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6000t/d生產線燃燒器及供煤系統改造--十堰元晟概述
6000t/d生產線燃燒器及供煤系統改造--十堰元晟概述
某公司擁有兩條新型干法水泥熟料生產線，#1線為3000t/d生產線，于2004年7月建成投產，#2線為6000t/d生產線，于2007年7月建成投產。投產之初按照設計院選型設計，均選用皮拉德公司的燃燒器。由于該燃燒器在使用后期已經不能滿足生產需求，2013年6月該公司經過充分考察論證，決定先在#2線使用HJGX型新型大推力節能燃燒器。從安裝到調試，到生產正常運行，通過廠方與該公司技術人員的通力協作，密切配合，試生產一次成功。2014年7月投產使用至今，運行效果良好，現將使用情況作一簡要介紹。
一、HJGX型燃燒器結構和工作原理
HJGX型四風道煤粉燃燒器由五個通道組成(見圖1)，每個風道的出口風速都有一定的差異并都有自己獨特的作用，其中：
(1)外軸流風的主要作用是保持火焰有足夠的強度和剛度，是形成強熱回流最基本的條件；
(2)煤風的主要作用是保證煤粉穩定的輸送到燃燒器出口；
(3)內、外旋流風的主要作用是調整火焰的形狀和長度，強化風、煤混合。外軸流風、內旋流風的風速愈高，卷吸高溫二次風的能力愈強，因此，特設計制造成多股離散式噴嘴以減少屏蔽、提高風速。
圖1 HJGX型四風道煤粉燃燒器風道結構
各風道噴嘴與各相應的頭部、頭部與其相應的管道均采用螺紋或卡扣連接，這樣更便于備配件的更換。為保證煤風道不被磨穿，材料都做了特殊處理。
HJGX型煤粉燃燒器采用了低一次風量、強熱回流、煤粉濃縮等技術，另外高溫二次風的迅速卷入大大縮短了煤粉預熱時間，提高和改善了火焰根部的環境和溫度，使煤粉在燃燒器出口就能迅速燃燒。實現了燃燒低揮發分煤及低熱值煤，提高了煤粉燃盡率、穩定了熱工工藝，達到了優質高產、節能降耗，提高經濟效益的目的。
二、更換成HJGX型燃燒器的改造
原燃燒器運行中存在的問題如下：
(1)風機、電機和送煤管道設計富余量偏大，煤電耗偏高。
(2)燃燒器、風機、送煤管道與系統工藝之間不相匹配。
(3)窯頭燃燒器存在活力強度不高，火焰剛性不強的問題，卷吸高溫二次風的能力差，熟料煅燒溫度偏低。
(4)固定內、外風比例，調整手段單一，工藝狀況改變時，燃燒器的適應性差，無法及時調整。
(5)煤粉燃燒能力差，在回轉窯的燒成帶末端容易產生因煤粉燃燒不盡而產生的煤粉圈，對窯內通風造成較大影響，容易產生黃心料，影響商品熟料的品質。
(6)熟料強度低，窯前飛砂料較大。
(7)點火升溫期間柴油使用量較大，每次點火升溫16～18h，平均使用柴油量10～15t。
(8)設備備件維修費用較高，舊的皮拉德燃燒器的外軸流風通道端部備件平均每1.5～2年需更換一次，每次的備件費用為10萬元左右。
(9)窯尾燃燒器入爐風量偏多；送煤管道直徑偏大；煤粉不擴散。
以上問題使該燃燒器越來越不適應生產需求，為此用HJGX型煤粉燃燒器進行改造，改造前后燃燒器設備配置見表1。
表1 改造前后設備配置比對情況
針對原來燃燒器上存在的彎頭數量多，運行阻力大，并且采用的是普通彎頭；在新燃燒器的更換過程中，我們針對現場的實際情況，對煤粉輸送管路進行了改造。
(1)將原有的彎頭采用耐磨陶瓷材料彎頭，增加彎頭的使用壽命。
(2)對現場送煤管路的設計進行優化處理，減少原有彎頭3個，優化處理彎頭4個，并且在窯頭的位置使用了轉彎半徑接近5米的大弧度彎頭，使系統的工藝布局更加順暢。
三、改造后使用效果及效益分析
自新燃燒器在該公司#2窯改造使用后，經過1個月的調試運行，實際使用效果較明顯，具體如下：
(1)點火升溫期間經過內旋風、外旋風和外軸流風的調整和配套燃燒器油槍的使用，在相同的升溫時間，可節省點火用油8～10t。
(2)內、外風搭配手段多樣，點火初期便可噴煤，節省了點火用油及升溫時間，節省點火升溫期間的用電量。
(3)送煤羅茨風機的風量較小，風壓較高，一方面可以減少單位熟料的電耗，另一方面，因窯頭、窯尾送煤管道的改造，在不降低煤粉風速的情況下，所需冷風量明顯變少，節約了煤粉的使用。此外，由于噴煤管較高的噴射風速，可以卷吸大量的高溫二次風，加速了煤粉的燃燒，提高了煤粉的燃盡率和火焰強度。
(4)該燃燒器調節手段多樣，有外軸流風和內旋風、外旋風的風量調節手段，同時還具備了外軸風截面積、內旋風截面積、外旋風截面積的風速調節手段，能夠滿足各種工況下燃燒器的調節使用，自該燃燒器使用以來，燒成帶末端的結圈現象得到了有效避免。
(5)在使用該燃燒器后，火焰強度明顯提高，針對原燃材料的結構現狀，在高結晶硅石灰石的狀況下，生產有明顯改觀，熟料的結粒情況好轉，形成的A礦明顯增多，熟料強度得到改觀，熟料的黃心料現象基本杜絕，極大的提高了商品熟料的市場競爭性。
(6)窯尾旋流燃燒器的使用，使分解爐內煤粉噴入擴散不好的現象得到改善，分解爐系統溫度波動降低，分解爐溫度易于控制，對系統熱工制度的穩定起到了積極作用，為提高系統物料的分解率，穩定系統工況，實現系統優質穩產，高產奠定基礎。
(7)對系統的煤粉輸送管路進行重新布局，優化工藝布局方案，減少輸送系統的彎頭數量，進而降低系統運行阻力，減少能量損失。系統阻力明顯減少由之前的空載9～12kPa降低至4～6kPa。
(8)燃燒器備件費用明顯降低，該燃燒器為國產燃燒器，同比在相同的更換周期內，外軸流風端部耐磨件的備件費用降低70％以上，實現了較好的經濟效益。
改造后隨著系統煅燒能力的加強，工況能力穩定，抗波動能力加強，避免了部分減產以及因系統波動帶來的工藝問題。同時在保證煤粉燃燒的情況下可以有效減少多余一次風進入窯內，有利于加快煤粉著火速度，提高燒成溫度，提高熟料強度，在經過2014年半年度的運行后，同比熟料強度提高了0.5～1MPa，為公司的運行成本降低，提高商品的競爭力提供了保障。
四、結論
新型大推力燃燒器及供煤系統的改造在該公司的調試使用后，能夠滿足工藝煅燒及調整需要，實現了調整手段的多樣化，提高了火焰的強度，在實現系統溫度高產，節約能耗，降低成本方面起到了積極作用，具有較強的實用性。
