【水泥人网】摘要:我国的烟煤矿藏分布不均，北多南少，南方的烟煤比无烟煤价格高出许多。如果采取措施使用无烟煤做燃料，或者参加一定量的无烟煤，则可降低生产成本，提高企业经济效益。本文主要介绍水泥熟料生产线煤粉制备系统的改造。
1.前言
我国大部分回转窑采用烟煤作燃料，但我国的烟煤矿藏分布不均，北多南少，南方的烟煤比无烟煤价格高出许多。如果采取措施使用无烟煤做燃料，或者参加一定量的无烟煤，则可降低生产成本，提高企业经济效益。但与烟煤相比，无烟煤成矿地质年代更加久远，晶体更加完整，因而质地更硬，易磨性差。同时，无烟煤挥发分低、着火温度高、燃烧速度慢、燃烬率差。因此当采用无烟煤时，必须提高燃烧反应空气温度和降低燃煤粒径。水泥厂采用烟煤作燃料时，出磨煤粉细度一般要求在10～12%左右，但采用无烟煤时，出磨煤粉细度一般要求不超过3%，当采用烟煤和无烟煤搭配时，出磨煤粉细度一般控制在5%左右。
2005年5月份，合肥水泥研究设计院对韶峰集团2000t/d水泥生产线煤粉制备系统进行了综合改造，采用烟煤和无烟煤搭配使用，改造前后，节能和经济效益显著。
2、原煤粉制备系统存在的问题
湖南韶峰水泥集团2000t/d水泥熟料生产线建于上世纪九十年代初，煤粉制备系统由于受当时技术条件的限制，仍为传统配置，即由Φ2.9×4.7m风扫煤磨、Φ2.6m粗粉分离器和Φ2.5m旋风收尘器和双风机组成的煤粉制备系统。由于粗粉分离器分离效率低，回粉细度一般不超过20%，系统采用二级收尘。
由于无烟煤的价格比烟煤低许多，企业为了降低生产成本，提高企业经济效益，决定掺加20～50%的无烟煤作燃料。系统改造前，韶峰公司也采用了一部分无烟煤作燃料(约33%)，磨机产量只有13t/h左右，出磨煤粉细度控制在10%左右，不能满足烧成系统的煤粉需要量。但企业改造前的煤粉制备系统只适用于烟煤的制备，不适用于无烟煤的生产制备，另外为了进一步提高无烟煤的掺加量，韶峰集团决定对煤磨系统进行改造。但该系统用于制备无烟煤时，粗粉分离器和旋风分离器的分离效率很低，很难满足掺加50%无烟煤的生产要求，因此必须更换。另外，原有的电收尘器漏风严重，收尘效率难以满足新环保标准的排放要求，因此也要改造或更换。
3、改造措施
3.1 改造内容
当采用烟煤和无烟煤搭配时，出磨煤粉细度一般控制在不超过5～6%。在掺加20～50%无烟煤作燃料后，回转窑能正常煅烧、粉尘排放符合国家新标准的前提下，为了尽量降低投资、缩短施工周期，将生产损失降低到最低程度。因此本次改造只对磨机、选粉系统、收尘系统及控制系统进行改造，原煤破碎和储存系统、窑头喂煤系统不做改造。
工艺改造方案：废除原有的粗粉分离器、旋风分离器、循环风机和循环管道，增加新型的涡流式高效煤粉选粉机，采用高浓度防爆型气箱脉冲煤磨袋收尘器取代原来的电收尘器(由于收尘器本身投资不大，为了缩短施工周期，减少停产损失，废除原有的电收尘器，直接新增一台袋收尘器)，新增一台高压风机。同时对磨内进行改造，采用新型衬板，调整研磨体级配，以提高粉磨效率，降低出磨煤粉细度。
电气及自动化改造方案：改造后的装机容量增加55KW，原供电线路可以满足改造后的要求;新增的煤粉排风机采用软起动方式，其他新增电机采用全压起动方式;煤磨选粉机的调速采用全数字式交流变频器起动与调速;保留的原有设备还继续由原控制回路控制，新增两台控制柜,信号引至原控制回路，相应增加硬件和修改操作程序;新增供配电线路的敷设采用电缆沟与电缆桥架、穿管相接合。
3.2 改造后的工艺流程
改造后的工艺流程为：原煤进入Φ2.9×4.7m风扫煤磨内进行烘干兼粉磨，煤粉和气流一起进入CMS39涡流选粉机内进行分选，粗粉重新回到磨内进行粉磨，细粉随气流进入高浓度防爆型气箱脉冲煤磨袋收尘器内进行气料分离，经收尘器收集下的合格煤粉进入原有的煤粉仓内储存，净化后的气体由排风机排入大气。
3.3 新增主要设备说明
3.3.1 磨内改造
普通风扫煤磨内装波形衬板，采用30～70mm的钢球作为研磨体。全部衬板的截面结构尺寸都相同，磨内钢球经常出现反向分级，不符合粉磨规律的要求。用普通风扫煤磨磨制细度要求高(0.08mm方孔筛筛余小于5%)的无烟煤和劣质煤时，矛盾更加突出，一方面，由于细度要求高，应该采用较小的研磨体，才能产生更多的细粉;另一方面，无烟煤和劣质煤里的煤矸石较多，应该采用较大的研磨体，才能满足破碎能力的要求。由于上述原因，其产量将大幅度下降，电耗上升，细度不易稳定。
磨内改造的目的就是解决上述矛盾，提高粉磨效率。其要点是采用新型衬板和合理的研磨体级配。
新型衬板：是一种分级衬板。用于水泥磨的分级衬板不适用于煤磨，因为它有明显的死角，可引起煤粉积聚而导致自燃和爆炸，此外它还使磨机的有效容积显著减少。新型衬板的主要特征为不产生死角，不降低磨机有效容积。在磨机的横截面沿周长方向，衬板形状仍呈波形，而在沿磨机的轴线方向，衬板的提升能力由进料端向出料端逐渐变小。生产实践证明，这种衬板使研磨体沿筒体轴向实现了正向分级，同时还使平均球径降低成为可能，从而提高细磨能力，本次改造更换新的端盖衬板和筒体衬板约22吨。
合理的研磨体级配：由于衬板的分级作用，平均球径可以降低，可以大量采用小球提高细磨能力。结合我院多年从事煤粉粉磨的经验，设计出合理的研磨体级配方案，使磨机本身能产生更多的细粉，配合高效选粉机，提高整个系统的效率。
3.3.2 CMS选粉机
自从国内第一条在窑外分解线上成功地采用全无烟煤煅烧水泥熟料后，国内回转窑水泥厂为降低熟料煅烧成本，掀起了采用当地廉价的无烟煤或贫煤代替价格昂贵的烟煤的热潮。另一方面，如果提供给分解炉的煤粉足够的细的话，可以确保煤粉在分解炉内完全燃烧或可适当提高分解炉用煤的比例，从而可进一步提高分解炉窑的熟料产质量。我院研究和设计的CMS煤磨选粉机充分结合了国内关于风扫煤磨方面的经验和教训，可有效降低和控制煤粉细度并能提高风扫磨系统产量，CMS煤磨选粉机的结构及其工艺系统与从国外引进的和其它国产的煤粉用选粉机相比具有独到之处。
