无烟煤高细粉磨技术的应用

水泥合肥水泥研究设计院吴志明邹一峰吴雨波泉州美岭水泥有限公司王继勇肖流党 2014-03-18

回转窑水泥厂因地制宜采用廉价的无烟煤或劣质煤来煅烧熟料，有显著的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。无烟煤具有燃烧性能差和易磨性差的特点，但通过对系统与煤磨本身的结构的改进与优化，可以使粉磨效率的大幅度提高，真正实现了高产、细磨、节能的综合效果。

　　1．前言

　　在我国南方的一些水泥生产企业，为了降低水泥生产成本，利用本地无烟煤资源作为水泥熟料煅烧的燃料。根据煤的燃烧机理：在煤受热时，首先是挥发份析出，这些挥发份具有较低的着火点，当温度达到时就迅速燃烧，从而点燃煤中的固定碳。由于无烟煤挥发份低，燃烧时排出的助燃挥发气体少，固定碳的点燃存在困难。而碳粒的燃尽速率与燃烧反应中的反应温度成正比，与粒子的粒径平方成反比。所以无烟煤与烟煤相比，会出现点火困难，燃尽率差，火焰不稳定，黑火头长，火焰温度下降等问题，因而必须提高燃烧反应空气温度和降低燃煤粒径。在我国福建等地区的一些无烟煤，由于其挥发份只有2～3%，这就要求将煤粉的细度粉磨到0.08mm筛余1%以下，有的厂甚至要求粉磨到0.5%以下，而无烟煤的细磨性能又很差，所以要解决如何可靠地、经济地降低入窑煤粉细度，并结合生产实际开发无烟煤高细煤粉制备工艺和装备，为低挥发分无烟煤煅烧水泥熟料生产工艺线提供合格的煤粉是研究无烟煤高细粉磨技术的目的。

　　2．无烟煤高细粉磨技术的特点与措施

　　采用风扫磨系统生产高细度煤粉，其工艺流程与一般的风扫煤磨系统相似，其主要的技术特点与设想有：

　　2.1.在磨制高细无烟煤煤粉时，由于煤粉既细又轻，磨内的通风量除满足风扫、粉磨的要求外，还必须满足烘干的要求。而选粉机的功能在适应这种煤粉的性能外还应满足大循环负荷的要求。因各自的要求不同导致磨机与选粉机的用风量有较大差别。通过选用合理风量的风机，改进系统的管路布置，实现系统中磨机、选粉机、收尘器的风量能满足各自设备的要求，让各自设备发挥最大效能以保证系统高效运行。

　　2.2．在煤磨头部，设计均风装置对提高烘干、粉磨效率很有益处。它可改善入磨热风在磨机断面上的均匀分布，不仅提高了磨内的烘干效率，并且因减轻了热风在磨内穿空而过的现象使料流更稳定与均匀，以提高粉磨效率。

　　2.3. 煤磨内的仓位选择要根据煤的各项性能确定。是否需要烘干仓以及烘干仓的长度确定，不但要考虑原煤的综合水分及内水含量，还要考虑煤的易磨性。在煤磨内，粗磨仓与细磨仓的长度分配也要根据原煤的不同粉磨性能来确定。总之实现烘干与粗磨、细磨能力的平衡才能充分挖掘煤磨的潜能。

　　2.4. 针对无烟煤是一种易碎难磨的物料特性，通过设计磨内一仓的分级衬板，让块状原煤被集中在一仓头部的较大钢球得以快速集中破碎，以降低整个一仓的平均球径，这也就加强了一仓整体的粗磨能力。将粉磨仓之间的隔仓板设计为带有筛分功能，使细料及时进入二仓用研磨效率更高的较小研磨体强化研磨，而粗颗粒返回一仓用较大钢球继续粉磨。二仓特定设计的衬板与活化衬板相结合，按一定规律组合排列安装，既可强化粉磨也可对研磨体有效分级，从而有效提高磨机的效率。

　　2.5.各仓采用的研磨体级配是否合理，对粉磨效率影响很大。通过对多厂家多地区的无烟煤、烟煤的多种试验，掌握了适合于粉磨各种煤质的研磨体的级配方法，为充分提高煤磨的粉磨效率积累了经验。

　　3．无烟煤高细粉磨技术的应用

　　3.1在美玲水泥有限公司φ3.6×(8.5+2.5)m煤磨上应用

　　福建泉州美玲水泥有限公司日产3800吨水泥熟料生产线采用本地超低挥发分的无烟煤。对煤粉制备系统的要求是：产量≥30t/h，细度R0.08≤1.0%。通过对该无烟煤进行小磨试验得知：其易磨性为中等，但要将煤粉细度由R0.08=3%压到1%时，产量将降低20%左右。无烟煤的工业分析结果见表1。

　　表1 无烟煤工业分析数据

　　笔者根据美岭水泥有限公司所用无烟煤的具体特点，结合在多家水泥厂将无烟煤粉磨到细度1%以下的经验，确定煤磨的规格为φ3.6×(8.5+2.5)。煤磨内部结构采用合肥院的专利技术，设两个粉磨仓，并综合运用了前述的无烟煤高细粉磨的特点与措施，以尽可能地提高粉磨效率，降低电耗。其工艺流程见图1。

　　图1 美岭水泥有限公司煤磨系统工艺流程图

　　美岭水泥有限公司高细煤磨系统配置的主要设备规格与性能如下：

　　煤磨：φ3.6×(8.5+2.5)；筒体转速：16.9rpm；最大装球量：85t；电机型号: YRKK710-8、功率：1250kW、额定电流：90A。

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　　选粉机：MDN1500AY；处理风量：80000～120000m3/h；型号：YPT250M-4、55kW、额定电流：105A。

　　煤磨收尘器：型号：FGX 128-2×6；处理风量：100000m3/h。

　　煤粉排风机：型号：XY6D-SM1670D ；风量：110000m3/h、全压：8000Pa；功率：355kW、额定电流：24.4A。

　　系统运行的技术指标及系统主机的实际运行参数如下：

　　系统产量：32 t/h；煤粉细度： R0.08≤0.6%。

　　磨机主电机实际运行电流：66～71A；

　　选粉机电机实际运行电流：55～62A；

　　排风机电机实际运行电流：14～15A.

　　通过对磨机与系统的初步调试，在磨机负荷不足80％的情况下，产量达到了32 t/h，而且细度R0.08≤0.6%，超过了预期目标。相信通过进一步的优化与完善操作，运行指标可以得到进一步的提高。

　　3.2在福建漳平振鸿水泥公司φ3×9m煤磨上应用

　　福建漳平振鸿水泥公司φ3×9m煤磨系统于2008年3月底投产，系统风量配置为60000m3/h，采用MDS-850高效选粉机、FGM1400高浓度袋收尘器。漳平振鸿水泥公司和合肥水泥研究设计院漳平振鸿项目部曾对该系统进行连续8小时的测试标定，主要标定数据见表2。

表2 高细煤磨系统主要标定数据

　　随着操作人员对系统的熟悉与优化，系统的技术经济指标进一步提高。到2010年上半年，在磨机主电机实际负荷在550～580 kW的情况下，产量达到24 t/h，煤磨主电机单位产品电耗仅为23.7 kWh/t。

　　高细煤磨系统的成功应用，得到了用户的高度评价，认为系统设计合理，工艺流程顺畅，操作维护便利，投资省，效益高，技术经济指标先进。

　　4．小结

　　近年来，不断将该技术应用于烟煤粉磨系统，同样取得了大幅度增产30％、节电20％的显著效果，为企业解决了煤磨与窑不配套的燃眉之急。应当指出，这种煤磨技术含量较高，其仓位和级配及磨内筛分结构等参数要根据不同煤的性能进行调整，并非一成不变。因此在选用前要由专业技术人员对煤的各种性能进行全面了解，才能取得最佳效果。

　　参考文献

　　[1] 罗帆：水泥原料易磨性的影响及其改善。《水泥》，1998年第10期

　　[2] 邹一峰、吴志明等：回转窑无烟煤煤粉制备系统的研究。《水泥》，2002年第5期

编辑：王欣欣

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