技术 | 燃煤热值贫化原因分析及治理

引言

01

原因分析

从煤的工业分析中选取数据列入表1。从表1可知，该公司在改造前存在严重的燃煤贫化现象。为了改善煤粉燃烧和提高燃煤利用效率，我们对引起燃煤贫化现象的原因进行排查，最终将焦点集中在从窑尾获取进入煤磨的热风上，认为热风含尘量大是导致燃煤贫化的根本原因。

表1 改造前后进厂入窑燃煤低位热值情况（MJ/kg）

为了论证从窑尾获取进入煤磨的热风中含尘量大，我们根据入窑斗提电流测算出回灰量在45 t/d左右，说明预热器一级旋风筒的料气分离能力不足；2018年7月河北省建筑材料工业设计研究院标定 告显示煤磨旋风筒收尘效率只有59.04%，效率严重偏低，这是热风中含尘量大的又一因素。

02

采取的措施

2.1 提高旋风筒的料气分离效率

影响旋风预热器分离效率的因素有设备结构参数和非结构参数，非结构参数包括漏风、放大效应、气流旋向、筒壁粗糙度和固气比波动有关。

该公司2011年将C1旋风筒内筒加长，原设计长度为3 476 mm，加长800 mm后，内筒总长度达到4 276 mm，改造后分离效率有所改善。2018年热工标定 告显示C1旋风筒出口含尘浓度平均为88.5 g/Nm3、分离效率92.8%，未满足含尘浓度≤80 g/Nm3，分离效率≥95%的要求。现场测量，旋风筒内筒比旋风筒进风口平段高出260 mm，如果对内筒再进行加长，会造成C1旋风筒风阻大幅度提升。

不能改变旋风筒结构，我们把重点放在了预热器系统漏风的治理上。李昌勇的研究表明，当下料管处漏风率为2.0%～2.5%时，分离效率降低20%～40%；当漏风率为2.5%～4.0%时，分离效率降低40%～90%。

该公司预热器翻板阀长期存在活动不够灵活，导致翻板阀开度固定不变，部分热风从下料管直接进入旋风筒。我们采取的措施是：在C1旋风筒下设置两道翻板阀（见图1），形成双翻板锁风，将原翻板阀装在上部，微动阀装在下部，两道翻板阀间距保证在800 mm以上，双翻板阀同时运行，大幅提高料气分离效果。

图1 C1旋风筒下设置两道翻板阀

2.2 提高磨系统旋风筒收尘效率

改造前，煤磨旋风筒收尘效率只有59.04%，热风中的生料粉进入磨机导致煤粉热值的贫化。

入磨风量大约142 000 m3/h，入煤磨旋风筒热风管道直径为Φ1 600 mm，管道截面风速接近20 m/s，且取风管道垂直于主热风管道，进旋风筒前又有一道90°弯头，导致取风阻力增大，从取风口至入旋风筒管道前后风速不一致，收尘效率降低。我们将该段热风管道直径更换为Φ1 800 mm，将截面风速降至15.5 m/s；将Φ3 600 mm旋风筒更换为Φ4 000 mm的旋风筒（图2）；调整旋风筒入口方向，将取风口做成喇叭口（图3），重点降低了取风口风速及管道风速。同时也降低了旋风筒系统阻力，以上措施提高了热风中粉尘的沉降率，使旋风筒收尘效率≥70%。

图2 旋风筒剖面图

图3 旋风筒平面图

03

结束语

以上措施一方面使预热器系统的回灰降至20 t/h，使热风旋风筒收尘效率≥70%，达到了降低入磨热风粉尘含量的目的，公司燃煤贫化热损由1.72 MJ降至0.51 MJ（见表1）。该问题的解决，不仅提高了煤粉在烧成系统的燃烧状况和熟料的煅烧质量，还改善了预热器系统料气换热效果，节约了系统运行电耗。