关于混煤使用的若干问题分析

关于混煤使用若干问题分析

（中国铁路物资安徽铁鹏水泥有限公司祖登云，安徽含山 238100）

0 前言

众所周知，水泥熟料的煅烧过程除了原料的影响外，对工艺系统影响最大的莫过于燃料，而目前国内的大中型水泥厂使用的燃料仍然是原煤，然而由于进厂原煤矿点多，各地煤质相差大，且同一矿点煤质也存在波动。加之原煤储存量少，无法做到按矿点分类堆放和按质按比例搭配，造成入窑煤质波动大，煤粉的燃尽率低下，煤粉不完全燃烧等会造成窑内结圈结蛋，分解炉及C3、C4、C5旋风筒内结皮甚至发生堵料。

1 燃料煤的成因影响分析

按照目前主流的煤岩沉积成因说，地表上各类植物在地质构造活动中被掩埋于地表之下，经过复杂的地质作用，原有的炭质结构被压实、碳化，逐渐形成可燃烧的煤岩。

成煤系统周围的地质状况、水、温度等都是成煤的重要外在要素。成煤后的地质构造变化、围岩的性质等都会影响原煤的成分和性质，如陆相沉积的煤岩炭的氧化程度高，灰分中SiO2含量高且颗粒较粗；海相沉积的煤杂质碎屑细，氧化程度低。不同的煤岩结构导致煤的燃烧性能有所差异：如镜煤发热量高；暗煤掺入了较多的杂质，灰分高发热量低；氧化程度较高的丝煤发热量低但是易燃。各煤岩的特性[1] 如表1所示。

煤的燃烧性能不同，就会影响窑烧成工艺系统甚至会出现严重的工艺事故。根据预分解窑的技术特点，分解炉系统承担着繁重的煤粉燃烧、热交换和碳酸盐分解任务，而窑系统主要是承担熟料的烧成工作，特点是短焰急烧。因此两把火非常重要，两把火烧得好不好，直接关系到回转窑的稳产高产，而这两把火质量主要取决于原煤的质量，即取决于煤质特性各项指标，关键在热值，而影响热值的主要因素为灰分。由于灰分过高，热值低，燃烧速度慢，烧成带的温度上不去，火焰发浑，飞沙料增多，窑况不稳，熟料产、质量下降；灰分高，产生灰分沉积及窑内液相量过早出现，引起窑内结圈、结蛋，严重影响窑内通风和回转窑窑的安全稳定运行，进而引起冷却机堆“雪人”，反过来又更严重地影响窑及预热器系统的稳定

运行；由于煤质差，造成相当部分的煤粉未完全燃烧，未完全燃烧的煤粉进入C5筒内及窑尾并进行二次燃烧，形成还原气氛和局部高温，造成下料管和上升烟道结皮堵塞，导致系统阻力增大，风机抽风量下降，整个系统通风不足，产生更严重的不完全燃烧，从而形成恶性循环，差煤中的有害成分在C3、C4筒富集，引起结皮、积料和塌料。

2 原煤对我公司5000T/d生产线的影响

一直以来我公司5000T/d的窑烧成用的基本是淮南煤，其煤质工业分析如表2所示。

2012年上半年我们公司一直使用淮南煤，使用效果也比较好，熟料3天强度和28天强度分别在30MPa和58MPa以上，烧成工艺系统运行稳定良好，没出现过什么大的工艺事故。但是随着2012年下半年水泥熟料市场行情变差，出于成本考虑和贯彻国家降本增效的需要，公司从山西进了部分混煤通过水运的方式运送到本公司，该批混煤综合成本比淮南煤低

30-40元/吨，理论上降本增效效果明显。在使用之前公司化验室也对该批原煤作了细致的分析，其水分含量较高，正常都在10%左右，比淮南煤高出3-4个百分点，内水含量也比较高，其灰分相对淮南煤较低，但是挥发分相对淮南煤也比较低，固定碳和发热量相对淮南煤高，混煤煤质工业分析如表3所示。

表 3 混煤煤质工业分析

3混煤使用的影响及原因分析

3.1混煤的输送阶段

该批混煤到公司后，最先遇到麻烦在输送阶段，由于水分含量高，在堆料期间经常发生在下料口堵料的情况，浪费了大量的人力物力。一般我们堆场原煤的堆放周期在3天左右，在此期间原煤水分含量基本变化不大，使用的时候从取料到入磨阶段，皮带的中转站、原煤仓下料口的两路阀、入磨重锤锁风阀，经常性地出现堵料现象，为了保证原煤能够顺利入磨，后期车间在每个易堵点安排专人巡检清堵。

3.2 混煤入磨后对煤磨的影响

原煤入磨后由于水分含量较高造成煤磨易饱磨、出磨温度较低、煤粉产量较低，供不上窑的使用量，为了保证窑的连续运行，最终只能降低选粉机频率、加大磨尾排风用以保煤粉产量，但煤粉细度比目标值高出2-3个点，给窑的运行带来了巨大的隐患。在此期间，因原煤比较潮湿在磨头发生了积料现象，由于发现的不及时，发生磨头着火事故，影响了正常生产。为了杜绝磨头着火事故的再次发生，车间规定每个班必须安排专人检查磨头积料状况

3-4次，发现问题及时解决。换煤前后煤磨系统工艺参数对比见表4所示。

通过表4可以看出，改用混煤后入磨原煤低了5-10吨但是磨内差压仍然比元高出1Kpa，在同样的入磨温度情况下，出磨温度比原来低10-15℃，且选粉机变频降低了5-10Hz、磨尾排变频增加了1-4Hz，对操作参数做了这些调整也只是勉强满足窑烧成对煤粉量的需求。3.3 对窑系统的影响

由于出磨的煤粉细的提高（细度8.0%-9.0%）、内水含量高（2.0%）、内水含量高，对窑的点火、烧成系统、预热器系统带来了很大影响，具体如下：

3.3.1 点火升温

混煤的一系列特性，造成其易燃性比较差着火点较高，在冷窑状态下点火即使延长油煤混烧的时间、提高燃油使用量，仍然无法满足其着火的要求，经常出现熄火现象。2012年9月5日中夜班点火升温，值班长带领岗位工人守在窑平台随时准备火把以备用，当窑尾温度都已经升至600℃左右的时候，仍然不时出现熄火现象。这样不但增加了工人的工作量也使升温不能按正常的升温曲线进行，同时致使大量燃烧不完全的煤粉落到窑衬上，对窑衬的使用寿命带来巨大威胁，另有大量煤粉被带到窑尾、C3、C4旋风筒以及C5旋风筒的下料管道造成二次燃烧，其造成的结皮及投料时结皮的垮落，都给预热器系统的正常工作带来巨大威胁。

3.3.2 正常生产期间

窑正常生产的时候换煤后一系列的工艺参数也发生了很大的调整和变化。工艺参数变化见表5所示。

表 5 工艺参数变化

由上表可以看出参数变化最为明显的是窑尾温度和窑尾压力，由于煤粉的内水含量高，加之固定碳含量较高，致使煤粉燃尽率低，大量煤粉后燃烧，造成分解炉、窑尾烟室和五级筒下料管道结皮严重，车间要求岗位人员每班上塔清理3-4次但是结皮依然相当严重。最终导致两系列五级筒下料管道结皮厚度达到100mm，严重影响窑的连续运转。在窑运行的过程中人工清理所能看到并清理到的部分结皮，而大量的看不见的结皮就像肿瘤一样在慢慢长大。最严重的一次事故是2012年10月12日，分解炉内的结皮自行垮落在烟室以上的缩口处堵塞，最大的结皮直径在2米多，造成停窑数小时。大块结皮到篦冷机后也给篦床的推动带来巨大压力甚至把篦床压死，把熟料破碎机口堵死。

4 结束语

综上所述，本次时间段的试用是失败的，也是使用部门事先对该煤的试用效果预计不足，初衷是好的但是结果却令人惋惜，其造成的直接后果有：输送带中转站堵料；煤磨磨头积料并发生着火；烟室、五级筒下料管道、分解炉结皮严重并最终导致堵料。该一系列事故给公司带来了很大的经济损失。此次事故是教训也是经验，为避免再次发生类似事故公司采取了如下一系列措施：

1）对该批次原煤暂停单独使用，对于剩下的煤与淮南煤按1:3比例搭配使用。

2）加强对进厂原煤的化学检验并做深入的分析研究，对可能产生的一些工艺事故做充分的准备防患于未然。

3）将原煤堆场分四个区，将不同灰分的进厂原煤分区堆放并做严格的记录，针对不同的生料成分使用不同的原煤或者两区原煤搭配使用，使原本单一的调节方式多元化。

4）预热器结皮清理制度化，并在春节检修期间在易结皮的部位加开捅料孔或者增加空气炮。

5）中控操作上精心操作统一思想，要及时发现问题并组织解决，发现物料有波动的时候要及时通知相关部门调整，并在操作上做出相应调整。

通过采取以上措施后，公司5000t/d生产线运行稳定，产质量恢复正常，类似事故至今未再发生。