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水泥生產(chǎn)線中水泥熟料生產(chǎn)線煤粉制備系統(tǒng)改造


  當(dāng)采用煙煤和無煙煤搭配時,出磨煤粉細(xì)度一般控制在不超過5~6%。在摻加20~50%無煙煤作燃料后,回轉(zhuǎn)窯能正常煅燒、粉塵排放符合國家新標(biāo)準(zhǔn)的前提下,為了盡量降低投資、縮短施工周期,將生產(chǎn)損失降低到最低程度。因此本次改造只對磨機、選粉系統(tǒng)、收塵系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進行改造,原煤破碎和儲存系統(tǒng)、窯頭喂煤系統(tǒng)不做改造。

  工藝改造方案:廢除原有的粗粉分離器、旋風(fēng)分離器、循環(huán)風(fēng)機和循環(huán)管道,增加新型的渦流式高效煤粉選粉機,采用高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器取代原來的電除塵器(由于收塵器本身投資不大,為了縮短施工周期,減少停產(chǎn)損失,廢除原有的電收塵器,直接新增一臺袋收塵器),新增一臺高壓風(fēng)機。同時對磨內(nèi)進行改造,采用新型襯板,調(diào)整研磨體級配,以提高粉磨效率,降低出磨煤粉細(xì)度。

  電氣及自動化改造方案:改造后的裝機容量增加55KW,原供電線路可以滿足改造后的要求;新增的煤粉排風(fēng)機采用軟起動方式,其他新增電機采用全壓起動方式;煤磨選粉機的調(diào)速采用全數(shù)字式交流變頻器起動與調(diào)速;保留的原有設(shè)備還繼續(xù)由原控制回路控制,新增兩臺控制柜,信號引至原控制回路,相應(yīng)增加硬件和修改操作程序;新增供配電線路的敷設(shè)采用電纜溝與電纜橋架、穿管相接合。

  3.2改造后的工藝流程
  改造后的工藝流程為:原煤進入Φ2.9×4.7m風(fēng)掃煤磨內(nèi)進行烘干兼粉磨,煤粉和氣流一起進入CMS39渦流選粉機內(nèi)進行分選,粗粉重新回到磨內(nèi)進行粉磨,細(xì)粉隨氣流進入高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器內(nèi)進行氣料分離,經(jīng)收塵器收集下的合格煤粉進入原有的煤粉倉內(nèi)儲存,凈化后的氣體由排風(fēng)機排入大氣。

  3.3 新增主要設(shè)備說明
  3.3.1磨內(nèi)改造
  普通風(fēng)掃煤磨內(nèi)裝波形襯板,采用30~70mm的鋼球作為研磨體。全部襯板的截面結(jié)構(gòu)尺寸都相同,磨內(nèi)鋼球經(jīng)常出現(xiàn)反向分級,不符合粉磨規(guī)律的要求。用普通風(fēng)掃煤磨磨制細(xì)度要求高(0.08mm方孔篩篩余小于5%)的無煙煤和劣質(zhì)煤時,矛盾更加突出,一方面,由于細(xì)度要求高,應(yīng)該采用較小的研磨體,才能產(chǎn)生更多的細(xì)粉;另一方面,無煙煤和劣質(zhì)煤里的煤矸石較多,應(yīng)該采用較大的研磨體,才能滿足破碎能力的要求。由于上述原因,其產(chǎn)量將大幅度下降,電耗上升,細(xì)度不易穩(wěn)定。

  磨內(nèi)改造的目的就是解決上述矛盾,提高粉磨效率。其要點是采用新型襯板和合理的研磨體級配。

  新型襯板:是一種分級襯板。用于水泥磨的分級襯板不適用于煤磨,因為它有明顯的死角,可引起煤粉積聚而導(dǎo)致自燃和爆炸,此外它還使磨機的有效容積顯著減少。新型襯板的主要特征為不產(chǎn)生死角,不降低磨機有效容積。在磨機的橫截面沿周長方向,襯板形狀仍呈波形,而在沿磨機的軸線方向,襯板的提升能力由進料端向出料端逐漸變小。生產(chǎn)實踐證明,這種襯板使研磨體沿筒體軸向?qū)崿F(xiàn)了正向分級,同時還使平均球徑降低成為可能,從而提高細(xì)磨能力,本次改造更換新的端蓋襯板和筒體襯板約22噸。

  合理的研磨體級配:由于襯板的分級作用,平均球徑可以降低,可以大量采用小球提高細(xì)磨能力。結(jié)合我院多年從事煤粉粉磨的經(jīng)驗,設(shè)計出合理的研磨體級配方案,使磨機本身能產(chǎn)生更多的細(xì)粉,配合高效選粉機,提高整個系統(tǒng)的效率。

  3.3.2 CMS選粉機
  自從國內(nèi)第一條在窯外分解線上成功地采用全無煙煤煅燒水泥熟料后,國內(nèi)回轉(zhuǎn)窯水泥廠為降低熟料煅燒成本,掀起了采用當(dāng)?shù)亓畠r的無煙煤或貧煤代替價格昂貴的煙煤的熱潮。另一方面,如果提供給分解爐的煤粉足夠的細(xì)的話,可以確保煤粉在分解爐內(nèi)完全燃燒或可適當(dāng)提高分解爐用煤的比例,從而可進一步提高分解爐窯的熟料產(chǎn)質(zhì)量。我院研究和設(shè)計的CMS煤磨選粉機充分結(jié)合了國內(nèi)關(guān)于風(fēng)掃煤磨方面的經(jīng)驗和教訓(xùn),可有效降低和控制煤粉細(xì)度并能提高風(fēng)掃磨系統(tǒng)產(chǎn)量,CMS煤磨選粉機的結(jié)構(gòu)及其工藝系統(tǒng)與從國外引進的和其它國產(chǎn)的煤粉用選粉機相比具有獨到之處。

  帶CMS煤磨選粉機的新型風(fēng)掃煤磨有如下幾個特點:
  1)系統(tǒng)產(chǎn)量高
  帶CMS煤磨選粉機的新型風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)的產(chǎn)量可比帶粗粉分離器的老式風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)提高30%以上,比帶國產(chǎn)其它牌號的煤粉動態(tài)選粉機的新型風(fēng)掃煤磨系統(tǒng)的產(chǎn)量提高10%左右。

  2)CMS煤磨選粉機分級效率高。

  3)可以有效地降低和控制煤粉細(xì)度。在系統(tǒng)用風(fēng)量固定在某一合理范圍以后,只要調(diào)整選粉機葉輪的轉(zhuǎn)速,就可以有效地控制煤粉細(xì)度。煤粉顆粒級配合理,有利于煤粉著火和完全燃燒。

  4)系統(tǒng)配備了性能良好的防爆型高濃度氣箱脈沖袋收塵器并采用全負(fù)壓操作,可以做到清潔文明生產(chǎn)和達標(biāo)排放。

  5)系統(tǒng)通風(fēng)良好,料路暢通并設(shè)置了足夠數(shù)量和面積的防爆閥,可確保安全生產(chǎn)。

  6)CMS煤磨選粉機采用了新型耐磨材料,使用壽命長,維修工作量小。

  7)CMS煤磨選粉機體積小、處理量大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn),動載荷小,新廠和老廠都可以采用。

  3.3.3 高濃度氣箱脈沖煤磨袋收塵器
  1)本體結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計
  為防止內(nèi)部構(gòu)件煤粉的積灰。所有粱、分離板等均設(shè)置了防塵板,而防塵板的角度均為70°以上,灰斗的溜角大于70°,同時為防止兩斗壁間夾角(谷角)太小而積灰,兩相鄰側(cè)板焊上溜料板,加大谷角,消除煤粉的沉積,另外考慮到由于操作不正常和煤粉濕度大時出現(xiàn)灰斗結(jié)露堵塞,在對收塵器殼體進行保溫的同時也要對收塵器灰斗進行保溫。

  2)采用防靜電濾料
  在袋收塵器內(nèi)部,由于約650g/m3以上的高濃度煤粉隨空氣流動,粉塵與濾布的沖擊摩擦等都能產(chǎn)生靜電。靜電的積黑會產(chǎn)生火花從而引起燃燒。對于高濃度脈沖清灰,濾袋更需要抗靜電,同時收塵器殼體要接地,接地電阻小于4Ω。

  3)采用防爆安全閥
  在爆前安全閥可自動打開并進行壓力釋放,釋放壓力的大小可以調(diào)節(jié),壓力釋放后可以自動恢復(fù)原狀,保持原來密封效果。

  4)采用高能清灰系統(tǒng)
  高濃度煤粉在收塵、輸送過程中由于積塵速度快很容易造成堆積,從而形成事故的隱患。采用一級收塵時,由于氣體含塵濃度大,大量煤塵積附在濾袋的表面,為了減少粉塵在濾袋上的停留時間,要求縮短清灰時間,加大清灰強度,高壓脈沖清灰可在極短的時間內(nèi)用高壓氣體(5~7kg/cm2)對收塵器進行噴吹清灰,同時,脈沖閥動作時產(chǎn)生的聲波還可以使濾袋產(chǎn)生微振動,起到了助清灰作用,為了加大清灰強度,采用進口脈沖閥,這種脈沖閥的耗氣量大,脈沖寬度為0.15秒,當(dāng)閥進口氣體壓力為7kg/cm2時,閥門一次噴出來的氣量可達0.8m3,為了提高清灰效果,在每個袋室內(nèi),脈沖閥多方位交替噴吹,且一個周期的清灰動作可在很短的時間內(nèi)完成,清灰動作之快,是其它清灰方式無法比擬的。另外,脈沖清灰與以往的反吹清灰相比,吹入的空氣量大大減少,降低了收塵器內(nèi)部氧的含量,因此,高壓脈沖清灰方式可以迅速地清除附著在濾袋上的粉塵,避免濾袋表面粉塵的聚積,是適合高濃度煤粉一級收塵的理想清灰方式。

  5)加強設(shè)備的密封,減少漏風(fēng)
  由于收塵系統(tǒng)是負(fù)壓操作,設(shè)備的密封性能直接影響系統(tǒng)內(nèi)部的含氧量,含氧量過高對爆炸粉塵來說是事故的隱患,安裝制作過程中要求設(shè)備漏風(fēng)率控制在<5%。

  6)安全檢測及報警
  完善的安全監(jiān)測與報警系統(tǒng)是收塵器安全、可靠運行的保證,它可將事故的隱患消除在萌芽狀態(tài)中。我們知道煤粉的自然和外來火源是引起收塵器爆炸的主要原因,所以安全監(jiān)測與報警主要從這兩個方面加以考慮,具體措施有:

 、懦瑴貓缶到y(tǒng)
  當(dāng)收塵器的進口溫度超過一定值時中央控制室發(fā)出報警信號,意味著系統(tǒng)超溫,需采取措施進行滅火降溫。

 、瓢惭bCO2或氮氣消防滅火系統(tǒng)
  當(dāng)收塵器內(nèi)部溫度過高,或其中的CO濃度超過300ppm時便自動啟動消防滅火系統(tǒng),以便降低收塵器內(nèi)部溫度保護濾袋,如果是由于煤粉自燃使收塵室內(nèi)溫度提高同時亦伴隨著CO濃度的提高,出現(xiàn)CO濃度超標(biāo)報警,則噴入收塵室內(nèi)的CO2或N2應(yīng)具有阻燃和降低CO濃度的效果,以免發(fā)生爆炸。

  7)采用PLC自動控制系統(tǒng)
  收塵器的清灰、卸灰、溫度檢測及報警采用PLC自動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)靈活、準(zhǔn)確可靠,脈沖閥的清灰周期可以任意調(diào)節(jié)。控制箱提供三個無源接點,分別為備妥信號、綜合故障信號和正常運行信號。

  4、改造周期
  本次改造從2005年5月8號正式開始,由于韶峰廠準(zhǔn)備充分,調(diào)配合理,此次改造配合窯內(nèi)更換耐火磚同時進行,于2005年5月18號開始投料,20號即達標(biāo)達產(chǎn),總周期只用了12天

 

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