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技术 - 水泥熟料生产线煤粉脱灰技术改造

2021-05-27 01:21:00| 来源:| 编辑:| 点击:0次

北极星大气网讯:摘要:通过计算煤粉发热量反映煤的实际应用效果,详细阐述了如何对现有水泥熟料生产线煤粉脱灰设备进行改造,提高除尘效率,降低煤粉含灰量,提高煤粉燃烧热值,降低煤耗,并对改造前后不同脱灰工艺的经济性进行比较。

1 问题的提出

目前大部分新型干法水泥熟料生产线的煤磨系统置于窑尾,从窑尾抽取高温废气(230~260 ℃),进入煤磨作为烘干热源。窑尾废气中含有粉尘约80 g/Nm3,废气在进煤磨前经过旋风收尘器除尘(除尘效率通常为80%),未被去除的生料粉尘会随着废气进入煤磨和煤粉掺混,掺入生料粉后的煤粉比原有煤粉含灰量高出约3%~4%,进而影响煤粉燃烧的热值,使煤粉的热值降低,水泥窑的热耗提高。

为了提高煤粉的发热值,降低水泥熟料生产线的生产成本,我公司对煤粉烘干系统的脱灰设备进行技术改造,提高除尘效率,降低煤粉含灰量,提高煤粉燃烧热值,降低煤耗。

2 煤粉发热量计算

国内常用分析基低位发热量()来衡量煤粉发热量,分析低位发热量反映了煤的实际应用效果,但受外界影响因素大。

不同煤种分析基低位发热量经验公式为:

由分析基低位发热量经验公式可以看出,灰分降低1个百分点,分析基低位发热量可以提高270.2 J/g(烟煤)、345.7 J/g(无烟煤)、321.5 J/g(褐煤),由于新型干法水泥生产线大部分采用烟煤,因此降低一个百分点含灰量,可以提高煤粉热值270.2 J/g。 3 脱灰系统改造实例

以辽源金刚水泥有限公司为例,该公司采用1台型号为2-Φ1880 mm的旋风收尘器为进入煤磨的窑尾高温废气进行脱灰,除尘效率为80%,压力损失740 Pa,脱灰处理过的高温废气再通过一台型号为W5-48№17.5F高温风机进入煤磨。

为了降低窑尾高温废气中生料粉含量,我公司利用该公司原有旋风收尘器基础,将旋风收尘器改造为一台型号为CDMC684的长袋脉冲喷吹袋收尘器,使除尘效率从原来的80%提高到改造后的99.96%,改造后进入煤磨的窑尾高温废气中生料粉含量<30 mg/Nm3,基本可以忽略不计。

改造过程:由于原有旋风收尘器设备重量在7 t左右,而改造后的设备重量约35 t,需对原有设备钢结构基础进行加固,然后整体拆除原有旋风收尘器,保留原有的卸灰及输送装置,连接新的工艺管道,同时在袋收尘器进口加装电动冷风阀,由中控根据窑尾废气温度调整冷风阀开度,确保进入袋收尘器的废气温度,既能满足煤粉烘干需要,又能保证滤袋长期运行的需要。改造后袋除尘器的技术参数如表1所示。

4 改造效果

以辽源金刚水泥有限公司为例,其5 000 t/d熟料生产线使用的煤粉含水分2.6%,含灰分21.5%,其中窑尾生料粉进入煤粉带入了3.3%的灰分,原煤的发热量为25 498 J/g,经我公司改造后除尘效率由80%提高到99%以上,煤粉中灰分降低,发热量提高。

5 经济效益分析

1)节煤成本

该生产线日均消耗原煤850 t/d,原煤粉发热值为25 498 J/g,改造后,脱灰袋收尘器运行稳定,出口排放浓度<30 mg/Nm3,煤粉中的灰分降低3.3%,发热量提高270.2×3.3=891.7 J/g。经过实测,熟料煤耗从2018年度平均108.2 kg/t降至2019年度平均104.8 kg/t,实现节约原煤3.4×5 000/1 000=17 t/d,全年按300 d运行计算,年可节约原煤5 100 t,原煤价格以500元/t计,则年可节约255万元。

2)运行成本

改造后,脱灰系统阻力主要由旋风除尘器改为袋除尘器导致,原有旋风除尘器运行阻力约500 Pa,改造后袋除尘器运行阻力约1 200 Pa,系统阻力增加700 Pa,系统增加功耗:

改造后每天增加用电量35.6×24=854.4 kWh,按平时段工业电价(0.725元/kWh),合计每天增加电费854.4×0.725=619.4元,全年按300 d运行计算,则年增加电费18.582万元。3)设备成本

设备主要易损件为滤袋,改造设备滤袋投资为235×648=152 280元,按使用寿命2年计,则滤袋每年成本为7.614万元。

4)经济效益分析

脱灰设备改造后,每年可节约成本255-18.582-7.614=228.804万元,本次改造总投资为130万元,则设备运行约207 d即可收回投资成本。

6 结束语

随着国家节能减排要求的日益提高,在不断采取措施提高环保排放的同时,如何降低煤粉中的水分、灰分,提高煤粉热值,降低能耗,也应是我们关注的重点。

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