回转窑降煤耗提效率之路
时间:2018-08-03点击量:4093 单位:水泥有限公司 作者:马俊生 赵小华 文章字符数: 3516 分享到:

水泥行业煅烧熟料的燃料是原煤,原煤的消耗直接关乎到熟料的生产成本,关乎到产品成本方面的竞争力,水泥有限公司投产后,煤耗控制效果始终难尽人意,而且回转窑运行稳定性、熟料煅烧效果也都不够理想,处于产量上不去、成本下不来、质量难达标的尴尬境地。直至2014年,产能180万吨的回转窑年产熟料150万吨,运转率76.13%;与此同时,熟料标准煤耗96kg/t,属于行业偏高水平。以成本优势著称的电石渣制水泥企业,竟然在熟料煤耗这一项指标上“摔了跟头”。

公司企业文化理念中的企业口号是“我们勇于担当、我们永不止步”,而在实际工作中,水泥人也从未被困难挡住前进的步伐。面对威胁企业生存的成本问题,公司广大技术人员不断摸索研究,结合电石渣制水泥行业及石灰石制水泥行业的生产经验,最终发现影响公司煤耗及回转窑运行效果的原因主要有四点:煤粉整体偏粗,燃烧器自动调节火焰效果不明显,窑内通风不畅,工艺参数控制不规范。

(一)煤粉:再细一点

由于煤粉从喷煤管喷出后,需要瞬间干燥、预热后才开始燃烧,煤粉偏粗会直接延长其干燥、预热时间,经过预热的煤粉在开始燃烧时,已经超出了与喷煤管之间的合理距离,同时与生料的距离过近,行业内称之为“黑火头长”。煤粉细度不够,导致回转窑内出现严重的还原气氛,并随之产生熟料黄心率偏高、质量差,回转窑结圈结球等问题,预热器系统严重结皮现象也较为频繁。回转窑内物料结圈、结球和预热器结皮,就如同水管堵塞,往往还伴随着窑尾烟室漏料,带来安全、环保隐患。出现这种情况后,回转窑系统被迫非计划停车,无法连续稳定运行,这也是北元水泥公司早期回转窑运转率底、台时低的重要原因。

公司煤磨对原煤的粉磨效果是完全可以达到要求的,因此解决煤粉细度问题的关键在于选粉机。通过公司攻关小组的分析研究,终确定问题的根源在于煤磨选粉机结构不合理,需要对选粉机进行彻底改造。实施改造后,新型选粉机使用了强制涡流分级技术,增大了煤粉颗粒在选粉机内所受的离心力,有效优化了煤粉细度分级,降低了选粉浓度及物料在分级区域的停留时间,提高了选粉效率。

经过改造,煤粉细度80μm筛余由原来的10.3%降到5.6%,煤粉细度问题得到有效解决。解决煤粉细度问题后,熟料黄心率明显降低,回转窑内结圈、结球现象大大减少,系统运转更加稳定。

(二)燃烧器:通道再多一些

如果说煤粉细度问题的原因相对单一,燃烧器自动调节火焰的问题就略微复杂。

煤粉与空气通过燃烧器管道喷入回转窑后,需要通过燃烧器上不同管道吹出的气流调节火焰的长短、粗细、形状,以达到需要的火焰形状并维持稳定。公司早期使用三风道燃烧器,经过长期运行发现,这种燃烧器由于结构简单,回转窑开车需要燃烧柴油时,柴油消耗高达1m/h(正常应为0.5m/h或以下),而且正常煅烧时煤粉燃尽率低,能源浪费极为严重。同时,这种燃烧器不能根据回转窑工况的变化及时对火焰进行调整,对煅烧能力的适应性较差,导致熟料质量不稳定,回转窑产量低,产品单位成本居高不下。

经多次外出考察、对标,公司决定将燃烧器更换为四风道燃烧器。这种燃烧器采用双旋流风和单轴流风四风道,每个风道的出口风速都有自己独特的作用。其中外轴流风保持火焰有足够的强度和刚度,煤风保证煤粉稳定地输送到燃烧器出口,内、外旋流风调整火焰的形状和长度,强化风、煤混合。四风道燃烧器大大缩短了煤粉预热时间,快速提高了火焰根部的温度,使煤粉在燃烧器出口就能迅速燃烧,煤粉燃尽率大幅提高,而且回转窑开车时的柴油消耗仅0.3m/h,下降了70%。使用新的燃烧器后,热工工艺更加稳定,产品质量得以提升,进一步实现了优质高产、节能降耗、对于提高公司经济效益有非常重要的帮助。

(三)窑尾烟室:再大一些

煤粉细度和燃烧器问题,算是煤耗居高不下的两个“大窟窿”。堵上这两个大窟窿以后,通过改善窑尾烟室降低煤耗、提升窑况似乎是堵小窟窿。但在成本面前,再小的窟窿也不能放过。

回转窑这个长66米、内径约3.9米的大圆筒,运转时内部为负压环境,如果内部通风不畅、煅烧环境变差后,回转窑产量降低、熟料质量得不到有效保障。而其原因其实很简单:窑尾的负压偏高,问题出在窑尾烟室的通风面积不够大——预热器和回转窑如同两根粗水管,窑尾烟室如同一根细水管接在二者之间,无论怎么吸,细水管里的水流速度虽然很快但水流量远远不够,回转窑里的水流速度也就不够快。

回转窑尾顶部的弧形“大旋”与它上方的窑尾烟室,其连接处是一个凸出来的直角;连接回转窑底部与窑尾烟室底部的是一个向上约45°的斜坡;这个直角到斜坡之间,是整个烟室最狭窄的地方,通过改造将大旋处原来的直角改为斜角,等于将一个凸出的地方“削平”了,再将烟室斜坡适当下降,大旋到斜坡之间的直线距离增加了250mm,看似微不足道,但当它出现在一个宽约3米的空间时,窑尾烟室的通风面积就得到有效的扩充。改造后,窑尾烟室负压值降低,回转窑的通风量增加,煅烧能力提升,熟料黄块料及游离钙偏高等不良现象大幅减少,单位产量的能源消耗自然就随之降低。

(四)工艺控制:再稳一些

似乎看不到、摸不着的“工艺”二字,往往给人神秘莫测的感觉,但它对生产运行至关重要也是众所皆知。回转窑工艺控制不合理、不稳定,轻则会出现回转窑内物料结圈、结球现象或预热器堵料现象,重则出现工艺事故并引起系统非计划停车、系统减产。在水泥有限公司,通过加强工艺控制、稳定系统运行,提高了系统运转率,在看不见摸不着之间降低了产品的单位成本。

工艺指标的规范是良好控制效果的基础。公司根据生产运行情况,定期对工艺控制指标进行论证、修订,按照重要程度将指标分为一、二、三级进行分级管理,同时规范了异常指标的汇报流程以及处置措施,确保在最短的时间内将指标调整至合格区域,稳定生产运行,避免指标的大幅度波动造成系统能耗升高,以稳定的工艺控制保障稳定的生产运行。另外,为了避免指标超标造成安全、环保等较大事故,对部分指标按照安全区、警戒区、危险区进行区分,实行“三区”管控,红色表示危险区,黄色表示警戒区,绿色表示安全区,将“三区”指标单独放置在中控画面进行监控,并制定了“三区”指标进入各区域的处置措施。在搭建好制度基础后,要求各级人员熟知各类工艺指标,结合日常检查与考核,提升工艺指标的掌握效果。在工艺控制的具体执行上,设定红线、明确底线,出现员工漠视异常指标或“习惯性”超标现象严格处理,避免因“人”的因素造成系统稳定性差,或出现因长时间指标超标发生工艺事故。在水泥有限公司,“指标超标就是事故”的理念深入人心。

集团公司循环产业链的一大特点是将资源“吃干榨净”,绝不有一点浪费,水泥有限公司在成本控制上也是如此。在解决了煤粉细度、燃烧器、窑尾烟室及工艺控制等一系列问题后,公司又打起了“跑冒滴漏”治理的小算盘。“跑冒滴漏”看似小问题,但解决了却有大成效。2017年通过“跑冒滴漏”专项治理活动,公司共排查出漏点666项,无需系统停车已立即治理的有511项,开展“跑冒滴漏”专项治理以来,一、二线回转窑系统的氧含量分别降低了2%、3%,台时产量提高、煤耗下降的同时,每年还“顺带着”节约了几十万元的脱硝氨水费用。

一系列改造、治理、控制措施,实施起来虽然繁杂,但其效果也是立竿见影。改造煤磨选粉机,让熟料标准煤耗降低了0.89kg/t;更换燃烧器,熟料标准煤耗降幅更是达到了6.77 kg/t;窑尾烟室改造后熟料煤耗虽然只下降了1.48 kg/t,但结合工艺控制等一系列措施,回转窑运转率提高了12.48%,回转窑台时提高15.9t/h,每个月可增产1.14万吨;就连看起来“功力最不深厚”的“跑冒滴漏”治理,都让煤耗下降了1.86kg/t。2017年,水泥有限公司生产周期内实现产能100%释放,128.78t/h的回转窑台时也属于行业内较高的水平;熟料标煤煤耗85kg/t,降低了11 kg/t。

这些数据,每一个都对降低单位成本有着极大的帮助,而且在实现环保节能、资源高效利用的同时、也在推动集团公司稳步实现企业愿景:“打造一流盐化工企业、奉献低碳多彩新生活”。成本控制、管理提升永远在路上,在系统化管控与精细化管理思维的指导下,水泥有限公司还将多点发力,继续挖掘生产成本管控过程中新的提升点,进一步控制成本,努力助推北元集团公司实现第三次跨越式发展。

编辑:马薇