低挥发分煤在预分解窑上的应用

A( 出口 +2? *" /’? !#
从表 * 可以看出，改造前入窑物料分解率偏低，
改造后已达 /’? !#5 ，说明预热分解系统改造后能满
来源 鹤壁二矿
#@*
"@*
)A )A
!@*
$%@*
&(E @*
’FG(E @*
) A ) A ) A ) - HI ) HJ 5
"= 1’ !#= 88 ’#= "1 8!= 48 "= ’8 !8 "11
该生产线对燃料品质的适应性较差，公司不得不
鹤壁三矿 "= 1# !"= 3" ’#= #4 84= ’! "= ’’ !1 """
从表 / 中看出随粉磨时间增加，同种水泥水化放 热量依次增大，原因是水泥中细颗粒含量依次增加， 水泥比表面积增大，水化反应速率增大，比较 N:/ 和 %I/ 的水化放热量，可见 %I/ 的水化放热量比 N:/ 的 大，说明 .#+ 是水泥水化热的主要提供者。
$ 结论
’ 5 增加粉磨时间，水泥中 # B #""2 颗粒含量基 本不变，而 " B #"2 颗粒含量增加，同时抗压强度和 水化放热量增大。
从平顶山、山西等地高价购进优质烟煤，而鹤壁本地
鹤壁四矿 "= 1! ’3= 4? ’!= 8" 83= "? "= ’’ !1 18/
蕴藏丰富、发热量高、价格低廉的低挥发分煤资源无 法得以合理利用，致使熟料生产成本较高，产品缺乏 竞争力，企业经济效益不良。为充分利用当地资源，提 高生产能力，降低能量消耗，公司在充分研究其燃烧 特性的基础上，对熟料烧成及其相关系统进行了改 造，取得了良好的效果。
表 # 水泥水化 $% 的水化放热量
# 5 高 .#+ 水泥抗压强度与 (· ) 值有较好的线 I ) J 性关系。
N:’ N:! N:# N:/ %I’ %I! %I# %I/
’??$ /3 !"4$ !? !’/$ ?" !!"$ "’ !8!$ 34 #""$ #" #"’$ 44 #"4$ 3#
!4 "8? !/ 88? !8 341 !3 "#’ !# ?#’
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
大颗粒的高，水化放热速率大。
的规律性，而传统认为 # B #""2 颗粒含量与强度没
!$ /$ ! 水化热
有规律可循。
水泥水化 #* 的水化放热量见表 /。
! 概述
" 燃煤工艺特性
我公司 ! """( ) * %+, 水泥生产线，其预分解系统 为五级双列悬浮预热器 - .’：/ 0 !# "1"22；.!：! 0 !/ 3""22；.#：! 0 !/ 3""22；./：! 0 !4 ’""22；.4： ! 0 !4’""22 5 ， 带 66 型 分 解 炉 - !/ 3""22 7
!# 6"".. 倒 > 型弯管将分解炉本体联接，并将分解 炉本体上段向上延伸 ! 7""..；通过缩短窑尾上升烟 道，将分解炉锥体下移，使分解炉本体直筒部分增加 ! "!(..。改造后分解炉结构见图 ’。
图 $ 分解炉改造方案示意图 注：图中实线为原有部分，虚线为新增部分
采用此项措施后，分解炉容积增加近 ’ 倍，气体 停留时间增加近 !?@ 物料 ; 含煤粉 < 的停留时间增加 8? 左右，总停留时间由原来的 7 A 4? 提高到 ’!? 以 上，使低挥发分煤在炉内有足够的燃烧时间。 !# ! 改善煤粉初始燃烧条件，加快煤粉燃烧速率
-1
燃烧产物量 - 0
7#45 !#
’"5 !8
!"(5 9’
695 (!
7(#5 !6
’"5 !6
!"85 74
695 98
7((5 9’
’"5 8#
!’"5 7"
9’5 !#
7!"5 ’#
95 ’9
’6#5 66
675 !’
7!!5 88
95 (9
’695 4!
645 ’7
7!’5 6!
95 8’
器为 9$ :$ +2;*(< 公司的三通道喷煤管 - 1= "( ) < 5 ，冷 析见表 ’，煤的试验结果见表 !、表 #。
却机为第二代富勒型推动篦式冷却机 - 4!= 32! 5 ；煤粉
表 " 煤工业分析
制备系统为 !!= 32 7 - 4 > # 5 2 管磨带粗粉分离器。 该生产线于 ’??3 年 ’! 月建成投产，点火后经过短时 间的运行就顺利达标。
’ 台 风压：2 #/!01
" 系统热工检测情况
改造前后主要技术参数及热工检测结果见表 ( 3 +。
表 # 改造前后入窑煤粉工业分析
项目 改造前 改造后
!14 - 5 "? // "? /+
"14 - 5 !/? 2) !(? **
#14 - 5 $%14 - 5 &6789 14 - : ;< - ;= >
!""#$ %&$ ’"
孟长林，等E 低挥发分煤在预分解窑上的应用
·’(·
机配置情况见表 )。
表 ! 改造前后篦冷机一段风机配置情况
改造前
改造后
一室 充气风机 风量：’! *+",# - . ’ 台 风压：( /*+01
充气风机 风量：+ ("",# - . ! 台 风压：’! #""01
一室
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二室
P 4 Q 肖忠明，王 昕 = 研究颗粒组成与性能关系新方法 0 兼论水泥
的最佳颗粒组成 P I Q = 水泥，!"""，- / 5 ：3 0 ’!=
P 8 Q 沈 威，黄文熙，等 = 水泥工艺学 P R Q = 武汉：武汉工业大学出版
社，’?38=
- 编辑 蔡成军 5
·’(·
水泥 )*+*%,
!""#$ %&$ ’"
的影响 P I Q = 水泥技术，’???，- ! 5 ：3 0 ’’=
P# Q 赵 辉 = 水泥颗粒组成对水泥性能影响及采取的技术措施 P IQ =
水泥技术，!""!，- 8 5 ：48$
P/ Q 赵 东镐 = 熟料粉磨最佳均匀性系数及控制的理论探讨 P IQ = 水
泥，!""!，- ! 5 ：’1 0 !’=
鹤壁五矿 "= 8? !8= ’4 ’#= 41 4?= 4? "= "1 鹤壁六矿 "= 8" !8= ?4 ’#= !’ 4?= !/ "= "? 鹤壁八矿 "= 14 !"= 1? ’!= 3’ 84= 84 "= ’’ 南许沟矿 "= 1? ’3= "’ ’’= /! 8?= 13 "= !’ 平顶山 - 烟煤 5 "= 1’ !!= ’’ !8= !3 /1= 8" "= #3
! "/" ’)!? (2 # #++? ) !? ((" ’
/(" *2( #(( ’*"
! !!! ’(’? 2 # #"/? ) !? #(# ’ "!)
+2/ #(" ’!’
从表 2 可以看出，改造后，熟料产量提高了
2? #!5 ，回转窑单位容积产量增加了 2? #)5 ，烧成热
耗下降了 !? ##5 ，预热器出口废气量下降了 *? *#5 ，
鹤壁煤热值高，但挥发分低 - !@*：’’A B ’/A 5 ， 灰分高 - "@* 一般在 !4A 左右，有时达 #"A 5 ，属反应 活性较差的煤种，着火温度比烟煤高 - ’4C 左右 5 ，燃 尽时间相对较长 - 接近 ’’D 5 。另外，鹤壁煤的哈氏易磨
!" #!#22 5 ，回转窑规格为 !/2 7 8"2，窑头煤粉燃烧 性系数比烟煤低，说明比烟煤易磨性差。煤的工业分
!’? ** )*? 2
!! )((
’)? )) (+? +’
!) 2/!
表 $ 改造前后主要技术参数对比
项目
改造前
改造后
熟料产量 - : 8 - 4> 回转窑单位容积产量 - 〔;= - : ,#·. > 〕 熟料烧成热耗 - : ;< - ;= > 预热器出口废气量 - : ;= - ;= > 入回转窑二次风温度 - @ 入分解炉三次风温度 - @ 预热器出口废气温度 - @ 出冷却机熟料温度 - @
!""#$ %&$ ’"
水泥 .SRS%K
·’#·
低挥发分煤在预分解窑上的应用
孟长林，李明珠，齐彦敏
- 豫鹤水泥有限公司，河南 鹤壁 /43""3 5
中图分类号：KL’1!$ 8!!= !8；KL’1!= 8!4 文献标识码：M 文章编号：’""! 0 ?311 - !""# 5 ’" 0 ""’# 0 "#
原有环形风道、长焰型的煤粉燃烧器不能适应燃 低挥发分煤的需要，故更换为大速差、离散喷嘴结构 及新型旋流器的四通道煤粉燃烧器，以加大一次风动 量，强化煤粉与空气的混合。 !# & 改造篦式冷却机，提高二、三次风温度
采用第三代篦冷机新技术，将原篦冷机的前段篦 床改造成为高效节能的充气梁控制流篦床；将篦冷机 一段 ; 原一、二、三室 < 低压风机更换为高压风机，并将 一、二室合并。通过采用此项措施，可改善熟料的冷却 效果和热回收效率，提高煤粉助燃风温，使低挥发分 煤燃烧火焰的操作更加稳定。改造前后篦冷机一段风
预热器出口废气温度降低到 #("@ ，出冷却机熟料的
温度下降了 !+? +!5 ，说明改造取得了很大成功。
改造后二、三次风温度已分别超过了 ’ """@ 和
+2"@ ，比改造前均有大幅度提高，这对低挥发分煤的
燃烧十分有利。
表 % 改造前后物料表观分解率
5
测点 改造前 改造后
A) 出口 ’/? ’" !2? /*
! 5 O #""2 的颗粒含量与水泥抗压强度有明显
/ 5 .#+ 含量对水泥的水化放热速率和水化放热 量起主导作用。
参考文献：
P’ Q 张长森 $ 熟料颗粒大小对水泥强度影响的探讨 - 二 5 P IQ $ 新世纪
水泥导报，!""’，- ’ 5 ：!1 0 !?=
P ! Q 黄有丰，润 澜，等 = 水泥颗粒特性及粉磨工艺进展对水泥性能
预分解窑在燃用低挥发分煤时，要求煤粉细度比 烟煤细，6"". 筛余&#5 "0 ，而鹤壁煤的易磨性又比 较差，这就要求煤粉制备系统具有较高的粉磨能力。 因此，将分离效率只有 ("0 左右的粗粉分离器更换 为分离效率高达 4"0 左右的动态高效选粉机。
通过采用此项措施，只作很少的土建改动和投入 !8 万元，可保证该系统的成品细度要求，且生产能力 由 ’! A ’#C - D 提高到 ’( A ’8C - D。 !# % 更换窑头煤粉燃烧器，强化煤粉与空气的混合
!#5 "’ !’5 ’( !45 (9 !75 67 !’5 7! !"5 87
表 ! 煤热重试验分析
着火温度 -1
(#!5 #! (#45 7’ (#(5 #’ (#75 !8 (#!5 6# (#’5 84 (("5 (6
燃烧结束温度 着火后的燃尽 燃烧温度范围 燃烧温度范围内的
-1
时间 - .23
’9"5 !8
695 79
7(75 87
’"5 #"
!"75 "6
9"5 ’7
表 " 煤的哈氏易磨性试验
来源
二矿 : 三矿 四矿 : 五矿
六矿 : 八矿 : 南许沟矿
哈氏指数
985 ’9
9!5 (8
975 ((
平顶山 ; 烟煤 <
’"(
! 技术措施
!# $ 增大分解炉容积，延长煤粉在炉内的停留时间 将 )8 旋 转 (’= 改 变 进 风 口 的 位 置 ， 采 用
由于分解炉锥体下移，三次风管位置相应下移，
并由原来的径向对称入炉改为用斜管切向分 ! 路入 炉，使炉内产生适量的涡旋流；同时，将煤粉喷入点和 )( 下料管下移至三次风管进炉前的斜管上 ; 煤粉喷 入点在下料点之前 < ，煤粉喷射方向倾斜向下。
旋流的引入，使得分解炉由原单纯的喷腾型炉变 为喷腾 B 旋流型炉，可以提高物料的停留时间；煤、料 和三次风的预混合可以使煤粉在入炉前预热升温，并 可控制炉前温度，避免结皮或局部高温。通过采用此 项措施，煤粉初始燃烧气氛得到较大的改善，有利于 提高炉内煤粉的燃烧速率。 !# " 更换煤磨系统选粉机，提高煤粉制备能力
充气风机 ’台
风量：!( !"",# - . 风压：( 2+)01
平衡风机 风量：’/ /(",# - . ’ 台 风压：/ )("01
充气风机 风量：’# 2+",# - .
三室
充气风机 ’台
风量：)’ !!",# - . 风压：) ("+01
二室
!台 平衡风机
风压：/ ’""01 风量：!# !#!,# - .
来源
鹤壁二矿 鹤壁三矿 鹤壁四矿 鹤壁五矿 鹤壁六矿 鹤壁八矿 南许沟矿
试样质量 最终质量
- ./
- ./
’45 !((
(5 ’"(
’45 ("6
(5 ""8
’45 (97
#5 799
’45 #6#
(5 446
’45 4(8
(5 474
’45 88!
#5 498
’45 478
#5 78!
残渣量 -0 !#5 6