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篇（1）

中圖分類號：TF526文獻標識碼： A

To reduce the power consumption of rotary kiln gas single analysis and practice

WANG Zhong-gui

(benxi steel limestone mine, liaoning benxi 117000, China)

Abstract: Benxi steel's mining company limestone mine has two 600 TPD rotary kiln, is one of the important production base, producing high quality active lime is affected by its process characteristics of rotary kiln, the product has been high heat consumption, in recent years, the national iron and steel enterprises to adopt effective technical measures to actively carry out energy conservation and emissions reduction work in order to reduce the energy consumption of the product.Benxi steel rotary kiln has been introduced in this paper in terms of economic operation, saving energy and reducing consumption has taken some technology measures, in order to communicate with the same industry technical staff.Here is how to reduce the rate of rotary kiln gas consumption, the early talk about their own shallow view, only supplies the reference.

Key words:Active lime 、Vertical cooler、vertical preheater、gas consumption 、four-channel burner.

前言

本鋼石灰石礦現擁有兩座600TPD回轉窯, 1＃回轉窯于2005年5月7日建成投產，2＃回轉窯于2006年9月28日建成投產，單窯設計能力為年產活性石灰20.1萬噸，原料采用本地自有礦山的石灰石,粒度25～40 mm，CaO含量在53%以上；燃料是由本鋼燃氣廠提供的焦爐煤氣，熱值4000 kcal/Nm3。生產的主要產品為≥10mm粒度的活性石灰供煉鋼廠；≤10 mm 的粉灰供煉鐵廠作燒結用。回轉窯投產初期運行極不穩定,窯內頻繁發生結圈等問題，煅燒工藝控制不穩定，產量、質量均達不到設計要求，煤氣單耗較高，給活性石灰的正常生產帶來很大影響。近年來，由于受世界經濟的不利影響，鋼鐵企業生產景氣度逐年下降，盈利水平越來越低，按照本鋼節能減排的目標和要求，回轉窯的經濟穩定運行要最大限度地減少煤氣消耗、合理利用有限能源，同時減少碳排放、降低噸灰成本，為本鋼終端產品提供優質輔料。為此，我們圍繞實現這一目標和要求，在穩定生產、降低回轉窯煤氣單耗等方面做了大量工作，通過合理組織生產、控制原料粒度以及調整燒嘴角度、窯轉速、一二次風壓力、風量配比、煤氣壓力等一系列工藝技術措施，實現了窯況的穩定，煤氣單耗顯著下降，基本上達到了公司節能降耗的指標要求。

1 .回轉窯生產運行情況

1.1回轉窯的主要生產指標完成情況

2013年1～12月份回轉窯煤氣單耗完成情況見表1：

表1：回轉窯煤氣單耗數據（GJ/t）

月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月

煤氣單耗 4.40 4.49 4.83 4.56 4.44 3.44

月份 7月 8月 9月 10月 11月 12月

煤氣單耗 4.81 4.53 4.28 6.87(低產) 4.82 5.23

2013年回轉窯全年煤氣單耗平均完成4.73 GJ/t。

注：煤氣單耗(GJ/t)= 高爐煤氣消耗量(km3)×高爐煤氣熱值(GJ/km3)+焦爐煤氣消耗量(km3)×焦爐煤氣熱值(GJ/km3)/ 活性灰產量(t)[2]

2 .影響回轉窯煤氣單耗的因素分析及工藝技術措施

2.1影響回轉窯煤氣單耗的因素分析

回轉窯熱耗的組成：CaCO3分解消耗的熱量 、高溫廢氣帶走的熱量、水蒸氣蒸發消耗的熱量、窯殼散失的熱量、成品石灰帶走的熱量、風煤配比不合理產生的熱量消耗[3] [4]。其中高溫廢氣帶走的熱量、風煤配比不合理、成品石灰帶走的熱量和窯殼散失的熱量是最主要的無效熱耗。同時，回轉窯在低產量下運行也是造成熱耗高的一個重要因素。我們采用pareto分析法對上述影響煤氣單耗因素進行了分析，回轉窯的實際產量、燒嘴角度、二次風機流量配比大小分別占影響煤氣單耗因素的40.0%，22.0%和20.0%，是影響煤氣單耗的關鍵因素，是降低煤氣單耗的重點。

2.2降低回轉窯煤氣單耗的工藝技術措施

2.2.1調整燒嘴角度與火焰形狀

回轉窯原來使用的燒嘴設計存在缺陷，因是高壓燒嘴，火焰燃燒過于劇烈，且火焰形狀不易調整，火焰直接沖刷窯壁，造成窯內頻繁結圈，經常要停窯處理結圈，不能達產、達效，窯襯耐材易損壞，壽命短。燒成帶處的窯殼溫度高達320～330℃，煤氣單耗高達5.5 GJ/t灰以上，因此，我們于2010年9月初更換了新燒嘴，現采用低壓四通道燒嘴[5]。

燒嘴更換后，我們通過調整固定燒嘴的桁架尺寸將燒嘴重新調到現在位置，調整后，可明顯看出火焰在窯內貼著料面運行，火焰的強焰區不再沖刷窯壁，窯尾區域預熱效果明顯增強，石灰煅燒均勻，窯殼溫度在280℃左右，下降了近40℃，煤氣量減少500～800 m3/h。

我們在燒嘴角度調整前后采集了30個煤氣單耗樣本進行雙樣本T檢驗，調整前與調整后的箱形對比，說明燒嘴角度調整后煤氣單耗明顯有所降低。

2.2.2確定風、煤配比與窯轉速的合理參數控制范圍

回轉窯煤氣完全燃燒狀態下，一次風約占20%，二次風約占75%[5]。火焰形狀主要通過調整一次風的軸向和徑向風量來調整，根據火焰燃燒原理，如果煤氣壓力與一次風壓力過高，會引起火焰燃燒速度加快，燃燒劇烈。火焰在窯內的長度縮短，火焰高溫集聚易產生窯內結圈，另外煅燒帶縮短，窯內物料得不到充分的煅燒，影響石灰質量。因此我們根據生產實際，將煤氣壓力由原來的9000～10000Pa調整到6500～7500Pa，一次風壓力由15500Pa調整到14000Pa，這樣形成的火焰形狀比較理想，煅燒帶比調整前延長了2米左右，煤氣用量降低了500m3左右，窯內的局部高溫區得到有效緩解。當火焰形狀調整好后，當產量發生變化時，一次風量只做小幅度的調整，主要調整二次風量的大小。在風機轉速不變的前提下，二次風量的穩定主要是靠豎式冷卻器內的料面高度決定的，料面高位與低位相差過大會造成二次風通過物料的阻力發生變化，進而影響二次風量與風溫的穩定，因此一定要保持冷卻器內的料面高度在格篩下1米左右位置，不能變化過大。結合回轉窯的工藝特點，本著“薄料快燒”的原則，我們將窯的轉速系數分別設為0.0016， 0.0017， 0.0018， 0.0019這4種狀態時進行了單因子方差分析，窯轉速系數為0.0017時煤氣單耗最低，0.0019時最高，因此我們設定窯轉速與產量的系數為0.0017。

表：回轉窯工藝操作作業指導標準

產量t 煤氣量m3/h 窯轉速rpm

600 6000 1.03

推桿間隔s 一次風量m3/h 二次風量m3/h

32 4300 21000

備注：熱值按16720kJ/m3，推桿按0.225t/次，焦爐煤氣：空氣=1：4轉速按0.0017計算 二次風可根據實際情況另行調整

2.2.3加強回轉窯日常生產組織和設備運行管理

根據回轉窯的生產原理和煅燒機理，穩定高產時，特別是超產運行時回轉窯運行更經濟，工藝更穩定，熱損失最低，因此，我們根據煉鋼廠的石灰需求合理組織，加強信息溝通與反饋，同時確保活性灰運輸渠道暢通，以最大的限度來保證回轉窯穩定在高產狀態下運行。現階段由于受煉鋼廠的需求影響尚未高產運行，如高產運行煤氣單耗還有下降的空間。

針對回轉窯生產的特點，我們采取專業點檢與崗位巡檢相結合的設備管理制度，加強設備缺陷改造和優化，提升設備運行利用率，保證設備完好率，可開動率98%。在日常生產中，對于設備存在的問題做到了及時發現及時處理，對于在線處理不了的問題采取定修制度集中解決，從而大大地減少了因設備故障造成的停產次數。原有的20m3空壓機由于設備老化，供風管路長，運行中經常出現壓力低于0.3Mpa的情況，頻繁導致回轉窯煤氣自動止火，我們將20m3空壓機更換40m3空壓機，并加強了對空壓機設備、管路、閥門的檢修，重新標定用氣設備的最低用量，低于標準0.3Mpa立即開啟備用空壓機，使停窯次數大大減少，保證了回轉窯連續穩定運行。

2.2.4加強回轉窯入窯原料質量的管理

回轉窯所用原料石灰石質量的理化指標的好壞直接影響活性石灰的最終燒成質量及煤氣單耗的高低。為此，我們加強了對入窯原料的質量控制，制訂了如下質量標準：

質量標準:CaO≥53.6%，SiO2≤1.0%，MgO≤2.0%，S≤0.015%；

判廢標準： CaO＜51.6%或SiO2＞2.0%。

粒度要求：25-40mm，最大50 mm，超出上、下限比例不得＞10%。

加強了原料入窯前的控制，每批次礦石都要進行采樣化驗、粒度測試、雜質確認。同時做好振動篩的檢查與維護，提高振動篩的運行效率，確保原料篩分效果，從而避免了因原料質量波動而引起工藝操作的不穩定，為保證篩分效果，我們新進一臺移動篩分機對原料進行再次篩分，效果良好，篩分前與篩分后的原料對比見。

由于移動篩分機的投入使用，較大程度地控制了不合格原料入窯，提高了預熱器及冷卻器內的透氣性，使得回轉窯氣流順暢，降低了主排煙機的轉數，減少了大量高溫廢氣外排，提高了熱效率。

2.2.5完善回轉窯工藝控制操作

窯內溫度過高是影響回轉窯煤氣單耗的一個重要的因素，如果只依靠窯尾溫度和預熱器頂溫的變化來控制煤氣用量，不能做到及時和準確，針對這一問題，我們在窯頭安裝了比色溫度計，操作人員可根據比色溫度計檢測的窯內溫度變化來控制窯內溫度和煤氣用量，這樣避免了回轉窯生產中過量使用煤氣。

同時，我們在窯殼的不同區域劃定5個測溫點進行測溫監控，通過控制窯殼溫度，有效地防止了窯內高溫對耐材燒損和熱耗的增加。

3 .結束語

經過我們的不斷努力，目前兩座回轉窯正向安全、穩定、高效的運行方向發展，在企業生產經營中發揮著重要作用。但還有許多問題有待解決，我們要進一步完善工藝控制，以實現高產、優質、低耗的目標，為鋼鐵生產提供優質冶金輔料，為終端產品提供保障。

參考文獻：

[1] 楊加國.轉爐煤氣回收的應用技術[J].冶金環境保護，2007(1)：18-22

[2] 初建民等.冶金石灰生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版，2009

[3] 鄭云等.環形套筒窯廢氣余熱利用裝置[Z].實用新型專利，專利號：ZL 2008 2 0031027.7