專題專欄-陝西北元化工集團股份有限公司
回轉窯降煤耗提效率之路
時間:2018-08-03點擊量:4123 單位:水泥有限公司 作者:馬俊生 趙小華 文章字符數: 3516 分享到:

水泥行業煆燒熟料的燃料是原煤,原煤的消耗直接關乎到熟料的生產成本,關乎到產品成本方麵的競爭力,水泥有限公司投產後,煤耗控製效果始終難盡人意,而且回轉窯運行穩定性、熟料煆燒效果也都不夠理想,處於產量上不去、成本下不來、質量難達標的尷尬境地。直至2014年,產能180萬噸的回轉窯年產熟料150萬噸,運轉率76.13%;與此同時,熟料標準煤耗96kg/t,屬於行業偏高水平。以成本優勢著稱的電石渣製水泥企業,竟然在熟料煤耗這一項指標上“摔了跟頭”。

公司企業文化理念中的企業口號是“我們勇於擔當、我們永不止步”,而在實際工作中,水泥人也從未被困難擋住前進的步伐。麵對威脅企業生存的成本問題,公司廣大技術人員不斷摸索研究,結合電石渣製水泥行業及石灰石製水泥行業的生產經驗,最終發現影響公司煤耗及回轉窯運行效果的原因主要有四點:煤粉整體偏粗,燃燒器自動調節火焰效果不明顯,窯內通風不暢,工藝參數控製不規範。

(一)煤粉:再細一點

由於煤粉從噴煤管噴出後,需要瞬間幹燥、預熱後才開始燃燒,煤粉偏粗會直接延長其幹燥、預熱時間,經過預熱的煤粉在開始燃燒時,已經超出了與噴煤管之間的合理距離,同時與生料的距離過近,行業內稱之為“黑火頭長”。煤粉細度不夠,導致回轉窯內出現嚴重的還原氣氛,並隨之產生熟料黃心率偏高、質量差,回轉窯結圈結球等問題,預熱器係統嚴重結皮現象也較為頻繁。回轉窯內物料結圈、結球和預熱器結皮,就如同水管堵塞,往往還伴隨著窯尾煙室漏料,帶來安全、環保隱患。出現這種情況後,回轉窯係統被迫非計劃停車,無法連續穩定運行,這也是北元水泥公司早期回轉窯運轉率底、台時低的重要原因。

公司煤磨對原煤的粉磨效果是完全可以達到要求的,因此解決煤粉細度問題的關鍵在於選粉機。通過公司攻關小組的分析研究,終確定問題的根源在於煤磨選粉機結構不合理,需要對選粉機進行徹底改造。實施改造後,新型選粉機使用了強製渦流分級技術,增大了煤粉顆粒在選粉機內所受的離心力,有效優化了煤粉細度分級,降低了選粉濃度及物料在分級區域的停留時間,提高了選粉效率。

經過改造,煤粉細度80μm篩餘由原來的10.3%降到5.6%,煤粉細度問題得到有效解決。解決煤粉細度問題後,熟料黃心率明顯降低,回轉窯內結圈、結球現象大大減少,係統運轉更加穩定。

(二)燃燒器:通道再多一些

如果說煤粉細度問題的原因相對單一,燃燒器自動調節火焰的問題就略微複雜。

煤粉與空氣通過燃燒器管道噴入回轉窯後,需要通過燃燒器上不同管道吹出的氣流調節火焰的長短、粗細、形狀,以達到需要的火焰形狀並維持穩定。公司早期使用三風道燃燒器,經過長期運行發現,這種燃燒器由於結構簡單,回轉窯開車需要燃燒柴油時,柴油消耗高達1m³/h(正常應為0.5m³/h或以下),而且正常煆燒時煤粉燃盡率低,能源浪費極為嚴重。同時,這種燃燒器不能根據回轉窯工況的變化及時對火焰進行調整,對煆燒能力的適應性較差,導致熟料質量不穩定,回轉窯產量低,產品單位成本居高不下。

經多次外出考察、對標,公司決定將燃燒器更換為四風道燃燒器。這種燃燒器采用雙旋流風和單軸流風四風道,每個風道的出口風速都有自己獨特的作用。其中外軸流風保持火焰有足夠的強度和剛度,煤風保證煤粉穩定地輸送到燃燒器出口,內、外旋流風調整火焰的形狀和長度,強化風、煤混合。四風道燃燒器大大縮短了煤粉預熱時間,快速提高了火焰根部的溫度,使煤粉在燃燒器出口就能迅速燃燒,煤粉燃盡率大幅提高,而且回轉窯開車時的柴油消耗僅0.3m³/h,下降了70%。使用新的燃燒器後,熱工工藝更加穩定,產品質量得以提升,進一步實現了優質高產、節能降耗、對於提高公司經濟效益有非常重要的幫助。

(三)窯尾煙室:再大一些

煤粉細度和燃燒器問題,算是煤耗居高不下的兩個“大窟窿”。堵上這兩個大窟窿以後,通過改善窯尾煙室降低煤耗、提升窯況似乎是堵小窟窿。但在成本麵前,再小的窟窿也不能放過。

回轉窯這個長66米、內徑約3.9米的大圓筒,運轉時內部為負壓環境,如果內部通風不暢、煆燒環境變差後,回轉窯產量降低、熟料質量得不到有效保障。而其原因其實很簡單:窯尾的負壓偏高,問題出在窯尾煙室的通風麵積不夠大——預熱器和回轉窯如同兩根粗水管,窯尾煙室如同一根細水管接在二者之間,無論怎麽吸,細水管裏的水流速度雖然很快但水流量遠遠不夠,回轉窯裏的水流速度也就不夠快。

回轉窯尾頂部的弧形“大旋”與它上方的窯尾煙室,其連接處是一個凸出來的直角;連接回轉窯底部與窯尾煙室底部的是一個向上約45°的斜坡;這個直角到斜坡之間,是整個煙室最狹窄的地方,通過改造將大旋處原來的直角改為斜角,等於將一個凸出的地方“削平”了,再將煙室斜坡適當下降,大旋到斜坡之間的直線距離增加了250mm,看似微不足道,但當它出現在一個寬約3米的空間時,窯尾煙室的通風麵積就得到有效的擴充。改造後,窯尾煙室負壓值降低,回轉窯的通風量增加,煆燒能力提升,熟料黃塊料及遊離鈣偏高等不良現象大幅減少,單位產量的能源消耗自然就隨之降低。

(四)工藝控製:再穩一些

似乎看不到、摸不著的“工藝”二字,往往給人神秘莫測的感覺,但它對生產運行至關重要也是眾所皆知。回轉窯工藝控製不合理、不穩定,輕則會出現回轉窯內物料結圈、結球現象或預熱器堵料現象,重則出現工藝事故並引起係統非計劃停車、係統減產。在水泥有限公司,通過加強工藝控製、穩定係統運行,提高了係統運轉率,在看不見摸不著之間降低了產品的單位成本。

工藝指標的規範是良好控製效果的基礎。公司根據生產運行情況,定期對工藝控製指標進行論證、修訂,按照重要程度將指標分為一、二、三級進行分級管理,同時規範了異常指標的匯報流程以及處置措施,確保在最短的時間內將指標調整至合格區域,穩定生產運行,避免指標的大幅度波動造成係統能耗升高,以穩定的工藝控製保障穩定的生產運行。另外,為了避免指標超標造成安全、環保等較大事故,對部分指標按照安全區、警戒區、危險區進行區分,實行“三區”管控,紅色表示危險區,黃色表示警戒區,綠色表示安全區,將“三區”指標單獨放置在中控畫麵進行監控,並製定了“三區”指標進入各區域的處置措施。在搭建好製度基礎後,要求各級人員熟知各類工藝指標,結合日常檢查與考核,提升工藝指標的掌握效果。在工藝控製的具體執行上,設定紅線、明確底線,出現員工漠視異常指標或“習慣性”超標現象嚴格處理,避免因“人”的因素造成係統穩定性差,或出現因長時間指標超標發生工藝事故。在水泥有限公司,“指標超標就是事故”的理念深入人心。

集團公司循環產業鏈的一大特點是將資源“吃幹榨淨”,絕不有一點浪費,水泥有限公司在成本控製上也是如此。在解決了煤粉細度、燃燒器、窯尾煙室及工藝控製等一係列問題後,公司又打起了“跑冒滴漏”治理的小算盤。“跑冒滴漏”看似小問題,但解決了卻有大成效。2017年通過“跑冒滴漏”專項治理活動,公司共排查出漏點666項,無需係統停車已立即治理的有511項,開展“跑冒滴漏”專項治理以來,一、二線回轉窯係統的氧含量分別降低了2%、3%,台時產量提高、煤耗下降的同時,每年還“順帶著”節約了幾十萬元的脫硝氨水費用。

一係列改造、治理、控製措施,實施起來雖然繁雜,但其效果也是立竿見影。改造煤磨選粉機,讓熟料標準煤耗降低了0.89kg/t;更換燃燒器,熟料標準煤耗降幅更是達到了6.77 kg/t;窯尾煙室改造後熟料煤耗雖然隻下降了1.48 kg/t,但結合工藝控製等一係列措施,回轉窯運轉率提高了12.48%,回轉窯台時提高15.9t/h,每個月可增產1.14萬噸;就連看起來“功力最不深厚”的“跑冒滴漏”治理,都讓煤耗下降了1.86kg/t。2017年,水泥有限公司生產周期內實現產能100%釋放,128.78t/h的回轉窯台時也屬於行業內較高的水平;熟料標煤煤耗85kg/t,降低了11 kg/t。

這些數據,每一個都對降低單位成本有著極大的幫助,而且在實現環保節能、資源高效利用的同時、也在推動集團公司穩步實現企業願景:“打造一流鹽化工企業、奉獻低碳多彩新生活”。成本控製、管理提升永遠在路上,在係統化管控與精細化管理思維的指導下,水泥有限公司還將多點發力,繼續挖掘生產成本管控過程中新的提升點,進一步控製成本,努力助推北元集團公司實現第三次跨越式發展。

編輯:馬薇