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低熱值煤氣中心燒嘴TGS石灰窯的特點
發(fā)布時間:2018-10-13 瀏覽次數(shù):已瀏覽 次
- 節(jié)能
二、環(huán)保
大家都知道，窯體部分主要揚塵點有2處：一處是小車倒料點，另一處是排料點。小車倒料點我們采取的是全密封和抽風除塵，保證了粉塵不外揚；窯底排料點采用雙道液壓密封閥，此裝置借鑒了高爐爐頂料罐上下密封閥的原理，減少窯底粉塵污染，改善勞動環(huán)境。除了窯體的這兩個揚塵點之外，窯體廢氣量也影響著環(huán)保效果和投資。由于TGS石灰窯熱效率高、節(jié)能，助燃風與煤氣使用量小，所以廢氣量也少，環(huán)保投資低、環(huán)保設備運行費用低、易達標。
并且配備了脈沖引射反吹布袋除塵器，既可把排放降到10mg/m3以下,又提高了布袋壽命，節(jié)省了壓縮風，且維護保養(yǎng)方便，進一步節(jié)省了環(huán)保運行成本。
三、產(chǎn)量大、質(zhì)量好、有利于生產(chǎn)低硅低硫生鐵、降低噸鋼灰耗和煉鋼成本
TGS480石灰窯為了提高生產(chǎn)指標，主要做了如下幾方面的工作：
1、爐頂布料采用空轉(zhuǎn)螺旋布料器，借鑒了現(xiàn)代大型高爐上旋轉(zhuǎn)布料器的布料思想，在提高布料均勻性的同時調(diào)節(jié)整體氣流分布。保證了大型TGS石灰窯的產(chǎn)量和質(zhì)量的穩(wěn)定。
2、窯底排料設備采用的液壓往復出料機與雙道液壓密封閥配合出灰。既可全爐均勻排料，又可單點調(diào)節(jié)排料量，出灰量和時間間隔由操作專家軟件控制，實現(xiàn)了噸灰恒熱量焙燒，爐內(nèi)實現(xiàn)爐墻邊沿爐料與中心爐料全斷面均勻下料，防止出現(xiàn)抽心現(xiàn)象，經(jīng)過我們生產(chǎn)中排料試驗檢測下料的不均勻程度在1.5%以內(nèi)，保證大型TGS石灰窯高產(chǎn)和順行，也減少了生過燒。
3、TGS石灰窯采用大型風冷中心復合燒嘴，煤氣和助燃風分別通過爐外調(diào)節(jié)，進行合理配比，中心燒嘴頂部環(huán)形布置的燒嘴自內(nèi)向外燒。爐墻布置的國井式側燒嘴自外向內(nèi)燒，內(nèi)外燒嘴實現(xiàn)了對燒，燃燒穩(wěn)定可靠，壽命長且不易回火，火焰穿透能力是傳統(tǒng)石灰窯燒嘴的1.4倍以上。每排燒嘴分別設置了一套溫度自動控制系統(tǒng)，通過自動調(diào)節(jié)功能使燃燒溫度穩(wěn)定在設定的目標溫度范圍內(nèi)。
中心燒嘴與國井式側燒嘴配合對燒，提供了充足的中心火焰，解決了石灰窯中心氣流不足、溫度分布不均、中心生燒和邊緣過燒的問題，使石灰窯的氣流、溫度分布更均勻，并可及時調(diào)節(jié)，提高了產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。
4、自動化系統(tǒng)配備專家系統(tǒng)軟件，當專家軟件設定好參數(shù)后，TGS石灰窯即可實現(xiàn)自動排料、自動上料和恒熱量自動燃燒。整個操作控制系統(tǒng)簡單易掌握，并能檢測窯內(nèi)下料是否偏行，氣流分布是否均勻，還可對工長每次操作的效果是否到位、有無負作用，加以提醒和警告。
綜上所述，TGS石灰窯氣流分布均勻、溫度分布均勻、布料均勻、排料均勻、自動化控制強，以TGS石灰窯生產(chǎn)燒結灰和煉鋼灰后，保證了石灰的產(chǎn)量和質(zhì)量，為生產(chǎn)低硅低硫生鐵、降低噸鋼灰耗和煉鋼成本打下了堅實的基礎。使用TGS石灰窯的業(yè)主內(nèi)，在2013年月平均噸鋼灰耗達到了27.2公斤，2014年全年平均噸鋼灰耗降到了25.6公斤。
四、生產(chǎn)成本低
TGS480石灰窯生產(chǎn)成本低，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、熱利用率高，用全高爐煤氣時（含30---45℃飽和水，高爐煤氣熱值680---750Kcal/Nm3），熱耗為870—980 Kcal/kg灰，節(jié)省燃氣。
2、TGS石灰窯產(chǎn)量大、密封性好，在排放低于10mg/Nm3的高標準下，噸灰環(huán)保設備功率低，節(jié)省用電量。
3、中心燒嘴和側燒嘴等爐體非標設備使用壽命長，維修費用低，TGS480在十年內(nèi)含中修的噸灰維修費僅為2.5---4.5元/噸灰。
4、整體石灰窯工程投資低，折舊費用低。
5、機械化自動化程度高，一座TGS600石灰窯加一座TGS300輕燒白云石，兩座窯每班配置的崗位工僅5人，節(jié)省了人力費用。
五、安全
TGS480石灰窯的主要安全措施如下：
1、完善的自動燃燒控制和煤氣安全聯(lián)鎖控制。這主要體現(xiàn)在煤氣壓力超出控制、突然停電、風機等關鍵設備突然停機等等一些狀況，完全不靠人員操作，我們的自動化系統(tǒng)可以保證即時自動切斷煤氣供應，自動完成安全停爐作業(yè)，同時實現(xiàn)自動充氮吹掃。充分保證現(xiàn)場人員及設備的安全。
2、在供料系統(tǒng)、排料系統(tǒng)和成品處理系統(tǒng)的各個設備中均設有完善的事故連鎖停機控制功能。
3、在各個有可能煤氣泄漏的區(qū)域，均設置煤氣監(jiān)測及報警系統(tǒng)，每班配備袖珍式煤氣監(jiān)測儀。
4、其它方面，執(zhí)行鋼鐵行業(yè)國家安全標準。
六、適應能力強
TGS石灰窯適應能力強，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：
1、適用多種燃料：高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、混合煤氣、焦爐煤氣。
2、TGS石灰窯還可以配備氣煤混燒設施，在長期煤氣不足情況下，仍可以滿負荷生產(chǎn)，甚至全煤燒生產(chǎn)。
3、當石灰石質(zhì)量較差時，TGS石灰窯的能耗、產(chǎn)量、質(zhì)量相對其他窯型變化較小。
4、生產(chǎn)彈性大：TGS石灰窯可根據(jù)用戶的需求降低或增加產(chǎn)能。當產(chǎn)量比設計能力降低30%時，石灰的質(zhì)量不受影響；當產(chǎn)量比設計能力增加13%時，石灰的質(zhì)量無變化，石灰窯生產(chǎn)穩(wěn)定可靠。
七、TGS石灰窯的下料理論
由于石灰石剛分解為石灰時，其石灰石晶格結構遭到巨大破壞，晶體內(nèi)部存在大量微孔和空位，比表面積巨大，此時遇水就會爆炸，其活性度是很高的，這就說明剛產(chǎn)生的石灰發(fā)生再結晶和粘結是必然的，問題是要把石灰的再結晶和粘結控制在允許的范圍內(nèi)，從而保證石灰的活性度和防止粘結。而影響石灰再結晶發(fā)育程度的關鍵因素是溫度和在此溫度下的持續(xù)時間，且兩者是相互關聯(lián)的，對于每一種石灰石的成分和原始結晶狀態(tài)，石灰再結晶發(fā)育程度呈現(xiàn)復雜的關聯(lián)關系，對于粘結或結瘤的發(fā)育程度也有類似的規(guī)律，更重要的是粘結只發(fā)生在兩個石灰塊的持續(xù)接觸面上，因此粘結的發(fā)育過程比再結晶還要來得緩慢一點。要解決粘結問題需要從豎爐下料理論上加以分析。
TGS石灰窯的下料理論（通俗稱為拱橋理論）：
包括高爐、石灰窯、球團豎爐等，對于幾乎所有的塊狀物料高溫豎式窯爐，爐內(nèi)塊狀物料到底是如何下料的，豎爐的下料理論描述如下：在豎爐生產(chǎn)特別關鍵的中下部和高溫區(qū)內(nèi)，由于物料下方的機械或物理化學作用，形成了一個或多個尺寸不同、位置不同的局部小空間，這些小空間的頂部塊狀物料，在上部和周圍塊狀物料的擠壓下，形成了拱橋結構，這種亞穩(wěn)定狀態(tài)的拱橋結構（有點類似不規(guī)則橢球結構），對豎爐的氣流分布（孔隙率分布）和下料都產(chǎn)生了至關重要的影響。這些小空間的尺寸與爐況具有對應的統(tǒng)計規(guī)律關系，從約0.1個料塊到幾個料塊尺寸，甚至幾十個料塊尺寸都有，懸料時接近爐子內(nèi)徑尺寸；一般正常爐況時，幾率比較大的小空間尺寸為約0.1 ---6個料塊尺寸，爐子中下部和高溫區(qū)以1---4個料塊尺寸為更多，爐子上部以約0.1---2個料塊尺寸為更多；并且爐況越順行，小空間的尺寸越小且多，分布也越均勻；越向爐身高處，小空間的尺寸越小且多，分布也越均勻。爐溫過高、下料時間間隔過長、每次下料過少，產(chǎn)量過小、有粘結塊或結瘤等情況下，這些小空間的尺寸明顯變大，且分布更加不均，這就是下料惡化的主要原因。另外排料不勻、布料不勻、氣流不勻、溫度不勻等也是通過上述機理造成了爐內(nèi)料柱下料不勻的。
更通俗地說，豎爐內(nèi)塊狀物料的下料為：大部分時間內(nèi)，上述的小空間的拱橋是亞穩(wěn)定的，此時其上的爐料處于相對靜止狀態(tài)，在料塊之間的微小接觸面上粘結這一物理化學過程開始發(fā)育；突然，某種機械或物理化學作用導致了該拱橋的橋墩或橋拱崩塌，則其上的物料在瞬間塌落，并占據(jù)了該小空間，而在其上方的某個高度，該小空間可能又穩(wěn)定住了（也有時分裂為兩個或與別的小空間合并成一個大一點的小空間），就像小氣泡上升又停止一樣，在這個瞬間塌落過程中，產(chǎn)生了一定的沖擊力、扭轉(zhuǎn)力和摩擦力，如果在此之前的粘結過程發(fā)育得不是太厲害（溫度和持續(xù)接觸時間），其粘結強度就不是太高，此時就可以被掰開，而后新的粘結過程又重新開始了，進入良性循環(huán)，這就是我們通常所說的“沒有粘結”。
進一步地，豎爐塊狀物料的下料過程，就是尺寸不等、分布也有一定統(tǒng)計規(guī)律的亞穩(wěn)定小空間拱橋隨機的、不穩(wěn)定的：拱---塌---拱---塌---拱---塌的過程，而每一次小空間拱橋穩(wěn)定存在的時間，就是其上和附近物料料塊之間的持續(xù)接觸時間，正是這個持續(xù)接觸時間與溫度、爐料成分、粉塵成分和含量等決定了粘結塊是否能夠保留下來，這是本下料理論與高爐有效重下料理論的本質(zhì)區(qū)別；對應在爐內(nèi)高溫區(qū)的粘結過程為：粘---掰---粘---掰---粘---掰。一旦溫度過高或小空間拱橋的穩(wěn)定時間過長，就會導致料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間過長，粘結過程就發(fā)育得太厲害了，其粘結強度就太高了，在上述的塌落過程中也掰不開了，粘結塊就被保留了下來，而粘結塊一旦被保留下來，它會進一步影響氣流分布和溫度分布，也會使它參入的新的拱橋更穩(wěn)定，尺寸也更大，這樣自動在其附近提高了溫度，也進一步延長了拱橋穩(wěn)定存在的時間，即進一步延長了料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間，由此導致粘結塊快速長大，進入惡性循環(huán)，這就是我們通常所說的粘結或結瘤。
八、TGS石灰窯的部分設計與操作思想
根據(jù)上述拱橋理論，TGS石灰窯的部分設計與操作思想如下：
1、采用六段式啞鈴形高爐身爐型，并配備相應的壓力（近期建設的TGS480為29.5KPa以上），以此提高有效容積利用系數(shù)和節(jié)能，這就加快了豎爐單位有效截面積的物料流量和氣體流速，加快了料流速度，提高了料柱的空隙率（即料柱的透氣性），縮短了拱橋穩(wěn)定存在的時間，也就是縮短了料塊與料塊之間的持續(xù)接觸時間，由此保證每次拱橋塌落可以掰開粘結塊，同時也保證了石灰活性度在330ml以上。
2、排料時間間隔縮短到15分鐘以內(nèi)，堅決反對把排料時間間隔延長至半小時以上的做法。
3、煤氣不足時，寧可停產(chǎn)一座爐子，留出充足煤氣保證其它爐子的滿負荷生產(chǎn)，也不全部爐子低負荷生產(chǎn)，低負荷生產(chǎn)問題很大，因為全部爐子低負荷生產(chǎn)出的總CaO更少，還容易結塊或結瘤。
4、開爐或調(diào)整爐況時，寧可人為增加一點生燒，也不降低排料速度。
5、剛停爐時，石灰窯2小時內(nèi)需要繼續(xù)排料活動料柱，逐步減少排料量，而球團豎爐的活動料柱時間要延長至5小時以上，而更長時間的停爐，每班也須活動料柱兩次以上。
九、結論
石灰行業(yè)的節(jié)能、減排，提高質(zhì)量，降低成本，任重道遠，潛力巨大，低熱值煤氣中心燒嘴TGS石灰窯的生產(chǎn)實踐為行業(yè)的發(fā)展提供了一些新的思路，歡迎有志之士更進一步的探討和切磋。