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1、谈稳定回转窑喂煤系统提高喂煤精度的途径合肥水泥研究设计院史德深冯文毓一、提高喂煤精度的意义水泥原料在回转窑内经过烘干(湿法窑)、预热、分解、烧成、冷却等过程后制成熟 料，其中在进行烘干(湿法窑)、预热、分解、烧成等过程时都需要有一个稳定的热源， 这个热源一般可以由煤、燃油、天然气等来提供，在我国这个热源基本上是由煤来提供 的，回转窑喂煤量的均匀性在一定程度上是影响熟料产量及质量的重要因素。因此稳定回 转窑喂煤系统，一直是水泥工作者努力追求的目标。特别是20世纪70年代末80年代初 出现的新型干法窑，由于这类窑型长径比短，一般在15左右，分解炉的容积也十转有限， 物料在窑及分解炉内的停留时间都很
2、短，一旦喂煤量发生波动将直接影响入窑生料的分解 率及熟料产质量，对于新型干法窑来讲稳定喂煤系统，提高喂煤精度就显得更加重要，是 亟待解决的问题。二、影响喂煤系统喂煤精度的主要因素影响喂煤系统喂煤精度的因素主要有：来自煤粉本身的特性及喂煤系统设备上的问题等两个方面的因素，以下就这两个方厩问题作一些简要说明。1众所周知当煤粉水分在1以下时其流动性是非常好的，它的休止角几乎等于零， 但当水分大于2时流动性就会太大降低，颗粒之问相互凝聚造成结团、粘壁、起拱、堵 塞等现象，流动性差严重影响喂煤系统的喂煤精度。2煤仓锥体的角度、出料口尺寸等都严重影响喂煤系统的喂煤精度，特别是当煤仓锥体与水平的倾角及出料口
3、偏小时影响更为严重。3喂料及计量设备的精度也是非常关键的，不过目前的喂料及计量设备保证喂煤精 度在3左右是可以达到的。4煤粉输送系统对于喂煤精度也有很大的影响，其主要取决输送设备的结构及煤粉输送管道的阻力等，这一点将在后面作详细介绍。 三、我国水泥工业回转窑喂煤系统的现状及存在问题 我国水泥工业历史较长，各个时期所建的生产线由于受到当时的技术条件及设备制造水平所限，采用的窑型不同喂煤系统也差别很大，现就各个时期采用的喂煤系统存在的问题分述如下：1五六十年代以前建成的生产线一般为干法中空窑或湿法长窑，这些窑长径比都比较大，一般在2040，燃烧器多为单通道，喂煤系统都比较简单，一般由煤仓、叶轮式4
4、49喂煤机或螺旋式喂煤机喂煤，由离心风机送煤。见图 (1)这种喂煤系统的主要问题是没有稳流设备，煤仓下 煤不稳定，没有计量设备，煤仓喂煤波动较大，喂煤量 要通过喂煤机的转速进行折算，喂煤精度难于提高。270年代到80年代中期我国新建了许多新型干法 窑，这些窑体长度大大缩短，长径比一般在1517左 右，转速也大大提高(一般预热器窑为1 52rmin、预 分解窑为335rrain)，物料在窑内及分解炉内停留时 间都很短，在这种情况下为了保证出窑熟料的产量、质图1用离心风机输送 量就必须迅速、精确地调整窑头、窑尾的喂煤量，因此煤粉的喂煤系统 对喂煤系统的喂煤精度提出了更高的要求。l一煤粉仓；2一螺旋
5、喂料机或叶由于70年代后水泥工业技术的不断进步，喂料设备轮给料机。3一喷煤管5 4一一次风机及粉状物料的计量设备都有了很大的发展，给喂煤系统提供了新的装备。本阶段建成的水泥厂其喂煤系统大部分都采用了不同形式的稳流设备， 如大循环、称重仓或给煤仓上加高低位指示或报警装置，使煤仓的仓压始终保持在一定范 围内波动，使喂煤精度大大提高，但仍不能满足新型干法窑对喂煤精度的要求。另外本阶段建成的水泥厂采用的燃烧器不同，煤粉输送方式也有所不同，对于使用单 通道燃烧器的窑，煤粉输送方式仍用离心风机(如图1)，因反风不太严重又采用了稳流 设备使喂煤精度较五六十年代大大提高了。而对于使用三通道燃烧器的窑，由于煤粉
6、输送采用了罗茨风机，(见图2)风压高，一般在30一50kPa左右，因此喂煤系统中反风而影响喂煤精度的问题就成为一个不可忽视问题。从(图3)中可以看出进入输送设备(螺旋泵、喷射泵等)的气体大部分用来输送煤 粉，但仍有很小一部分气体经计量设备、喂煤设备从煤仓放出，当煤仓中煤粉较多时仓压 较高气体不易排出，就会在下煤溜子或煤仓中形成气栓即我们常说的一种起拱现象，这时 会出现喂料机转动很快而下不来料，当气栓内的气体压力大到一定时将会冲破料层阻力图2用罗茨风机输送煤糟的喂煤系统图3反风无法l一煤粉仓；2一料位计；3一螺旋喂料机；排出形成气栓4一计量设备；5一颔风喂料机；6)螺旋策7一罗茨风机450迅速排
7、出，或受到外界作用(如振动、敲击等)使气栓破坏气体迅速排出，气体排出后煤 粉迅速进入输送设备中形成跑煤。短时间后跑煤结束恢复正常，经过一段时间的运转气栓 再度形成，这样反复循环给喂煤量造成很大的波动，因此对于用采用罗茨风机送煤的系统 解决反风问题就显得更为重要。380年代末到现在，这一阶段是我国新型干法窑飞速发展的年代，在这一阶段中我 们依靠自己的技术力量建成了数十条3001000td的预热器窑及7002000td的预分解 窑，时还引进数条20004000td预分解窑，引进的生产线其喂煤系统都比较完善，运行 也比较好。在消化吸收国外技术的基础上，有些技术也用在自己的生产线上。由于对国外 技术吃
8、的不透，对系统中的某些设备的作用认识不足，又出现了一些新的问题，如对放气 箱的作用就认识不足，认为可有可无，在设计中被省掉，有的设计中虽有但在施工时又省 略了，或不能正确安装(见图4)。没有放气箱或放气箱放出的气体处理不好放气管堵死， 使反风无法排出形成气栓，给喂煤量造成很大的波动。图4中B、c两种情况反风与煤粉 流没有很好的分开，反风中含有大量的煤粉，使人窑煤粉量不准，同时放气箱排出的废气 难于处理，放气箱排出的废气直接排放会造成环境污染，有的厂就在排气管上挂一布袋两 三天就被堵死，反风无法排出，或将排气管接在煤磨进风管上，当煤磨停机时反风仍无法 排出，造成气栓给喂煤量造成波动，因此充分认识
9、放气箱的作用，作好放气箱排气的处理 工作也是一个值得注意的问题。萝彰澎l一放气糖籍体B藏气箱安装惜溟C艘气糟培槽错误2一分泡授 (无分栽放) (无冉籍)图4放气箱工作示意图四、提高喂煤系统喂煤精度的途径通过以上的分析可知提高喂煤系统喂煤精度需要从以下几个方面人手。1保持煤粉有良好的流动性，为了达到这个目的在煤粉制备过程中应加强管理，努 力降低人磨原煤水分，提高人磨风温，加强煤磨后面设备(如粗、细粉分离器、煤粉仓 等)的保温，防止结露和煤粉吸潮等，使煤粉水分始终保持在10以下。2改进煤粉仓结构以减少煤粉在仓内粘壁和棚料现象，主要有以下几点： (1)煤仓的排料口不宜太小，圆形口直径不小于500ra
10、m，长方口短边不小于500ram。 (2)煤仓锥体与水平的倾角不应太小，一般应大于60度最好做成偏心仓如(图5)中A、B。 (3)条件许可时可在煤仓锥体加装搅拌器如(图5)中c。3于五六十年代建成的窑和七八十年代建成的采用单通道燃烧器的窑，煤粉输送是4Sl由离心风机来完成的，其风压都比较低(一般在67kPa)煤管阻力也很低，反风不是主要问题，而主要应从解决喂煤系统的稳料问题人手，主要有以下一些措施：印臣A锥体有一定的信心 B锥体用隔扳隔成两个C安装有搅拌器的煤仓 伯心的惟体图5建议煤粉仓采用的几种形式(1)煤系统采用大循环方式对于稳定喂煤是一种简单有效的方法。(2)在煤仓上加装高低位指示及报警
11、装置，使煤仓内的仓压在一定范围波动，对缓解煤仓下煤波动起到一定的作用。(3)在煤仓上加装荷重传感器并使煤仓上的荷重传感器与煤仓的进料设备进行连锁，使煤仓重量始终保持一定。(4)解决了煤仓喂煤稳定的问题后，安装运行可靠的计量设备，就可进一步提高喂煤精度。4手70年代末到现在建成的所有采用三通道燃 烧器的窑，其煤粉输送采用了罗茨风机，压力比较高 广一般在30kPa一50kPa，而且多通道燃烧器的阻力也比击唑钩一较高，因此解决喂煤系统的反风问题就是一个值得注意的问题。；：台碥：从图6中可以看出煤粉输送设备(螺旋泵、喷射圈6返风形成原理图泵等)不管内部结构如何其外壳都是一个三通器，当具有一定压力的气体
12、(3050kPa)进入壳体后大部分气体用来输送煤粉，同时必然有一个小部分气体通过煤粉进口进入计量、喂料等设备后从 煤仓放出。这部分气体如不能及时排出就有可能造成气栓，而影响喂煤精度。从图6中可 以看出进入输送设备中气体的风量、风压有如下关系：进入喂料设备中的风量等于输送煤粉的风量及反风的风量之和即：Q=Ql+Q2(1)进入喂料设备中的风压与输送粉煤的气体及反风的风压相等即：P=Pl+P2(2) 为了使反风不影响喂煤系统的精度，一般在计量设备和输送设备之间都有锁风装置， 由于锁风设备都有活动部件，这股风是不可能完全锁住的。如果这股风完全锁住，煤粉也就无法下来了。因此如何减少这股风对喂煤系统的影响
13、就是我们要解决的问题。452(1)从(1)式可知为了减少反风量，在选择罗茨风机时在满足输送的前提下应尽量减小风机的风量。(2)从(2)式可知反风的压力等于输送风的压力，而输送风的压力就等于燃烧器的 阻力和输送管道阻力之和，因此为了减小输送管道的阻力，在保证煤粉可以正常输送的情 况下尽量减小输送风的风速。例如PZH水泥厂从窑头向分解炉输送煤粉的管道最初为8945的无缝钢管阻力很大，螺旋泵内的煤粉被反风顶住无法输送走，螺旋泵的电机经常 跳闸无法正常运转。一天后换成1084无缝钢管，阻力减小，螺旋泵跳闸的现象有所缓 和，煤粉勉强可以送走但不能满足分解炉需要。三天后换成1334的无缝钢管，反风现 象大
14、大减小输送基本正常可以满足生产需要，这种状况一直坚持到回转窑大修时又换成164 X 4的无缝钢管，反风基本上控制到最小程度，但仍不能完全杜绝反风现象，喂煤精度仍受到一定的影响，这一事例说明输送管道的阻力对反风的影响是非常大的。 (3)既然不能完全杜绝反风现象，我们对这股风就必须进行有效的疏导，为此国外引进的生产线上都加了放气箱，国内设计的生产线也应注意到这个问题，即在喂煤系统中加上放气箱，要使放气箱真正发挥作用，处理放气箱排出的气体也十分关键，这股风虽然风 量不大，但含有少量的煤粉，直接排放会造成环境污染，处理这股风时既不能污染环境又 要保证放气箱内有一定的微负压存在。国外设计中都单独设计了风量不大的小收尘器，这 是一种比较彻底的解决办法，国内设计中建议最好也采用这种方法。对于已建成分解炉 窑，三次风管内一定的负压，而且反风进入三次风管内，其中的煤粉被三次风管带人分解 炉内烧掉不会造成环境污染，在喂煤系统改造时采用这种方法也是可取的。有些厂已采用 这种方法并取得了很好的效果，是值得借鉴的。453