入窯煤粉水分給窯煅燒帶來的影響

　　我公司3200t/d生產線于2003年6月投產運行后，熟料產量維持在3 400t/d 熟料熱耗3135kJ/kg，各項指標均在設計范圍內且年運轉率在90%以上。進入2007年后由于燃煤緊張，由山西大同煤更換為內蒙古煤，原煤的成分發(fā)生了變化，特別是內水含量變高，給窯煅燒帶來不小的影響。

　　1.燃料情況

　　煤的工業(yè)分析見表l。

　　表1  煤的工業(yè)分析

　　2  出現的問題

　　2007年7月2 日夜班窯操作員發(fā)現，分解爐出口負壓突然增高600Pa，最高達到-l 800Pa，并且來回波動，窯電流隨之下降，大約5min后分解爐出口壓力最高達-2000Pa，最后達到壓力表的最高量程。從分解爐到高溫風機進口所有壓力均有不同程度升高，期間操作員減料運行并馬上通知現場巡檢工，檢查分解爐縮口部位和窯尾煙室部位是否有結皮垮塌堵塞，經檢查未發(fā)現異常，煙室生料也不黏。從窯頭觀察窯內通風效果很差，渾濁不清，返火嚴重并流向三次風管，窯頭微正壓，窯煅燒困難，系統(tǒng)壓力持續(xù)偏高。系統(tǒng)正常操作參數與故障參數對比見表2。

　　表2  正常運行和故障時運行參數

　　3  處理經過

　　當班操作員認為窯內結圈起蛋，于是第一次止料停窯從窯頭往窯內觀察，但并未發(fā)現異常現象，然后升溫投料，開始壓力并不高，10min后問題依然出現，隨后窯內開始跑黃料，故決定停窯。白天對預熱器、分解爐、預燃室、三次風管和煙室檢查沒有發(fā)現異形物，系統(tǒng)通風面積沒有發(fā)生突然性變化。待窯冷卻后進窯檢查發(fā)現，窯內30m后僅有一道50mm的圈，窯內沒有發(fā)現結蛋現象。由于系統(tǒng)并未檢查出異常情況，且處于水泥銷售高峰期，于是點火升溫。再次投料后問題比停窯前更嚴重，窯尾密封處開始冒料，C5溫度倒掛嚴重，系統(tǒng)負壓比正常高出1 000Pa，分解爐溫度難以穩(wěn)定控制，窯內煅燒效果非常差，直接跑黃料，只得又止料停窯。根據以往經驗，初步懷疑是喂煤量波動導致煤粉不完全燃燒，使系統(tǒng)阻力升高所致。但檢查煤粉計量系統(tǒng)和煤粉燃燒器后并沒有發(fā)現異常。于是圍繞影響煤質的外部因素查找，最后確認是由于原煤粉磨過程出了問題，加上原煤水分高，導致煤粉水分太高，細度跑粗。

　　4  問題分析

　　由于當時雨量增多，煤磨隔倉板通風面積有30％被煤粉糊死，煤磨通風差，研磨能力下降，臺時產量低，一度供不上窯用。7月2日夜班接班后，煤磨操作員為趕倉放寬了細度和水分，加大煤磨臺時產量。化驗窒每班定點取兩次樣對煤粉細度和水分進行化驗。當班煤粉水分高達9％，細度達到8％(正常生產控制在3％)，并且事后對煤粉轉子秤取瞬時樣分析，水分高達12％。對比數據見表3。

　　煤粉水分對煤的低位熱值影響很嚴重，且水分含量高，煤粉燃燒不穩(wěn)定，導致溫度時高時低。理論上，水分每增加1％，其燃燒熱值降低1％。煤粉中的水分可以從燃燒過程中吸收很多的熱量，使燃燒溫度迅速下降。水在受熱汽化時，體積增大l 700多倍，且大量的水蒸氣籠罩于煤的周圍時，會阻止空氣進入燃燒區(qū)。煤粉水分每增加1.0％，火焰溫度約降低10-20℃，煤粉水分對火焰溫度的影響比灰分約大一倍。水分高還會造成煤粉不完全燃燒，燒成溫度較低。

　　含水分高的煤粉不但難于粉磨，在輸送、儲存過程中容易引起堵塞，影響煤粉的均勻喂料，最終導致窯溫的波動；含水分高的煤粉入窯時，導致煤粉燃燒滯后，火焰拉長。煤粉的外在水分可以通過提高出磨氣體溫度來降低，而內在水分需要在110℃左右才能蒸發(fā)，磨內降低內在水分含量是很困難的。從表1看出，我公司煤粉質量發(fā)生了較大的變化，給操作造成了很大的困難。

　　煤粉水分加大，窯內水蒸氣含量增大，導致壓差增大；同時窯內燒成溫度偏低，熟料質量差，篦冷機內料層阻力增大，窯內飛砂增大也是加大系統(tǒng)陰力的一個原因。由于上述原因，最終導致系統(tǒng)壓力升高800Pa左右。

　　5  結論

　　由于煤粉粗、水分超大，并且煤質較差發(fā)熱量低，窯內煤粉難以燃燒，促使窯內燒成溫度降低，且我公司使用的內蒙古煤本身煤內水很高，造成煤的燃燒不穩(wěn)定性增強，煤粉在窯內的濃度也變化不定，整個窯系統(tǒng)平均溫度偏低，使得系統(tǒng)壓力增大。尤其是分解爐內煤粉同樣燃燒效果差，煤粉濃度增高，不完全燃燒加劇，也是最終導致系統(tǒng)壓力增高的原因。

　　6  解決方法

　　由于停窯時間較長，窯完全冷卻，于是將窯點火火升溫時間延長，保證在投料前將煤粉倉內煤粉用盡后再投料。同時加大燃燒器一次風壓、調整旋流風比例，延長油煤混燃時間，嚴格控制出磨煤粉細度和水分。最終本次投料后上述現象完全消失，窯的各項指標均在正常范圍。