时间：2022-09-12 03:17:46
[摘要] 本文介绍了预分解窑煅烧增加无烟煤掺入量的一些措施,为我国南方缺烟煤地区生产优质水泥提供了有效途径。
[关键词] 无烟煤,预分解窑煅烧系统、技术改造
我国无烟煤资源丰富、品种齐全，但是在储量及品种分布上却是不平衡的。一般预分解窑均需使用大半的烟煤，而南方煤炭资源以无烟煤为主。因此，必须每年自北方采购大量的烟煤来满足生产需求。不止占用了大量的运输资源，并且提高了熟料生产的成本。相较于烟煤，无烟煤的单价要低上80-100元/吨。而通过对熟料烧成系统的改造，则能大大的提高生产线对于无烟煤的适应性，增加无烟煤在煅烧过程中的掺入比例，降低成本。本文根据一些生产企业的实践经验，提出了一些对熟料烧成系统的改造措施，最终达到提高无烟煤掺量，降低熟料成本的目的。
不同种类的煤，燃烧特性相差很大。烟煤挥发份高、燃烧速度快，入窑后火焰集中，火焰形状易于调整，而无烟煤恰恰相反，燃烧着火温度高，燃烧速度慢，燃尽时间长。在窑内易形成长焰，且火焰发散，不具穿透力，而喷煤管调节起到的效果不大。如果加大无烟煤在煅烧时的掺入比例，那就一定要尽可能的缩短其燃烧时间，使之与烟煤燃烧特性尽可能靠拢。火焰不集中对煅烧产生的影响是非常大的：烧成温度不够、产质量不达标、窑尾结圈、结皮、熟料强度低、熟料易磨性差甚至跑生料等等。在每一条线设计之初，设计院都会对原燃材料做详细的调查。以符合当地实际情况，合理利用本地资源。但是煤价的日趋高扬，使得企业不得不考虑使用一些并不是很符合设计生产要求的，但是价位相对较低的无烟煤来代替原来采用的优质烟煤。改换燃料后往往给生产带来了很大的不便。这就需要从工艺、设备方面做出一定的改造来满足煤质变化的要求。
对现有的水泥生产企业做了一定的了解后，认为以下几个方面的改进措施能够有效的加强生产线对无烟煤的适应性，增大无烟煤在煅烧过程中的掺入比例：
1、对预热器系统的改造：
（1）在三次风入炉前增加预燃室。有部分企业在设计中就已经有了预燃室，对比同种窑型，其对低挥发份煤的适应性很强，一方面增大了煤粉的燃烧空间，另一方面延长了煤粉在分解炉内的停留时间。玉山南方对两条2500T/D新型干法生产线都进行了增加预燃室这一技术改造，改造完成后当月实现了70%无烟煤掺入量的煅烧。
（2）炉煤进预燃室前加装三通道喷煤管，加强尾煤的风煤混合均匀，最大程度的使煤与料充分混合，提高煤粉燃尽率。
（3）无法增加预燃室的可以对分解炉进行改造。一种方法是增加分解炉高度，增大炉容，延长煤粉在炉内的停留时间。另外一种则是增加鹅颈管长度，也一样能够达到增大炉容、延长煤粉停留时间的目的。还有一种就是增加一个缩口，加强分解炉的喷腾效应，加强煤与燃料的混合搅拌，延长煤粉停留时间。建议一般企业可以考虑增加鹅颈管的长度，比较易于操作。
某厂对分解炉鹅颈管改造后，增加长度52M，新增容积528M2，气体在分解炉内停留时间增加约6.2S，为无烟煤的燃烧提供了充足的空间与时间，对比前后无烟煤使用情况如下表：
表1.1
（4）、增加分解炉缩口尺寸，改善系统通风，优化头煤的燃烧环境。
2、对窑头燃烧器的改造：采用大推力节能型煤粉燃烧器，配套较低功率、高风压一次风机。降低入窑冷风，火焰集中有力，风煤混合均匀，着火时间短、燃尽率高。根据煤质不同，可灵活调节火焰形状。不只可以增强对煤质的适应能力，还可以极为有效的降低入窑煤耗。
3、改造篦冷机，加强冷却效果。可加长篦冷机的固定篦板，增加风机供风管道；一段更改新型篦板进行熟料冷却。加强操作员对篦冷机料层的控制调整，合适的料层可以尽可能的提高二次风温，从而提高无烟煤的燃烧环境温度，加快无烟煤的燃烧速度。
4、对原煤进厂及入窑煤粉质量的控制：严格控制进厂原煤的水分与发热量。适当降低煤粉出磨细度与水分，煤粉的燃尽时间正比于颗粒直径的二次方，根据无烟煤掺加量的增加，适当的降低煤粉细度及水分，可以有效的加快煤粉的起火速度。细度对无烟煤燃烧是至关重要的。合理地提高煤粉细度可以弥补因挥发分低带来的燃烧差异。对于无烟煤使用比例较大的生产企业，建议煤粉细度控制在1.5%以下，水分小于1.5%。对具备条件的生产企业，建议窑头、窑尾煤粉质量按不同指标控制。无烟煤掺入量也可加以区分，适当增加窑尾无烟煤的掺入比例。
5、使用无烟煤燃烧催化剂，催化剂在煤粉燃烧过程中与碳粒子发生了氧化还原反应，降低无烟煤的着火温度100℃左右，加快了热量释放，相当于加快无烟煤的燃烧速度。经过生产实践，使用无烟煤催化剂，实现了全无烟煤煅烧。吨原煤使用催化剂成本48元，可使吨熟料用煤成本降低4.82元，年节约成本上百万元。
表1.2
6、对于无烟煤的选用也需要加以重视，可结合原煤资源供应进行调整。根据多厂实际经验，无烟煤挥发份低于4%，则对煤粉的燃烧时间有较大的影响，高于4%则能较好的适应高掺入量的无烟煤煅烧。无烟煤的质量按灰分含量划分。灰分不同，对燃烧的影响也不一样。应尽可能用灰分低的煤，这是因为灰分低的比灰分高的无烟煤有以下优点：发热值高，燃烧速度快，燃尽时间短；虽然单位质量的煤燃烧后的烟气量高，但由于热耗低，总的烟气量反而低；由于煤灰量小，对配料稳定性影响小；窑内结圈几率减少；虽然单价高，但由于总量低，加上运输、储存、粉磨的费用，其总费用反而低。对于烟煤的选用，也要以尽量的缩小与无烟煤的燃烧特性差异为目标。
某厂地方洗烟煤与无烟煤煤质对比如下：
表1.3
经过这样的配比生产后，再不断的进行工序调整，使得入窑无烟煤的掺入量稳定在80%以上。
针对每个不同的企业，可视具体情况选择适合本厂熟料煅烧状况的一些更改措施，只要采取措施得当，不仅仅可以增加无烟煤的掺入量，对劣质煤的适应性也能得到一定的增强。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。