矿渣微粉生产线中热风炉的设计与配置

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  33869 次点击
以高效节能型扩散式喷煤燃烧炉为主要装置构成的热风炉系统可靠性高,反应速度快,采用自动化控制,完全满足现代化矿渣微粉生产线的技术要求,在设计中采用了空气分级燃烧与热气流再循环燃烧技术,低NOx循环燃烧技术和双旋流煤粉燃烧器,环保指标符合国家环保标准的要求。
矿渣微粉作为生产水泥重要的混合材之一,目前已在全国以及世界各地逐步推广。钢铁厂为提高产品的附加值,建立矿渣微粉生产线,采用立磨来承担粉磨任务,热风炉来提供预热立磨和烘干物料用风。本文就热风炉系统的设计与配置作简要介绍。
1立磨对热风炉的工艺要求
1.1可靠性
立磨对热风炉出口风温可调性要求非常高,它要求热风炉对立磨预热,并随产量的变化而不断地调节温度,直至稳定正常运行。高效节能型扩散式喷煤燃烧炉(图1)是一种可调高温型工业热风炉。炉温可以从800~1500℃任意调节。该炉配置了对原煤的计量设备,能对热风炉的煤耗彻底精算,同炉温形成圈流自控系统,按设定生产工艺温度曲线组织生产。当炉温过高,原煤自动下降;炉温过低,原煤自动上升。目的是始终满足立磨对温度的工艺要求,使系统平稳可靠运行。
扩散式喷煤燃烧炉根据立磨自身特性和工艺要求,设计成双机组工艺生产线与特殊的炉膛结构,即前一部分为燃烧室,后一部分为混合室。在混合室我们设计了调节风门,如立磨要求负压过大,操作者可打开调节风门,使气流短路,而不会造成燃烧炉形成过大的负压影响燃烧炉的煤粉燃烧。
实践证明:在新建矿渣微粉生产线的调试期,若因中控操作不当,立磨产生巨大的抽风力时,热风炉会产生很大负压,只要迅速打开这些调风门,热风炉的负压很快降低,以适应立磨生产与调节。值得一提的是,新建立磨与热风炉的联动调试是一种渐进式的调试,不是一二次调节就能完成。只有中控人员熟悉了立磨与热风炉的特性后,立磨才能投入正常的运行。
1.2反应速度
热风炉应变反应速度要求特别快。主要体现在如下几个方面:
(1)温度反应时间要快。在立磨与热风炉联动生产时,有些厂家反映立磨预热时间长短不一,有些厂家立磨预热长达2h,有的厂家立磨预热仅0.5h。到底多长时间为好,除与当地气候、水渣的含水量和各厂家的立磨特性不同有关之外,也与热风炉有关。在我国矿渣微粉生产线中,一般配置煤粉炉或沸腾炉。实践证明:煤粉炉由于自动化程度高,实现无人值守及温度反应速度比沸腾炉要优越得多。由中控发出指令给煤粉炉升温或降温,至立磨人口温度发生变化不到5s,而沸腾炉有滞后现象,立磨入口的温度发生变化需要较长的时间。
(2)从立磨对负压的要求来看,也要求热风炉具备负压应变能力,特别是在立磨与热风炉联动调试期来讲,显得特别重要。
(3)风炉启动要快。高效节能型扩散式喷煤燃烧炉除去新建热风炉烘炉点火升温时段之外,正常运行时点火升温只需要十几分钟,这是因为该炉由2条机组组成,可根据立磨研磨的物料不同、物料含水量不同而任意迅速启动任意一个机组。
1.3热风炉自动化控制系统
立磨要求热风炉的所有机电设备与热风炉的温度、气氛、压力、煤的计量等等,必须全部实现自动化控制。热风炉自控柜只需要2根双绞线即可将热风炉所有参数通过计算机送人中控系统(DCS系统)。
2热风炉的环保性能
2.1NOx的控制
整个热风炉系统由双旋流煤粉燃烧器和高效节能型扩散式喷煤燃烧炉(均为国家专利)组成。双旋流煤粉燃烧器是一种新型煤粉燃烧器,具有良好的空气动力流场,能确保一定的煤风比例,使煤流、空气流均匀混合。扩散式喷煤燃烧炉是根据煤粉燃烧学原理和应用非氮化物燃烧新技术、空气分级燃烧技术、CO2高温回流技术等设计而成。在炉内还原区可产生大量的可燃气体,如:CO,CH4等,然后进入炉内的第二阶段氧化区(见图2)。在炉内氧化区突然配人大量的新鲜空气与可燃气体产生放热反应,从而最大限度地抑制了NOx的产生。
2.2SOz、SO3的控制
SO:、S03来源于原煤,进厂原煤必须选用低硫煤(S

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