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日产1000吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发

时间:2020-06-24 02:26

  孙盛泮等: 日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发孙盛泮段玉震鲁俊洛阳矿山机械工程设计研究院, 4 7 10 39河南省洛阳市涧西区建设路20 6 号1前言随着我国钢铁工业的高速发展, 对优质冶金石灰的需求量日益增长。 同时钢厂产品结构调整和特殊钢种产量的增加, 优质石灰的消耗量也必然随着增加。 为保持钢铁企业的持续发展, 国内各大钢铁企业正在加大投资力度, 扩大优质冶金石次的生产规模。 另外随着环保要求的提高, 对电厂脱硫要求越来越高。 电厂, 特别是大、 中型电厂对活性石灰的需求量不断增加, 也需要建设大型活性...

  孙盛泮等: 日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发孙盛泮段玉震鲁俊洛阳矿山机械工程设计研究院, 4 7 10 39河南省洛阳市涧西区建设路20 6 号1前言随着我国钢铁工业的高速发展, 对优质冶金石灰的需求量日益增长。 同时钢厂产品结构调整和特殊钢种产量的增加, 优质石灰的消耗量也必然随着增加。 为保持钢铁企业的持续发展, 国内各大钢铁企业正在加大投资力度, 扩大优质冶金石次的生产规模。 另外随着环保要求的提高, 对电厂脱硫要求越来越高。 电厂, 特别是大、 中型电厂对活性石灰的需求量不断增加, 也需要建设大型活性石灰生产线。回转窑煅烧活性石灰具有产量大、 结构简单、 操作容易、 能使用小粒度的石灰石、产品质量优于所有其他窑型等特点, 所以石灰回转窑生产线大型化势在必行。 我院通过消化德国K M A G 和美国K V S 公司技术, 开发研制了K . K 型日产150 ~8 0 0 吨石灰回转窑生产线年开始至今已经提供了九条日产6 0 0 ~8 0 0 吨石灰回转窑生产线技术装备, 分别用于宝钢、 武钢、 鞍钢和山西铝厂, 并有一套日产6 0 0 吨石灰回转窑技术装备出口到印尼。 近一年来, 通过太钢扩建日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线这一有利时机, 又分别与美国K V S 、 日本K A W A S A K I和德国p o ly siu s等国际著名公司进行了技术交流, 使我院石灰回转窑技术和装备水平得到进一步提高。 在此基础上开发出全国产化的日产10 0 0 吨石灰回转窑工艺和设备, 并使其大型化。 同时储备开发了日产120 0吨石灰回转窑技术装备, 以满足钢铁企业扩建大型石灰回转窑生产线开发设计条件活性石灰产量: 10 0 0 t/d , 最大110 0 t/d ( 全灰量)石灰石原料: 。 C A O = 52~55%; 粒度: 15- ,- 4 5m m燃料: 煤气、 重油或煤粉。 煤气热值> ; , 250 0 × 4 . 18 K J/N m 3煤粉: 热值> 160 0 0 × 4 . 18 K J/K g , 灰份12%, 挥发份> 125%, S O . 3 ̄ o . 4 % 孙盛泮等: 日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统技术开发产品热耗: 120 0 X 4 . 18 K J/K gC a O产品活性度: 一> 360 m l( 50 9 , 4 N H C I, 10 分钟)设计地区海拔: 50 0M 。2. 2预热器通过消化吸收德国K M A G 和美国K V S 等公司技术, 结合日产6 0 0 ~8 0 0 吨K . K 型预热器的实际使用经验, 开发出用于日产10 0 0 吨的14 推杆多边形、 低压损、 适用于各种燃料的竖式预热器。 采用料封效果好、 可调节料位高度的管道下料; 低压损以减少排烟机的功耗: 采用相应的内部结构, 解决以煤粉为燃料时的堵塞问题。 根据各钢厂石灰石原料条件, 可直接采用10 - 3 0 m m 、 15- - - 4 5m m 或18 ~50 m m 粒级的石灰石。 根据石灰石粒级的不同, 确定适宜的液压推杆压力和行程, 以确保推料均衡和预热效果。 使石灰石的入窑分解率稳定在20 - - - 25%, 出预热器的废气温度控制在28 0 0 C 以下。一2. 3回转窑回转窑是石灰生产线 吨的石灰回转窑为两挡支撑的巾4 . 8× 6 8 m , 该窑的生产能力留有10 %的增产余度( 见表1), 并采用多项新技术: 如轮带下可更换垫板, 不带球瓦的托轮滑动轴承, 并可用非铜合金轴瓦: 主传动采用变频电机,窑头、 窑尾采用鳞片密封等。不同生产规模回转窑分解表16 0 08 0 010 0 0由3. 96X59 . 4 4由4 . 3× 6 4・击4 . 8 × 6 8回转窑规格( M )( 两挡)( 三挡)( 两挡)长径比( L /D = 14 ~15)1514. 914. 2单位容积产能( t/m 3・d < 1. 10)1. 04・1. 040. 9 9巾4 . 8 × 68 m 大跨度两挡支撑回转窑, 是根据我院4 0 多年来设计制造回转窑的丰富经验, 并参照长径比( L /D )为ll~14 的巾4 × 4 3m 、 巾5. 2× 6 1 m 水泥窑和由4 . 2× 4 4m 、 由3. 9 6 × 59 . 4 4 m 、 巾4 . 3X58 m 石灰窑的设计制造实践而开发的。 两挡支撑回转窑能发挥静定支撑的长处, 可以使窑体变形不受阻, 能有效地提高运转率和耐火材料的寿命。 同时采用不带球瓦的托轮滑动轴承或滚动轴承。 结构简单, 设备重量比同规格的三挡支撑63- 孙盛泮等: 日产1000吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发回转窑减轻20 %左右。 托轮若采用滚动轴承, 功耗可减少15%, 节省检修工作量8 0 %及大量润滑油。 为解决两挡窑两端摆动相对较大的问题, 窑头采用内置式鳞片密封, 窑尾采用带径向迷宫的外置式多层鳞片密封, 以减少漏风、 漏料。 烧成带采用不同材质的复合砖, 使处于近烧成带支撑处的窑筒体温度小于30 0 "C 。 这不但能保证窑简体及支撑的可靠运行, 并能减少简体辐射热损失。应特别说明的是: 两挡支撑的回转窑虽然有其优点, 但也存在缺点: ①大跨度、 挠度大, 使用中不但容易掉砖, 且轮带与托轮出现边缘承载磨损; ②小齿轮与齿圈的正常啮合受到干扰; ③窑两端摆动大、 漏气量加大; ④为保证近烧成带支撑的可靠运行, 需加冷风装置等。 所以水泥回转窑长径比> 14 时, 均采用三挡窑j因三挡窑除可避免上述缺点外, 而且运转稳定、 有成熟的操作经验。 所以根据客户的具体条件和操作水平, 我们也开发设计了巾4 . 8 × 7 2m 三挡窑供用户选用。2. 4 冷却器通过几种竖式冷. 却器结构及使用效果的比较, 在吸收美国K V S 新技术的基础上, 开发出用于日产10 0 0 吨的5. 4 × 5. 4 m 方形截面竖式冷却器。 该冷却器的特点是充填式, 分区通风, 无运动部件, 冷却效果好; 吸收K V S 公司最新结构, 采用带控制闸板的出料管和封闭式管状振动出料机, 取消了原出料锥体密封罩和除尘风口, 结构更简单, 并可根据每个出料管的出料温度调节出料速度。 使出冷却器的石灰温度10 0 。 C , 入窑二次风温度达到650 ~7 0 0 ℃。3烧成系统其他相应系统设备的配置3. 1无机高效换热器的开发利用根据有关资料介绍, 带预热器的石灰回转窑, 废烟气携带热量占窑供给热量的20 %左右, 能量损失大。 日产10 0 0 吨石灰窑废气排放量约为9 . 35× 10 4N m 3/h , 废气温度为250 ~28 0 。 C 。 通过分析、 计算, 该废气温度如果降低60 "C , 可回收废气余热7 . 8 0 × 10 6K J/h 。年运转按7 50 0 小时计, 年回收余热5. 8 5× 10 10K J左右, 折合标煤20 0 0 余吨。 然而石灰回转窑废气余热一直没有有效地回收利用, 特别是日产60 0 吨及以上规模的石灰回转窑生产线。 造成单位产品能耗高, 增加了产品成本。 石灰回转窑采用气体燃料煅烧高质量石灰是最经济合理的。 而利用高炉和焦炉煤气混合, 得到热值> 一250 0 × 4 . 18 K J/N m 3的低热值混合煤气, 采用低热值混合煤气, 甚至发生炉煤气具有现实意义。 根据150 t/d 和350 t/d生产线实践说明, 采用发生炉煤气或低热值混合煤气为燃料, 利用窑尾废气余热将一次- 6 4 -至鲤璺生虫国互苤工些撞苤童速生盒佳盔盒迨塞集 孙盛泮等: 日产1000吨石灰回转窑生产线烧成系统技术开发空气和煤气分别预热到18 0 "C 和16 0 ℃, 对提高窑内煅烧温度和产品产量、 质量, 节能降耗发挥了重要作用。 为此我院在废气净化系统中采用国际专利美国无机热传导技术设计制造的单气或双气换热器。 利用出预热器的250 - 28 0 "C 废气将一次风或一次风和煤气温度预热到18 0 "C 以上, 废气温度降低到20 0 "C 左右。 在使用低热值煤气时, 确保窑内煅烧温度1350 ℃, 使单位产品热耗降低到1150 x 4 . 18 K J/h C a O 左右。 若设置水预热器,水入口温度20 ℃, 可得到7 0 "C 、 流量为36 t/h 的生活用水。 这样在废气净化系统中, 不必配备掺冷风保护装置, 就可直接采用除尘效果好、 可分区检修的袋式除尘器。3. 2燃烧器系统石灰回转窑煅烧活性石灰, 以使用气体或液体燃料为佳, 所以本系统设置了多通道的煤气或煤气和重油混烧的燃烧器。 根据用户的具体情况, 亦可采用煤粉燃料, 因此专门设置了四通道煤粉燃烧器。 这种燃烧器与水泥厂用的煤粉燃烧器不同, 采用P IL L A R D结构, 燃烧效果更佳, 不会发生烧刷耐火材料, 使物料局部高温现象, 并可减少结圈, 不但可方便地调节火焰形状和长度, 同时还配备完善的点火、 火焰监控及安全保护装置。3. 3电气控制系统在实践的基础上, 本设计采用目前国内先进的P L C 控制系统和控制方式。 即由P L C完成对信号的采集和运算, 输出控制信号、 驱动设备。 由工控机完成对系统的监控, 对P L C 收集的信号进行处理, 产生对设备的监控画面和生产报表; 利用工业电视监控重点设备的运行情况。4 系统配置及生产控制参数详见表2、 表3。烧成系统配置表表2序号设备名称规格主要参数备注1回转窑由4 . 8 × 68 m10 0 0 t/d2竖式预热器14 推杆多边形10 0 0 t/d3竖式冷却器5. 4 × 5. 4 m 方形1000t/d- 6 5- 孙盛泮等: 日产1000吨石灰回转窑生产线烧成系统技术的开发生产控制参数表表3序号项目参数1系统喂入料量, t/la7 52出预热器废气量, N m 3/h9 3 50 03预热器排气口温度, ℃< 2 8O4窑尾废气温度, ℃1 0 5 0 11O O5窑简体表面温度, ℃< 3 506冷却风量, N m 3/h550 0 07二次风温度, ℃> 6 5 08冷却器排料温度, ℃< 10 09预热器排气口压力, P a< 一3 50 01 O窑尾烟室压力, P a< 一20 05结束语日产10 0 0 吨石灰回转窑生产线烧成系统设计开发完成后, 我院仍将密切关注国内外该领域先进技术的发展趋势, 特别关注和吸收国际著名公司的新技术。 结合国内实际情况进一步对其完善、 优化, 以便为建设单位创造良好的经济效益和社会效益。66

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