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回转窑无烟煤煤粉制备系统研究
现在中国外常见煤粉制备方法是采取立磨或球磨配双分离、 双风机系统。中国关键采取一般风扫球磨制备, 回转窑水泥厂煤磨车间关键生产工艺及煤磨机系统配置见表1。  

2　无烟煤粉磨性能及相关试验 

2.1　粉磨至一定细度时所需时间 

无烟煤较烟煤通常成矿地质年代更为久远, 能够认为无烟煤是一个比烟煤晶体化更完整形态。所以质地变硬, 易磨性变差。用Φ500mm×500mm试验小磨, 标准级配条件下, 将烟煤和无烟煤粗磨到0.08mm筛筛余40%细度; 再换用合适级配小研磨体, 磨细到0.08mm筛筛余5%, 多个煤粗磨和细磨所需时间见表2。

试验表明, 相同细度下无烟煤所用粉磨时间普遍比烟煤长, 也就是说无烟煤易磨性差于烟煤, 尤其是细磨性能更差。 
2.2　不一样研磨体对粉磨效果影响 

无烟煤含有易碎难磨特征, 早在90年代早期推行机立窑节能技术改造时, 其中一项方法就是料、 煤分别制备, 以减轻机立窑化学不完全燃烧现象。我们依据无烟煤特点, 采取含有选择性粉碎作用棒磨来制备煤粉, 其产品1mm经过率大于90%, 而小于0.08mm细粉含量极低, 粒度组成非常适合机立窑煅烧要求。水分小于5%时棒磨效率很高, 在LJP水泥厂, 1台装机功率为55kWΦ1.5m×2.5m棒磨在调试时, 80%负荷下产量可达13t/h。 

无烟煤用于回转窑煅烧, 对煤粉要求与机立窑完全不一样, 必需寻求新技术路径。大量试验室试验结果显示, 如采取中国常规方法粉磨无烟煤必将大大增加粉磨电耗, 且煤粉细度难以确保。同时发觉, 采取合适尺寸小研磨体对大多数烟煤和无烟煤细磨效果均很好。福建DT水泥厂用不一样研磨体对无烟煤粉磨效果(见表3)证实了这一点。同时可见, 不一样无烟煤效果也不一样。表3中4种无烟煤易磨性最好是A, 其它依次为B、 C、 D。

1998年在HRB水泥厂对Φ2.4m×9m煤磨进行改造。该磨开流生产, 无计量设备。改造前筛余值约18%, 有时达30%, 台时产量11～13t/h, 喂料皮带调速电动机转速控制器显示值为200～220r/min。为了把煤粉筛余降下来, 以利于窑煅烧。在磨内增设筛分隔仓板, 调整仓位和级配, 尤其是在细磨仓采取小研磨体。试验证实, 假如工艺参数选择适当, 小研磨体一样能够完成煤细磨任务。经过几次调整, 改造后在喂料量不变时, 筛余值可达成5%; 在筛余值约10%时, 皮带调速电动机转速控制器显示值可达300r/min, 比原来提升约50%。 

3　无烟煤煤粉制备工艺 

3.1　新建生产线煤粉制备工艺 

我们研究设计无烟煤制备工艺系统首先用于福建DT水泥厂日产600t五级预热器窑生产线。 

DT水泥厂无烟煤粉磨性能试验见表3, 其工业分析和煤灰化学分析结果见表4。

从表5、 表6可见, B煤挥发、 点火性能很差。这说明, 无烟煤易磨性、 燃烧性能趋向是基础一致。因为煤粉燃尽时间与粒径平方成正比, 所以要求煤粉0.08mm筛余小于3%。也就是说, 伴随煤质不一样, 煤粉细度要求也不一样, 对于粉磨设备结构和工艺参数也有待合理选择。 

依据DT厂无烟煤性能分析试验结果和以前试验数据, 确定无烟煤细磨机规格为Φ2.2m×5.8m。该磨机有2个仓, 粗磨仓采取研磨体为钢球, 细磨仓采取研磨体为特制钢段, 是煤粉细磨关键。原煤在第一仓粉磨后经由第一、 二仓之间筛分装置, 分离后细粉进入二仓, 粗粉则继续留在一仓。 

在风扫磨中, 煤粉产质量受粉磨能力和烘干能力制约。传统煤磨中烟煤煤粉无须磨得很细, 烘干能力往往是关键矛盾, 所以煤磨长径比较小, 能通入大量热风。无烟煤水分通常较烟煤低, 而细度要求细, 易磨性又差, 粉磨能力是关键矛盾, 应选择较大长径比。 

传统煤磨在停磨检验时常可看到磨内两边有很多煤粉而中间风扫得很洁净, 说明热风在磨内穿空而过, 分布严重不均。为此在进风处设计了均风装置, 使热风在整个断面上分布, 这也相当于提升了磨机烘干能力, 所以不设烘干仓。实际使用中制备出煤粉水分、 细度都符合煅烧要求。 

另外, 还改善了密封装置, 降低了漏风; 改善了进料结构, 使小球不易在进料斗处堆积, 使热风能顺利入磨。 

在粉磨系统设计中, 因为当初条件所限, 仍然沿用了传统粗粉分离器, 其分离效率低, 回粉细度<20%。其它关键设备包含旋风式细粉分离器、 循环风机、 袋式除尘器和排风机等。 

该系统于1999年初投入正常生产。开始阶段A煤和B煤搭配使用, 以后全部使用低挥发分B煤, 系统产量基础稳定在7.5～8t/h, 最高可达9t/h。煤粉细度2%～3%, 水分1%～1.5%。该磨仍未达最大能力, 主机电流仅380A(额定电流500A) 

3年来生产实践表明, 该系统运行稳定可靠, 操作简便, 制备出煤粉完全能够满足回转窑煅烧要求, 系统粉尘也可达标排放。 

随即为1000t/d新型干法生产线配套Φ2.4m×6.5m无烟煤细磨机也于11月在湖南YS水泥厂投产, 煤粉细度控制为3%～5%。在达成额定装载量2/3时, 产量已达10t/h。 
3.2　原有煤粉制备系统在线改造 

以湖南DJ水泥厂为例, 该厂有3台湿法华新窑, 各有1套煤粉制备系统且能够相互串用。煤粉制备系统步骤如图1。

煤磨规格为Φ2.5m×3.9m, 装球量为25t, 电动机功率320kW。烟煤入磨水分约12%, 煤粉筛余值平均约13%, 产量约10t/h。在对无烟煤进行易磨性试验和其它相关试验、 对系统进行具体了解和研究后, 我们确定采取以下技术方法: 

1)工艺步骤改造。如图2所表示, 取消了原循环风机和循环风管, 弃用旋风筒, 代之以高浓度煤磨袋式除尘器, 废气全部经除尘器由系统内唯一排风机排入大气。使步骤大为简化, 操作愈加方便。

2)磨内改造。采取新型分级衬板, 提升粉磨效率, 降低平均球径。既不降低磨机有效容积, 又不会形成使煤粉易于留存死角, 还能使研磨体沿轴向合理分级, 使大球多聚集于进料端。采取小球加强细磨能力, 结合小磨试验结果, 设计出最好级配。 

3)采取高效选粉机。用CMS-30煤磨选粉机替换Φ2.5m粗粉分离器, 提升了分离效率, 减轻了磨机负担。同时使煤粉细度控制变得方便、 稳定。 

改造完成后, 在无烟煤占60%、 烟煤占40%、 原煤水分约11%情况下, 产量可达13t/h以上, 煤粉细度为5%, 水分<1.5%。现在该厂停了1台煤磨, 仅用2台煤磨供给3台窑用煤粉还有富余。 

4　结论 

　　回转窑水泥厂因地制宜采取廉价无烟煤或劣质煤来煅烧熟料, 有显著经济效益和社会效益。其关键技术之一是煤粉制备工艺及设备。无烟煤含有燃烧性能差和易磨性差特点, 在相同粉磨细度下, 无烟煤所需粉磨时间大于烟煤; 而采取小研磨体在多数情况下可有效地提升粉磨效率。经过研究, 开发了适合不一样情况无烟煤煤粉制备工艺和装备。对于老厂在线改造, 可经过理顺工艺步骤、 磨内改造、 采取高效分离器等方法来满足要求; 对于新建生产线, 则采取无烟煤细磨机更为合理, 选择前需对煤多种性能进行全方面了解, 才能取得最好效果。Φ2.2m×5.8m无烟煤细磨机能够为600t/d、 700t/d生产线配套, Φ2.4m×6.5m磨机可为1000～1500t/d新型干法生产线配套。 

在水分低于10%情况下, 这种煤磨也非常适合于粉磨烟煤, 可大幅度降低电耗, 而且细度稳定。Φ2.2m×5.8m煤磨配华新窑或1000t/d新型干法线还有富余, Φ2.4m×6.5m煤磨可配1500～t/d新型干法线。