链篦机热风系统中干燥段采用鼓、抽工艺与全抽工艺的讨论.pdf

矿业工程48Mining Engineering第2 1卷，第4期2023年8 月链篦机热风系统中干燥段采用鼓、抽工艺与全抽工艺的讨论刘月星，赵宝珠，王艳明，迟红利，王辉（中冶北方（大连）工程技术有限公司，辽宁大连116 6 0 0）摘要：针对链篦机热风系统中干燥段的作用进行了分析，并根据多年球团设计与生产的经验，指出链篦机热风系统中干燥段采用鼓、抽工艺与全抽工艺的优缺点。同时通过各项优化设计，为链篦机干燥段进行补热，在物料处于干燥段时，通过提高干燥段的热交换率，尽可能多的脱除物料水分，提高链篦机利用系数，增加产能。关键词：链篦机；热风系统；干燥段；鼓、抽工艺；全抽工艺中图分类号：TF046文献标识码：A文章编号：16 7 1-8 550（2 0 2 3）0 4-0 0 48-0 3除尘器，主抽风机后进入脱硫脱硝系统。0引言3?抽风干燥一段+抽风干燥二段在球团生产工艺中，链篦机回转窑环冷机已经是比较成熟的设计工艺，其中链篦机热风系统更是比较成熟完善。在链篦机干燥段的设计上存在两种工艺方案：一种是鼓风干燥段+抽风干燥段相结合的形式，一种是采用两段全抽风干燥形式。1链篦机干燥段链篦机的干燥段是用来干燥生球水分，使生球进入预热段之前去除球团内所有水分并使生球具有一定的强度。根据热工制度的不同，又将干燥段细分为两段，而这两段又有两种设计方式，一种是鼓风干燥段，抽风干燥段；另一种是抽风干燥一段和抽风干燥二段。2鼓风干燥段+抽风干燥段鼓风干燥段的热空气来自环冷机三段，温度约为2 0 030 0。由鼓风干燥风机将环冷机三段上罩的热废气送人链篦机鼓风干燥段风箱，热气流自下而上穿过生球料层，料层厚度可达到2 0 0 mm以上，经过换热后，气流携带水分进人链篦机上罩，鼓干段上罩内的废气经炉罩除尘器除尘后可直接排人大气。抽风干燥段的热废气来自链篦机预热二段，温度约为400450。由回热风机将预热二段风箱的热废气送入链篦机抽风干燥段上罩，热废气自上而下穿过球团料层，经过换热后，含水废气与预热一段废气混合，然后经过主电收稿日期：2 0 2 2-0 9-0 8作者简介：刘月星（1994），男（汉族），河南商丘人，中冶北方（大连）工程技术有限公司助理工程师。抽风干燥1段的热源来自环冷机三段，温度约为2 0 0300。环冷机三段上罩的热废气经管道直接进人抽风干燥上罩，热气流自上而下穿过生球料层，料层厚度一般不超过2 0 0 mm，冷却后的空气经过链篦机风箱及管道进人主电除尘器，主抽风机后进人脱硫脱硝系统。抽风干燥二段的热废气来自链篦机预热二段，温度约为40 0 450。由回热风机将预热二段风箱的热废气送人链篦机抽风干燥二段上罩，热废气自上而下穿过球团料层，经过换热后，含水废气与预热一段废气混合，然后经过主电除尘器，主抽风机后进人脱硫系统。4两种干燥段设计的区别比较鼓风干燥段+抽风干燥段设计形式与抽风干燥一段+抽风干燥二段设计形式相比，主要有以下六方面不同：1）从干燥工艺的合理性来看：鼓、抽结合的工艺在鼓风干燥段，位于下层的球团首先得到干燥，干燥后的下层球团强度加大，并且气流对生球料层有“上浮”作用，下层生球变形、甚至破碎的可能性小；而全抽工艺在抽风干燥一段，下层生球容易出现过湿现象，导致下层生球强度不足，对上层球团的支撑能力减弱，并且气流对生球料层有“下压”作用，下层生球易变形、产生裂纹、甚至破碎。所以，采用鼓、抽结合的工艺更为合理。2）从对链篦机料层与篦床阻力的影响上来看：鼓、抽结合的工艺生产时，下层生球干燥后可以形成“骨架”，对上层球团的支撑作用好，可保持生球料层的空隙率，料层阻力小，球团料层厚度可以达到2 0 0 mm；全抽工艺在2023年第4期生产时，球团在“料压”和“风压”同时作用下，下层球团出现变形、破碎，既降低生球料层的空隙率，又容易堵塞篦床缝隙，料层阻力相对较大，球团料层厚度往往在150 170 mm。3）从对回转窑结圈的影响来看：采用鼓、抽结合的工艺形式生产时，球团在链篦机上破损较少，少量的粉末进入回转窑，不易造成结圈；全抽工艺在生产时大量下层球团破碎产生的粉末进入回转窑，并与煤粉燃烧后的产物黏连在一起，容易造成结圈。4）从对主电除尘器及主抽风机选型上来看：鼓、抽结合的工艺只需要处理抽风干燥段与预热一段的废气，而鼓风干燥的废气通过炉罩除尘器除尘后外排；全抽工艺要求抽风干燥一段、抽风干燥二段和预热一段的废气均需要进人主电除尘器与主抽风机系统，进而致使主抽风机的风量、进口压力加大，主电除尘器工作负压也需要增大，且负压过大容易在生产过程中吸入冷风而造成结露现象，影响生产。5）从对脱硫系统的影响来看：采用鼓、抽结合的工艺形式生产时，仅有抽风干燥段和预热一段的废气进入脱硫系统；采用全抽工艺生产时，脱硫系统需要处理来自抽干一段、抽干二段及预热一段烟气。6）从对周围环境的影响来看：采用鼓、抽结合的工艺形式生产时，由于鼓风干燥段风箱内为正压生产，少许热空气会通过鼓风干燥段风箱的缝隙泄露到环境中，造成污染。中冶北方通过对链篦机结构进行优化，可以避免鼓干段的废气外溢；采用全抽工艺生产时为全负压生产，无粉尘外溢。5优化鼓风干燥段周围环境的设计链篦机鼓风干燥段的风箱在生产过程中是正压操作，风箱顶部与链篦机采用法兰连接，由于法兰之间存在缝隙，导致风箱内部部分热废气从缝隙中溢出。热废气中不但含有粉尘，而且温度在2 0 0 左右，所以链篦机在鼓风干燥段周围环境相比全抽风干燥工艺要差一些。链篦机鼓风干燥段风箱正压操作，溢出的热废气主要有两个方向。一是，热废气通过链篦机上回程段穿过链篦机篦板进入到链篦机篦床上层环境中；二是，热废气进人链篦机尾部上回程段和链篦机尾部下回程段组成的链篦机尾部回程机构空间的环境中。中冶北方根据多年设计经验及现场跟踪反馈中不断优化设计链篦机鼓风干燥段，使其周围环境得到了较大的改善。优化设计的具体方式如下：1）在链篦机鼓风干燥段上回程段尾部增加一段宽1.5m的密封风箱，风箱两侧设有除尘管道接口。将密封风箱与环境除尘连接，在生产中密封风箱内部为负压操作。将刘月星等链篦机热风系统中干燥段采用鼓、抽工艺与全抽工艺的讨论燥段和抽风干燥段的热气温度势在必行。环冷机冷却二段的热废气温度为6 0 0 7 0 0，温度稳定且热废气中不含SO,和NOx等有害杂质，所以设计中要利用好环冷机冷却二段的热废气为链篦机鼓风干燥段和抽风干燥段进行有效补热。49鼓风干燥段风箱漏出的热废气通过密封风箱及除尘系统排人大气，收集到的灰尘通过气力输送系统进入球团配料系统。2）在链篦机尾部上回程段和链篦机尾部下回程段组成的链篦机尾部回程机构上设有链篦机机尾整体除尘密封罩，整体除尘密封罩上部左右两侧连接有抽风吸尘接口、抽风吸尘管道，抽风吸尘管道与环境除尘风机的管道相连接。将鼓风干燥段风箱漏出的热废气通过整体除尘密封罩及除尘系统排人大气，收集到的灰尘通过气力输送系统进入球团配料系统。3）在链篦机鼓风干燥段风箱末端顶部与链篦机篦床连接处，设计一道与链篦机等宽的防串风溜槽，溜槽内填充耐火材料，耐火材料的高度要尽量靠近链篦机篦床。6优化鼓风干燥段与抽风干燥段工艺热风系统的设计在以往的链篦机回转窑设计中，生球干燥的热工制度中热量短缺是个关键，其中流量不足更为突出。这一现象已长期影响着日常的球团生产，造成国内链篦机利用系数普遍低下。在设计文件中，链篦机鼓风干燥段的热风温度2 0 0 250，干燥后外排的废气温度6 0 8 0。在实际生产中链篦机鼓风干燥段的热源普遍采用鼓风环冷机三段热废气，热风温度普遍 2 0 0（通常仅17 0，有的甚至低至150），这样低的温度大幅影响球团在链篦机鼓风干燥段内干燥的程度。链篦机抽风干燥段热风，大多单一采用链篦机预热二段风箱的热废气，它受生产操作因素的影响与回热风机耐高温的限制，所以温度和流量并不稳定。以往的设计中，球团在经过链篦机鼓风干燥段和抽风干燥段后，球团中的水分并没有完全被干燥完。未干燥完全的球团进人到链篦机预热一段，实际生产中链篦机预热一段成为了链篦机抽风干燥二段。不但影响球团在链篦机预热一段正常的热工制度，由于爆裂温度的存在，带有水分的球团进人到链篦机预热一段后（链篦机预热一段内的热废气来自环冷机冷却二段，其温度为6 0 07 0 0）产生爆裂形成粉末，粉末进入热风管道后造成管道积灰，影响热风在管道内的流速；粉末进入回转窑后造成回转窑结圈。所以，提高和稳定进人到链篦机鼓风干50链篦机鼓风干燥段的补热措施：在环冷机冷却二段与环冷机冷却三段的热风管道之间设计2 3根兑热风管道，兑热风管道上设计可调节阀门，通过调节阀门的开启度来控制环冷机冷却二段兑人环冷机冷却三段的热风量，提高链篦机鼓风干燥段的热风的温度及流量，从而加大链篦机鼓风干燥段生球水分的干燥能力。此种补热方式不但有效提高链篦机鼓风干燥段的干燥能力，同时补热采用的是环冷机冷却二段不含任何有害杂质的热废气，链篦机鼓风干燥段干燥后排出的废气仍可通过炉罩除尘系统净化后直排人大气中。链篦机抽风干燥段的补热措施：在以往设计中，球团生产线采用“隔墙导流”技术，在链篦机抽风干燥段与链篦机预热一段之间的隔墙上，设计开洞，高隔墙梁，或两者兼而有之，从而形成了“隔墙导流”。导流后，链篦机抽风干燥段罩内热风温度立即升高。“隔墙导流”只能保证链篦机抽风干燥段罩内温度升高，但具体温度数值不可控。有效的补热措施是，同样采用管道补热。在链篦机抽风干燥段和预热一段上罩热风管道之间设计2 3根兑热风管道，兑热风管道上设计可调节阀门，通过调节阀门的开启度来控制链篦机预热一段兑人链篦机抽风干燥段的热风量，提高链篦机抽风干燥段热风的温度及流量，从而加大链篦机抽风干燥段生球水分的干燥能力。此种补热方式，可以人为控制链篦机抽风干燥段的热废气温度及流量，更加有效的利用链篦机预热一段的热废气的热量。矿业工程在链篦机鼓风干燥段和链篦机抽风干燥段补热工艺中，同时应用到了链篦机预热一段热风的热量与流量，势必对链篦机预热一段自身产生了影响，所以在设计中同样对链篦机预热一段进行补热设计。链篦机预热一段的补热措施：在链篦机预热一段的热风管道上设计一台管道加热炉，生产中可以通过管道加热炉对链篦机预热一段的热风管道的热废气进行补热操作，以保证链篦机鼓风干燥段，抽风干燥段，预热一段的热量分配。7结语1）“鼓-抽”联合干燥工艺对2 0 0 mm的厚料层生球干燥有积极意义。它能明显地降低过湿层的不良影响，有利于抽风干燥阶段料层透气性的改善，热交换和脱水能力的增强。2）“鼓抽”联合干燥工艺降低脱硫系统整体设计，造价，运行。3）通过优化链篦机设备的设计，设计增加负压除尘生产，大幅改善了“鼓抽”联合干燥工艺的生产环境。4）通过优化链篦机鼓风干燥段，抽风干燥段，预热一段工艺热风系统的设计，适当强化鼓风干燥能力，缩短加速干燥时间。充分利用链篦机预热一段的热量，为鼓风干燥段和抽风干燥段进行补热，利用干燥段停留时间，提高干燥段热交换率，尽可能多脱水份，提高链篦机利用系数，增加产能。第2 1卷第4期Discussion on Updraught and Downdraught Technology Used inDrying Section of Hot Air System of Grate MachineLIU Yuexing,ZHAO Baozhu,WANG Yanming,CHI Hongli,WANG Hui(Northern Engineering and Technology Corporation,MCC.,Dalian 116600,China)Abstract:In this paper,the function of drying section in hot air system of the grate machine is analyzed,and according to theexperience of pellet design and production for many years,the advantages and disadvantages of adopting updraught,downdraughtprocess and fully downdraught process in the hot air system of the grate machine are indicated.At the same time,through variousoptimization designs,replenish heat for the drying section of the grate machine,use the residence time of the drying section to improvethe heat exchange rate of the drying section,dewater as much as possible,improve the utilization coefficient of the grate machine andincrease the production capacity.Key words:grate machine;hot air system;drying section;updraught and downdraught technology;fully downdraught technology