MC室是窑和炉风、煤、料的平衡汇合点,从SC室进入MC室的热气流、生料和未完全燃烧的煤粉在窑和MC室之间的缩口喷出窑尾高温烟气,以较高的速度在MC室内形成喷腾运动,物料和煤粉进一步混合,相当一部分煤粉要在MC室内继续完全燃烧,物料分解达到最佳状况。分解炉MC室的工况主要取决于三个方面:一是窑尾缩口高温高速气流的速度决定物料喷腾和混合的效果。二是分解炉和窑尾气流的温度是煤粉能否完全燃烧条件;三是气料分离取决于物料在MC室停留的时间。满足以上三个条件,窑炉才能稳定平衡。
2、窑尾烟室、SC室和MC室工艺参数控制范围
1)窑尾烟室工艺参数控制范围:烟室内温度1050~1100℃,压力-200Pa,窑尾风速8~12m/s,风含尘量为每kg熟料200g,如果风含尘量超过每kg熟料240g,会产生料幕,缩口风速减降到30m/s以下,MC室喷腾运动受阻,将产生塌料和窑尾增压。
2)SC室工艺参数控制范围:炉顶温度为750~800℃,SC室的中心温度1100~1150℃,压力为-100OPa,入炉三次风速30m/s以上,在SC室炉中轴线形成一个低压回流区,物料在炉壁旋流与中心火焰燃烧混合进入MC室。
3)MC室工艺参数控制范围:MC室中心温度出口应控制在850~900℃,风速为7m/s,压力-1400Pa,煤粉完全燃烧,物料停留时间7s以上。
3、MC室改造前后的工况变化
MC室改造前后的尺寸见图1及表1。风煤料的参数比较见表2。
改造前
改造后
图1 改造前后MC室的尺寸
1.喷煤管;2.分解炉下料点;3.三次风入口;4.SC室;5.MC室
改造前后MC室的尺寸
注:料气停留时间比K=2.69。
从上看出,改造前MC室偏低,有效容积小,物料停留时间短,没有完全燃烧的煤粉进入三级或二级,造成预热器超温。看火操作有时以三级温度为控制点调整分解炉给煤量,预热器温度经常处于失控状态。如果分解炉出口温度稳定,入窑分解率也随着稳定。改造前入窑分解率79.81%;改造后提高到85%以上,窑的台时产量提高10%以上。预热器控制窑尾温度和风量,稳定一级出口的温度和压力,那么二级、三级和四级都会处在可控制的自然平衡温度和压力之中。
4、主要解决的几个问题
4.1、改造RSP分解炉的结构
RSP分解炉是由SB室、SC室和MC室三部分组成,由于改造受空间位置的限制,SC室和SB室无空间高度,为了增加MC室的容积,我们把MC室人四级的鹅颈式弯管去掉,加高MC室的高度,从8.7m加高到19.4m,容积从146.77m3扩大到277.90米3,物料停留时间从3.17s延长到7.97s。为改善SC室的风、煤、料的混合,研制一个圆锥形的“导流器”加在喷煤嘴风翅处的中心,使煤风流出喷煤嘴后形成旋流全部进入料风旋流中,加速其混合速度,同时也消除了炉中轴线附近由于卷吸及离心作用,形成一低压回流区。使用后炉内温度分布均衡,出炉CaCO3分解率达到85%以上,三级和四级预热器内的“火星”明显减少,煤灰分曾高达39%也没有发生粘结和堵塞预热器的现象。
4.2、调整缩口尺寸改善流场和气流分布
原来的缩口尺寸为1.5m×1.5m,有一个插板由丝杠来调整,但由于温度高插板变形,内外调解尺寸困难,后改缩口尺寸为1.3m×1.3m,对MC室的流场和风速控制主要用调整二次风量、三次风量和余风量来控制,用篦冷机、冷却风机风量调解,三次风用入炉的风蝶阀调整。
4.3、窑尾烟室及三次风量控制
蓖式冷却机工艺要求每kg熟料需2.8~3.0m3的冷却风量,蓖冷机的总风量17%做为二次风量进入窑内,13%的风量进入分解炉,三通道的出口风速为60~70m/s,风量6000m3/h,提高三次风温就必须加厚蓖冷机的料层,稳定冷却机的风压和风量,调节控制二次风量,稳定窑尾风速,控制三次风,稳定煤燃烧和过剩空气系数,对分解炉和窑内风量主要控制两个方面:一是窑尾温度低,混合室出口温度高,分解炉加煤超温,窑前给不进煤,窑头逼火超温,混合室氧含量高,这时应关小分解炉的闸板,使混合室和窑尾的氧含量控制在2%~3%;二是当窑尾风量大,窑前温度低,窑头加煤,窑尾温度高,分解炉温度低,加煤,混合室出口温度高,混合室出口和窑尾的氧含量相差不大,这时应减少窑内风量,关小缩口。总之应使窑炉的风量、煤量均衡,稳定系统的热工制度。
5、结束语
改造后72h考核完成指标
上面列出了改造前后运转率的对比及改造后72h考核指标完成情况。通过对RSP分解炉两次的改造,基本上满足了生产工艺要求,改造后标定入窑分解率达到了86.15%,MC室出口的一氧化碳含量降到了0.2%,过剩空气提高到1.2%,窑的台时产量平均达到了79.93t。
参考文献
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