李 堰

(云南天朗節(jié)能環(huán)保集團有限公司)

1 概述

某活性石灰生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)30 萬噸活性石灰生產(chǎn)能力。煤粉制備系統(tǒng)是專門為石灰窯提供燃料的工藝配套設(shè)備，其主要功用是將塊狀的原煤磨制成粒徑≤80μm的煤粉，以供石灰窯生產(chǎn)活性石灰燃燒時所用。

在煤制備車間生產(chǎn)過程中，主要要進行煤粉磨制、輸送、儲備等過程，由于該系統(tǒng)經(jīng)過多年的連續(xù)生產(chǎn)運行，設(shè)備能源消耗、運行成本已呈明顯上升趨勢，其控制技術(shù)比較落后、工藝設(shè)備日趨老化、運行維護逐漸繁雜，導(dǎo)致煤粉生產(chǎn)效能低下、設(shè)備超負荷運行等問題的表現(xiàn)越來越突出，已嚴(yán)重影響豎窯生產(chǎn)組織的順利進行。活性石灰車間煤粉制備生產(chǎn)工藝設(shè)施的污染物排放成為區(qū)域主要污染源點。隨著豎窯煅燒窯齡的延長、煤粉制備工藝裝備的老化以及熱工監(jiān)測控制技術(shù)的落后，造成目前燃煤消耗上升，豎窯煙塵回收量增加，綜合成本居高不下的困難處境。為此，提出了活性石灰車間煤粉制備生產(chǎn)節(jié)能減排工作措施。

2 工藝流程及原理

煤制備系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)過程中危險因素也比較多，主要流程為將儲存在原料場的塊狀原煤，經(jīng)鏟斗車或裝載機將其填加到皮帶輸送機上，然后經(jīng)皮帶輸送機送入到煤制備車間的振動給料器，通過定量給料控制入磨煤量。用于控制原煤水分的熱源來自熱風(fēng)爐內(nèi)燃燒的煤塊，每天開磨煤操作前采用人工的方式引燃熱風(fēng)爐，先預(yù)熱系統(tǒng)半小時。根據(jù)出磨煤粉成品的水分及系統(tǒng)的溫度壓力狀況可調(diào)節(jié)百葉閥，以控制熱風(fēng)量，一般將熱風(fēng)量控制在150 ℃～200 ℃。

原煤烘干后進入球磨機，在球磨機內(nèi)靠鋼球的慣性力、離心力以及摩擦力的共同作用，將塊狀原煤磨成煤粉，煤粉的粒度主要通過加入到球磨機中鋼球的直徑和比例來控制。在球磨機磨制煤粉過程中，出磨氣體經(jīng)過粗分離器除去粗粉，細粉進入CCFM袋式除塵器，而分離下來的粗粉經(jīng)重力鎖風(fēng)閥返回磨頭繼續(xù)經(jīng)過球磨機磨制。從粗細分離器出來的廢氣中夾帶著所有細度合格的煤粉，進入CCFM袋式除塵器進行凈化，達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)后，由除塵風(fēng)機排入大氣。

由CCFM袋式除塵器收下的煤粉經(jīng)星型卸灰閥卸入到螺旋輸送機，螺旋輸送機將煤粉送入到煤粉制備成品倉儲藏。在煤粉制備成品倉內(nèi)的煤粉通過正壓氣力輸送系統(tǒng)將煤粉送到豎窯儲煤倉，然后定時定量的向豎窯內(nèi)加煤粉燃燒，燃燒的熱量和氣氛用于生產(chǎn)活性石灰。為防止煤粉在CCFM專用除塵器、煤粉儲備倉內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸事故，煤粉輸送管道要作防爆設(shè)計。

工作原理如圖1。

圖1 煤制備系統(tǒng)工作原理

3 存在的問題

配套兩條DTMΦ3000 球磨煤粉制備工藝生產(chǎn)線，設(shè)計生產(chǎn)能力≥4.2 t/h，輸送泵儲存量≤1.0 t/次，豎窯煤粉倉50 t/倉，中間生產(chǎn)作業(yè)時間約≥12 h。而煤制備系統(tǒng)實際生產(chǎn)能力為1#系統(tǒng)每小時3～4 泵，每泵800 kg，最大生產(chǎn)能力為3.2 t/h，2#系統(tǒng)每小時5 泵，每泵700 kg，最大生產(chǎn)能力為3.5 t/h。

為徹底查找原因，解決根本問題，實現(xiàn)煤制備工藝的高效低能運營，對煤制備系統(tǒng)進行全面系統(tǒng)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題如下。

(1) 原系統(tǒng)工藝CCFM除塵器已老化不能滿足生產(chǎn)需要，工作時間長，操作工勞動強度大，每天生產(chǎn)前對CC4 除塵布袋進行清灰，清灰時用風(fēng)管吹布袋30 min，工作10 h 后除塵效果下降，要再次清灰且整套系統(tǒng)問題較多。

(2) 由于設(shè)備長久運行，造成系統(tǒng)漏風(fēng)率增高、鎖風(fēng)閥部分失效、球磨機服務(wù)年限長、工況不穩(wěn)定、球磨機襯板磨損大、鋼球級配不合理等問題，造成煤粉制備工藝設(shè)備生產(chǎn)能力明顯降低，生產(chǎn)效率不足50 %。

(3) 除塵器引風(fēng)機風(fēng)力明顯偏小，風(fēng)量不夠造成煤粉制備生產(chǎn)工作現(xiàn)場揚塵污染嚴(yán)重，崗位粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，員工工作環(huán)境惡劣，合格煤粉產(chǎn)品從工藝制備過程中流失，造成極大浪費。

(4) 整個系統(tǒng)抽風(fēng)量不夠，造成含煤粉氣體輸送管網(wǎng)部份紊流點積塵，需增加管道人工清掃工作，增大了人工工作量，且清掃過程中又引起了二次揚塵污染，崗位粉塵嚴(yán)重超標(biāo)。

(5) 磨煤過程中的煤粉水份控制失效，造成CCFM除塵器布袋濾料表面結(jié)露，外觀表象為內(nèi)濾式布袋煤粉結(jié)露粘糊。

(6) 煤粉制備成本居高不下，主要為連續(xù)低效率高負荷長時間運行，造成車間電能消耗偏高，直接影響車間生產(chǎn)總成本的控制能力。

(7) 球磨機、風(fēng)機、螺旋輸送機、卸灰閥等主要工藝設(shè)備的跑、冒、滴、漏嚴(yán)重。

4 解決方案

(1) 針對石灰車間煤粉制備系統(tǒng)改造工程-煤制備粉塵(布袋工作溫度≤120 ℃)、超細(小于10μm占粉塵量≥90 % )、低比重(≤1.4 t/m3)的特點特殊設(shè)計的CCFM-725 氣箱脈沖防爆收料器，合理地滿足了粉塵沉降時間短、進風(fēng)煙氣易直接損壞濾袋、灰倉積塵受濁塵氣流干擾等弊端，營造了優(yōu)良的濁室氣流環(huán)境，并帶有防爆孔，使除塵器各項性能指標(biāo)達到了配套煤制備系統(tǒng)的生產(chǎn)需要。

(2) 對球磨機襯板進行更換，鋼球級配根據(jù)煤粉粒度要求進行重新搭配，同時對系統(tǒng)進行改造，更換重力鎖風(fēng)閥，降低系統(tǒng)漏風(fēng)率。

(3) 在不改變風(fēng)機的情況下，將所有卸灰系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)設(shè)備均采用連續(xù)工作制，同時袋式除塵器采用分室離線清灰，脈沖間隙降低為20 min左右一個周期，平均脈沖間隔小于75 s，從而降低除塵器布袋阻力，增大風(fēng)機工作風(fēng)力。

(4) 更換部分輸送管道，將φ900 管道改為φ650 管道，在風(fēng)量不變的情況下提高管道內(nèi)的風(fēng)速，從而減少紊流點積塵。

(5) 增加除塵器進口溫度熱工測量儀表和C0濃度測量儀表，控制布袋除塵器溫度。

(6) 在改造過后力求每條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力達到6 泵/h，保證煤制備生產(chǎn)只需10～12 h 就能滿足兩座堅窯生產(chǎn)用煤，可以縮短生產(chǎn)時間4 h，電耗與煤耗均可下降。

(7) 加強設(shè)備及工作現(xiàn)場管理工作，杜絕球磨機、風(fēng)機、螺旋輸送機、卸灰閥等主要工藝設(shè)備的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。

5 效果分析

煤制備系統(tǒng)進行節(jié)能減排技術(shù)改造后，煤制備產(chǎn)量比原先有了大幅度的提升，1#系統(tǒng)4 泵/h，每泵800 kg，提高到6 泵/h，而2#系統(tǒng)由改造前的5泵/h，每泵700 kg，提高到7 泵/h，生產(chǎn)時間降低4 h，同時全面改變煤制備工藝現(xiàn)狀。

(1) 徹底改善煤粉制備工藝裝備生產(chǎn)現(xiàn)狀，對系統(tǒng)設(shè)備及部分工藝進行必要的技術(shù)改進，最大限度地提高設(shè)備工作效率，實現(xiàn)提高產(chǎn)量30 %，實現(xiàn)煤粉制備工序直接加工成本降低10 %的設(shè)計目標(biāo)。

(2) 生產(chǎn)時間的降低，使總用電耗降低5 %左右，電能綜合成本降低15 %。

(3) 改善豎窯燃燒現(xiàn)狀，實現(xiàn)石灰窯緞燒工藝煤耗降低5 %以上的節(jié)能目標(biāo)。

(4) 改善了區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生。

(5) 結(jié)合豎窯燃燒工況，對燃煤成份與配方進行了合理的調(diào)整，從源頭降低燃煤消耗。

6 結(jié)語

煤制備車間節(jié)能減排技術(shù)改造后，證明節(jié)能減排技術(shù)改造是成功的，同時也得到了一些啟示:

(1) 對工藝技術(shù)裝備比較落后的設(shè)備進行節(jié)能減排技術(shù)改造，可以提高生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益。

(2) 對設(shè)備進行節(jié)能減排技術(shù)改造，是保證設(shè)備長期有效運行的一項重要措施。