笔者公司有c2.2 m x 12 m回转烘干机两台,主要用于烘干粘土、矿渣、沸腾炉渣、铁粉等原材料。在烘干初水份为15%~20%的矿渣时,产量仅有9~10.5 t/h,水份5%,煤耗高达38 kg标煤/干料。该系统主要存在着燃烧炉膛温度低、燃烧效率低、热损失大、热交换效率差、系统漏风严重、电耗高,出机水份难以控制、原有袋收尘结露严重、经常糊袋不能正常工作,通风条件差,粉尘污染大等问题。如何实施烘干系统节能改造,提高现有烘干设备的生产能力和烘干质量,降低电耗和生产成本,是迫切需要解决的问题。
针对烘干系统存在的问题,公司采取的主要技术改造措施如下:(1)对热风炉进行改造;用自动加煤的KBF22高温沸腾炉取代手烧炉;(2)烘干机内部扬料板由单一式改为组合式;(3)通过加大风机叶轮直径,增加排风能力,使废气及时排出;(4)把原袋收尘更换成KBD高效抗结露电收尘;(5)堵绝漏风、加强系统保温。通过一系列改造后,烘干矿渣产量由9~10.5 t/h提高到24。26 t/h,终水份由5%下降到1%,煤耗由38 kg降到13~14 kg,电耗降低60%,粉尘排放浓度<60.mg/m3(标准状况),燃烧效率95%以上。改造后工艺流程如图1示:
1、改人工加煤手烧炉(如图2所示)为KBF22高湿沸腾炉
1.1 KBF22高温沸腾炉主要优点
(1)适应性强,可燃用各种劣质燃料,如煤矸石、石煤、劣质烟煤、无烟煤,烟道灰、造气炉渣等。
(2)燃烧效率高,温度均匀。燃烧效率高达95%以上,温度在800~1050℃任意调节,供热平稳,促证了原料烘干产量、质量的提高。
(3)污染物排量很小。燃烧充分,氯化物、硫化物排量达到国家标准要求。
(4)灰渣可搞综合利用。沸腾炉的灰渣未经高温熔化过程,活性好,含硫及含碳低,可用来做水泥混合材或炉灰,也可用来提炼氧化硅等。
(5)劳动强度小,操作环境好,有利于实现自动化及安全文明生产。
1.2 KBF22高温沸腾炉的改造过程
(1)拆除原有手烧炉膛内外墙体及炉条:
(2)挖炉床风室地坑及浇风机混凝土基础;
(3)安装炉床及等压箱体,砌筑炉腔内垂直段、护散段、悬浮段,同时把炉门、清灰门及加煤管砌人墙内;
(4)装好大、小风帽后,用牛皮纸包住通风孔,浇注耐火浇注料;
(5)安装高压风机及调节风门;
(6)做好喂煤钢架、煤斗及煤提升机;
(7)安装煤破碎机。
烘干加热炉改造后如图3示。
1.3 KBF22高温沸腾炉操作注意事项
(1)沸腾炉砌好后,清除炉床上杂物,启动引风机进行空载试验,一切正常后可关闭;
(2)炉内铺上黄砂(粒径0.5,3 mm) 150~200mm进行冷态试验,目测砂子沸腾情况应层次分明,平整无流沟;
(3)用木材烘炉,约24 h后略撇几铲煤,启动引风机缓慢烘烤,约48 h后关掉引风,启动鼓风机微量风经36—37 h,直到炉内停冒汽为止;
(4)点炉时,逐步加大风量1%~2%,等炉内出现一层蓝色火焰时,应逐步增风,等碳煤层呈暗红色火浪后,再不断加煤,火焰呈桔黄色时,应缓慢加大鼓风机的风量,使整个炉面成沸腾状态,沸腾高度100~200 mm,在此状态下,鼓风机的风量不再增加;启动喂煤系统,使炉内温度缓慢上升到800~1 000;
(5)正常运行时,鼓风机风压3 900 Pa,炉床温度900℃左右,引风机压力- 10 Pa;
(6)根据负荷的变化及时调整喂煤量和送风量,保证沸腾安全、经济、稳定的运行,注意调整炉温时,增减煤量的幅度不宜过大;
(7)如炉内火色发黄、发白或温度超过上限时,应停止供煤并向炉内加砂压火,以免炉内结焦:如火色变暗,应减少鼓风量,再加一两铲煤;如突然断煤时,为防止死火,应立即停止鼓风;
(8)鼓风机风压升到标定值后,就应开始排渣,坚持少排、勤排的原则,以防止炉温波动,一般每次排渣风压降约100~500 Pa为好。
2、烘干机内部扬料板改造
原老式烘干机内部扬料板形式单一、布置不合理、数量较小,所以易形成“风洞”难以形成均匀的料幕。在回转烘干机系统中,物料与热气流直接接触进行热交换,加大物料热烟气接触面积,就能够提高热交换效率,而增加接触面积的主要手段是在烘干系统内部采用新型组合式扬料装置。该装置使物料沿轴向呈“波浪式”向前“蠕动”,不但提高了物料的抛撒均匀性,增加了物科的热换交时间、翻转次料和烘干次数,而且该装置每一组扬料板在径向位置上都有多种角度的组合,通过角度的变化补偿因时间差产生的撤料间隙性,避免了“风洞”、“阶梯撒料”,从而提高了烘干热效率及烘干产量。
3、收尘系统改造
3.1 加强系统通风,杜绝漏风
(1)增加风机叶轮直径,加大通风能力,使废气及时排出。
(2)喂料、出料及降尘端加强锁风、漏风措施。
(3)烘干窑头、窑尾采用石墨块密封,防止冷风进入。
3.2 改玻纤袋收尘为高效抗结露电收尘
(1)不怕结露、永不结穿;恒流源加上高压进线与高压绝缘系统底与烟气分离。
(2)双层保温结构及恒温控制仪,即使在20~50℃情况下也毫无负面影响。
(3)采用方形结构,除尘面积比其它类结构大20%,完全解决了二次扬尘,除尘效率≥99.9%。
(4)功率因素高达0.96,节能效果显著。
(5)占地面积小,无需土建,易安装,投资少。
4、烘干系统改造后技术效果及技术经济分析
(1)烘干系统增产幅度大,节能效果显著:烘干硫渣产量提高了166%,由9~ 10.5 t/h提高到24~26t/h,终水份由5%下降到1%,煤耗降低65.8%,由38Kg降到13~14 kg,电耗降低60%。
(2)采用新型高温沸腾炉,升温快,保温性能好,焖火时间长,不需要经常点火,减轻了工人劳动强度,燃烧效率95%以上,炉渣可作混合材用。
(3)烘干系统热率高,蒸发强度大,利用新型组合式扬料装置,重新排列组合后,使物料停留时间,延长了50%,强化了烘干效果。
(4)用劣质煤取代优质煤,每吨煤成本下降150元,每年仅节煤一项,节约40多万元,效益显著,6~8个月即可收回投资。
(5)高效抗结露电收尘效果好,排放浓度<60mg/m2(标准状况),完全达到国家排放标准要求。
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