, 生料易烧性好。虽然有意控制C5下料管温度在 865 °C以下,但当入窑生料成分波动大,燃烧器火焰 偏粗,强制调细后旋流强度降低,大块糠心料比例 偏高


2、燃烧器头部改造结构参数对比设计情况


项目

基本参数

改进前

改进后

主要变化

轴流风

煤粉特性:挥发份V:〜31%, 低位热值 Qdw:6000kcal/kg ;水分:W 2.5%,细度 R0.08:W6%, 灰份A: 12〜14%

煤风机:风量:57.1m3/min, 风压:58.8KPa, 一次风机风 量 85.6m3/min ,风 压 58.8.0kPa , 电 机功率 132kW;

熟料立升重1300g/L左右。 生料易烧性好。

存在问题:原燃烧器黑火头 长度0.5米左右。烧成带窑 皮厚度30~1250px窑皮严重 不均。窑电流偏高 850A-1020A.

改前一次风率(含煤风): 16%偏高!改后降低到 13.2%

24-013=3184 平方毫 米

运行表压33kPa需要一 次风机风量43立方/分 钟。

18-013=2388 平方毫 米。运行表压40kPa, 需要一次风机风 量:40.9立方/分。

一次风量降低2立方/分 钟。轴流风压提高 7kPa。对烧成带整体温 度提高贡献大。

旋流风

外旋 48X8X6=2304 角度 11-41° 5mm3° 运行表压30kPa,端面 出口风速在220米/秒 左右.

需要一次风机风量31 立方/分钟。

外旋流风表压 10T5kp,外旋流风量 =9.8立方/分钟左右。 内旋截面积 20X7X10=1400 平方 毫米

角度30。内旋48kPa, 一次风量22.5立方/分 钟。

旋流风需要的一次风量 相当,但细火焰的旋流 强度提高了。

中心风

中心风:42-04=527。关到5kPa表压。风速60

米/秒。需要一次风量1.9立方/分钟。

送煤风

® 260-0180 =27646mm2 送煤风速 26.2 米/

拢焰罩

20mm

20

不改动。

旋流数

原燃烧器旋流数=1.2

现燃烧器:外旋旋流数0.55,内旋角度30°时为

0.63

火焰推力

9.6

8.5

未含送煤风推力。

 

 

时间

日产量

标煤耗

R3D

R28D

烟室温度

二次风温

改造前

3850

102.5

29.5

50

1130

1000

改造后

3920

102.5

31.9

55.4

1080

1030

效益分析:吨熟料发电量下降3.5x 0.56+吨熟 料混合材掺量提高8% x 100元/吨=6.04元 熟料质 量和强度标准偏差同比周围企业有明显的优势。2015年即使市场行情不好,全年产销熟料在108万 吨,全年设备运转率也高达83%。2015年产生效益: 652万元。邓州中联3200t/d燃烧器由PiUard类型燃烧器 改为我公司SR4系列燃烧器。改造后已经运行2个 月,经过公司3次协同停窑,一次改换低碱熟料品 种,吨熟料煤耗月均值下降140kg-138.5kg=1.5kgo 烧成带火焰温度提高,熟料结粒改善,获得用户的 初步肯定。

三、华新水泥(冷水江)公司、泰山中联5000t/d 生产线窑头燃烧器改造情况

1、基本情况。

改前窑系统设计熟料产量5000t/d,实际产量 5700t/d左右。烧成带窑皮偏长到28m,筒体温度多 处有局部高温点(烧成带筒体温度在350 -360^0 见图2.筒扫温度已标定准确);f-Cao在0.65% ~1.95%范围波动,C‘S在52% - 58%波动较大,窑电流在456A,偏低;二次风温1020龙以下,偏低。 原燃烧器黑火头偏长,一般在0.6 ~ 1.0m。

原年平均熟料热耗:755kcal/kg;原年平均质量 情况:R3d: ~30MPa;R28d: ~ 58MPa。立升重:~170g/Lo

窑头风机参数

•外风风机:风量92m3/min,风压 49.0kPa,电机功率110kW (变频);

•内风风机:风量67m3/min,风压 49.0kPa,电机功率90kW (变频);

送煤风机:风量83.3m3/min,风压68.6kPa,电 机功率160kW;

  1. 混合煤煤质工业分析

低位热值0et.ar

挥发分

灰分4d

固定碳FCad

含硫量5t.ad

Ro.08筛余

水份体

kcal/kg

%

%

%

%

%

%

5600-5700

11-16

~25

58

< 1

<2

<2

新旧燃烧器结构参数对比

序号

设计参数

原燃烧器

我公司燃烧器

1

轴流风

20-018mm,出口截面积5087mm2 »正常生产 现场表压44kPa。端面出口风速估算在 264m/s左右。估算需要一次风机风量 80. 6m3/mino罗茨风机生产使用频率43. 8Hz。

28-01410,出 口面积 4308mm2 (下同)

一般运行表压48kPa,端面出口风速估算在 278m/s,需要一次风机风量71. 9m3/min,罗茨风机 一般在39Hz运行。

2

旋流风

旋流器在零位时:0)264-^254,出口面积 4066mm2 o

实测旋流角度30° ,火焰扩散角19° , 运行压力39kPa,估算风速248m/s,需要罗 茨风机风量41. 8m3/mino

1、 外旋:54X9X6=2916mm2

可调旋流角设计。角度14-42°,每5皿变 化4。.现用18°。生产在用lOkPa表压冷却燃烧 器头部,需要一次风机风量21. 4m3/min。

2、 内旋流器在零位时:<2 186-0178mni,出口面积 2286mm2,旋流角度36° ,运行压力50kPa,估算 端面出口风速264m/s ,需要罗茨风机风量 19m3/mino

3

中心风

40-①5. 4mm,出 口面积 915mm2

5kPa表压时,需要一次风机内风风量

3. 9m3/mino

60-C5,出 口面积 1177mm2

表压4kPa,需要一次风机内风风量3. 9m3/mino

4

送煤风

28. 6m/s

25.4m/s

5

拢焰罩

长度

15mm

lOnun

6

一次风率

16. 2%

15.6%

7

旋流数

阻塞系数0. 398o旋流数在0.883左右。

内旋阻塞系数0. 472,旋流数为1. 29

外旋流阻塞系数0. 606, SW=O. 8

8

火焰推力

(未含送煤 风)

9. 38N/MW,稍偏高

8. 4N/MW合理,如果加上送煤风推力在9. 2N/W

投运六个月后的效果对比。

新燃烧器火焰刚劲有力,黑火头缩短了 500px 以上,二次风温同比提高了 30~50幻。顶料爛烧的

力明显增强。窑皮分布情况见图。窑内窑皮厚度 15~875pxo

三、煤质参数

原灯业分析(大约)

单位

烟煤

Qnet,ar

kcal/kg

5700

%

32.47

4d

%

12.43

FCad

%

52.36

W,ad

%

0.45

R

0.08mm筛余

8.0

%

2.12

 

四、 改造前产质量指标及质量情况

1、 回转窑规格:04.8 x 72m实际产量:5500t/do

2、 质量指标(月平均):R3D: 31.5MPa, R28D=51~54MPa, f-CaO: 1.27%O 立升重:~1197g^。熟 料三率值(月平均):KH- 0.928, SM- 2.82, IM-. 1.52

五、 泰山中联5000t/d生产线史密斯燃烧器改造前后结构对比分析

改造前

瞄后

瓠改变与窑况变化

火焰根部直径

0353

0351

窑径火焰比分别为13.613.7

轴旋风总出风口

0353-0338=8136 平方毫 米。运行表压28kPa,风 速218米/秒。需要一次 风量106立方/分钟

0351-0338=7031

运行表压31kPa,风速223

米/秒。需要一次风量94立 方/分钟

轴流风最高压力由28kPa升高到

31kPa ,

二次风温同比提高50°C.

送颇

0308-0180=49034

0308-0245=27348

出口风速由15.3米渺提高到27.4米/ 秒.

烧成带前部煤粉浓度提高45%。是史密 斯提高烧成带跪的主酬点之一。

中心风

0166-089.需要一次风量 5立方/分钟。

.9O-05=1766mni2

可控窑前黑火头长度,减缓结焦。中心 风回流能力增强。

增加内旋流器

内旋0211-0193, 30槽,槽宽

10mm 高度 9nun,左旋 32°。

运行表压15kPa,需要一次风 量34.2立方/分钟。

火焰系数1.66 ,火焰粗

内旋阻塞系数0.584,旋流数=1.38。旋 流®®iff。

可调面枳比

1:2

1:2

在零位时截面积最小,后拉可以扩大截 面积,TS15-40mm范围调节,内 管不能伸出。

旋流角度

60°

60°内旋32°

火焰细配高旋流,主酬点。

0.894, 5.43

54新增内旋流旋流数为

1.38

烧成带蜘as提高,窑况可调性增强。

火焰推力

10.3

10.5

未含送煤风。第二根燃烧器的火焰推力

6.6

    燃烧器改造后,二次风温提高50°C,熟料结粒 改善,熟料R3D平均提高l.OMPa,达到31.5MPa。 熟料高碱,配料方案没有变化,R28D没有明显提 升。

2015年来我公司对水泥厂窑头燃烧器头部改 造15根,相比改造前主要生产指标都有明显的提 升;部分燃烧器改造后,成为当地有名的节能窑、 长寿品牌窑。愿与水泥厂的朋友们一起为充分发 挥窑头燃烧器节能降耗利器的作用而共同努力!


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