燃无烟煤技术介绍

燃无烟煤技术介绍时间:2010-06-17 10:13来源:未知作者:admin 点击:206次我们国家生产水泥以燃煤为主。

近年来，我国东南沿海和南方地区新建和改造了许多水泥新型干法窑，使这些地区水泥生产对煤的需求量大大增加。

然而，尽管我国煤炭储量丰富，品种齐全，但在全国煤炭储量分布及品种分布上却是不平衡的。

从总体上看，我国北方煤炭我们国家生产水泥以燃煤为主。

近年来，我国东南沿海和南方地区新建和改造了许多水泥新型干法窑，使这些地区水泥生产对煤的需求量大大增加。

然而，尽管我国煤炭储量丰富，品种齐全，但在全国煤炭储量分布及品种分布上却是不平衡的。

从总体上看，我国北方煤炭储量多，南方储量少，而且从品种上看，南方许多省份的煤炭主要是低挥发分煤。

长期以来，为了满足南方地区能源使用的需要，我国的总体格局是北煤南运。

水泥行业使用的燃料，在我国燃料消耗中占有相当的比例。

据前几年资料统计，我国生产水泥用煤量占煤炭总供应量的3%～4%，仅次于发电、炼焦业和生产合成氨等几个行业。

在传统的水泥生产工艺中，一般回转窑生产线及新型干法水泥生产线必须使用烟煤，这些烟煤主要来自北方的一些大煤矿。

这样，一是增加北方烟煤的消耗量，给我国煤炭工业增加了负担；二是增加了铁路运力，使我国本来就繁重的交通运输工业更加紧张；三是从国家整体上讲，对煤炭未能做到物尽其用，近年来东南沿海地区相继新建或改造的许多大中型水泥厂，弃当地低挥发分无烟煤不用，而大量使用外购的烟煤或优质煤生产水泥，使煤炭利用率大大降低；四是南方水泥厂大量使用北方产烟煤，由于运费消耗，煤价上扬，水泥生产成本大大提高；此外，由于交通运输紧张，为保证水泥连续生产，水泥工厂必须建大的贮煤场来贮煤，这样既增加了水泥厂基建投资和占地面积，也使生产成本提高，工厂经济效益下降。

因此，若能采用新工艺、新技术，在回转窑和新型干法水泥窑上采用当地产无烟煤生产水泥，既可增加工厂经济效益，又减轻了交通运输的压力，也合理地利用了燃料，具有很高的技经效益和良好的社会效益，并有利于水泥行业的可持续发展，利国利民，意义十分重大。

第一讲国内外燃无烟煤生产水泥情况概述按我国煤炭分类法，煤中挥发分含量小于10%的煤称为无烟煤。

由于无烟煤挥发分含量低，故其燃烧着火温度高、燃烬时间长，在通常水泥回转窑中较难着火燃烧和燃烬，因而早期水泥回转窑都不采用无烟煤作为烧成燃料。

近年来，随着科学技术的发展及降低水泥生产成本的要求，新能源的开发与利用已成为水泥行业又一个主要研究方向，并取得了可喜的成绩。

近十几年来，国外一些水泥公司对新型干法水泥窑燃无烟煤、石油焦等低挥发分燃料方面进行了很多研究，开发出了燃低挥发分燃料的水泥生产新工艺、新装备，并已成功应用于大中型预分解窑生产线。

然而，尽管各大水泥公司都报道具有燃无烟煤生产水泥的技术，但从相关资料看，迄今为止，国内外已投产的100%燃无烟煤生产水泥的预分解窑生产线尚不是很多。

1 国外100%燃无烟煤的生产线简况（1）朝鲜祥原水泥厂2条3300 t/d水泥熟料生产线全部采用德国KHD公司技术和设备建设的交钥匙工程--朝鲜祥原水泥厂2条3300 t/d水泥熟料生产线是世界上第一家在大型预分解窑上成功应用100%无烟煤生产水泥熟料的生产企业。

该厂于1988年建成投产，年产硅酸盐水泥达180万t，且水泥质量稳定（相当于我国#525水泥标准）。

该厂主机设备见表1（因2条生产线主机设备相同，故表中仅列出1条线的主机设备），所用煤的工业分析和生产配料率值见表2。

据我们在该厂考察时了解的情况，此生产线正常生产时，分解炉内温度为（850～900）℃，入窑物料分解率约90%左右，窑尾温度约（1100～1160）℃，抽风口三次风温可达（950～1000）℃，全年窑运转时间约300 d左右。

由于该厂所用原料中碱含量高，生产时必须旁路放风，在旁路放风量达40%情况下，熟料烧成热耗约（3511～4013）kJ/kg。

此外，工厂每年还可从旁路放风中回收（5～8）万t钾肥产品供农业用。

表1 朝鲜祥原水泥厂主机设备一览表1 原料磨: Φ5.0m×12.50m双仓尾卸磨，电机功率3600kW, 270 t/h；2 预热器分双系列4级预热器带PYROCLON分解炉系统, 3300 t/d；解炉系统:3 回转窑: Φ4.80m×52.00m，两挡支撑，I = 3.5%, 3300t/d；4 水泥磨: Φ5.0m×16.20m双仓圈流磨，电机功率5600kW, 165 t/h；5 煤磨: Φ3.6m×7.50m风扫式磨，电机功率940kW, 30 t/h.表2 朝鲜祥原水泥厂煤的工业分析和生产配料（熟料）率值Aad: 15%～25% ；Vad: 3%～5%；FCad: ～76% ；Qnet.ad: ～21000kJ/kg；LSF: 0.88；SM: 2.4；IM: 2.02）越南海防水泥厂4000 t/d熟料生产线越南海防水泥厂应用日本宇部公司技术，于1996年底建成一条4000 t/d熟料、100%燃无烟煤的生产线。

该生产线主机设备见表3，窑生产操作参数见表4，所用无烟煤的工业分析见表6。

该厂煤磨是经过专门设计的立磨，其粉磨产品细度达到90μ筛筛余小于4%，粉磨的成品煤粉由防爆袋除尘器收集后储于一个100 m3的煤粉仓内，经2套Pfister秤，分别送到窑头和分解炉燃烧器，入窑、炉燃烧。

分解炉用三次风从熟料冷却机上抽取，为平衡窑炉阻力，在分解炉混合室与窑尾上升烟道联接处均装有调节阀门。

设计中对所用的分解炉也经过了改进，使之有利于无烟煤的燃烧，分解炉分解后的入窑物料分解率设计值大于80%。

窑头和分解炉全部燃无烟煤的情况下，系统能稳定生产。

表3 越南海防水泥厂主机设备一览表1 原料磨: 4辊立磨，电机功率2800 kW, 320 t/h；2 预热器分解炉系统：双系列5级预热器带RSP分解炉系统，4000 t/d；3 回转窑：Φ4.55 m×76.00 m，三挡支撑，I = 4.0%，4000 t/d；4 水泥磨：（2套）3辊立磨预粉磨，电机功率850 kW，120×2 t/h；Φ4.2 m×12.90 m双仓圈流磨，电机功率3200 kW，120×2 t/h；5 煤磨：2辊立磨，电机功率560kW，25 t/h。

表4 越南海防水泥厂窑操作参数熟料产量：4039t/d；燃料比(窑/炉)：45／55；热耗：3084kJ／kg；C1出口温度：312℃；窑尾温度：1046℃；三次风温：714℃；入窑料温：835℃（3）越南But Son水泥厂4000 t/d熟料生产线But Son位于越南河内西南方向60 km。

But Son水泥厂是越南国家水泥公司下属的工厂，由法国Technip-Cle公司提供技术和设备，建设了一条燃100%无烟煤、4000 t/d熟料的完整水泥生产线，其主机设备情况见表5，生产用无烟煤情况见表6。

据介绍，该系统中分解炉不仅正常生产时100%燃无烟煤，且可燃无烟煤直接点火。

到资料统计时，该生产线已通过15d的95%产量生产考核，原保证值为熟料产量57000t，熟料f-CaO含量小于1．5%。

实际产量为57522t，熟料f-CaO含量0．88%。

现在该生产线已能100%燃无烟煤稳定地生产，产量达到设计值。

表5 越南But Son水泥厂主机设备一览表1 原料磨：立磨，电机功率3000kW，320 t/h，Gebr.pfeiffer供货；2 预热器分解炉系统：双系列5级预热器，RSP分解炉系统（双燃烧室），4000 t/d，Technip-Cle供货；3 回转窑：Φ4.50 m×72.0 m，三挡支撑，4000 t/d，Technip-Cle供货；4 水泥磨：CKP立磨预粉磨，电机功率1600kW，Φ5.0m×15.0m管磨，电机功率5900 kW,O-SEPA 选粉机，240 t/h。

Technip-Cle供货；5 煤磨：立磨，电机功率530kW，90μ筛余5%，30 t/h，Gebr.pfeiffer供货表6 越南海防、But Son厂用煤的工业分析和熟料率值表海防厂：Aad=13.5 %；Vad=8.5%；FCad =76.6% ；Qnet.ad=29500 kJ/kg；HM =2.10,SM= 2.18；IM=1.41But Son厂：Aad=6.0%；Vad= 9.6 %；FCad =76.9 %；Qnet.ad=29199kJ/kg。

（4）越南晨星水泥厂该厂是用日本神户技术，于1999年4月份建成投产的，采用DD型分解炉，分解炉规格为Ф6.6m×29m，燃用无烟煤的挥发分为8.8%。

2 国内情况国内燃100%无烟煤生产水泥的第一条生产线是福建三德水泥厂2000t/d熟料的预分解窑生产线，在时间上该厂开建时间仅次于朝鲜祥原水泥厂的2条生产线，几乎与越南海防水泥厂同时建成，由南京水泥工业设计研究院（南京院）负责设计和生产调试的。

该厂采用德国KHD公司技术和设备，全部采用当地产无烟煤（无烟煤工业分析参数见表7）作燃料煅烧水泥，于1997年4月份点火试生产。

该厂窑系统由管道分解炉配5级旋风预热器加两支墩短窑组成，冷却机是新型空气梁式篦冷机，煤磨系统由风扫式磨加粗粉分离器组成，生产线设备较先进。

表7 三德水泥厂用无烟煤的工业分析参数表无烟煤1：Mad=5.10%；Aad=22.4%；Vad=4.60%；FCad=68.06%；Qnet.ad=5610.2×4.18kJ/kg 无烟煤2：Mad=4.71%；Aad=11.3%；Vad=2.63%；FCad=81.13%；Qnet.ad=6671.0×4.18kJ/kg另外，国内采用南京院自行研究开发的技术和设备，进行老线改造燃100%无烟煤生产水泥的有2个厂4条生产线并均已投产。

一是福建水泥股份有限公司。

该公司#1、#2窑均为早期建设的750 t/d熟料立波尔窑生产线，因设备故障较多，曾先后于1994年、1998年分别进行了系统大范围的维修改造；#3窑是经改造后的1450 t/d熟料预分解窑生产线。

1998年，该公司首先委托南京院对其#3窑进行燃无烟煤的技术改造开发设计，该项目于1999年实施改造并投运成功。

而后，公司又委托南京院对其#1、#2窑进行燃无烟煤的技术改造和开发设计，于2000年初实施改造后，又很快正常投产达标。

目前，该公司为适应老厂生产管理及协调全厂主附机生产能力平衡，通常#1、#2窑燃100%无烟煤生产水泥；#3窑窑头燃无烟煤，分解炉燃烟煤生产水泥。

这3条生产线的产量、熟料标号均超过原有指标，系统运转率达90%左右，经济效益显著。