活性石灰車間煤制備系統節能減排工藝技術改造

李 堰

(云南天朗節能環保集團有限公司)

1 概述

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

在煤制備車間生產過程中，主要要進行煤粉磨制、輸送、儲備等過程，由于該系統經過多年的連續生產運行，設備能源消耗、運行成本已呈明顯上升趨勢，其控制技術比較落后、工藝設備日趨老化、運行維護逐漸繁雜，導致煤粉生產效能低下、設備超負荷運行等問題的表現越來越突出，已嚴重影響豎窯生產組織的順利進行。活性石灰車間煤粉制備生產工藝設施的污染物排放成為區域主要污染源點。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測控制技術的落后，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節能減排工作措施。

2 工藝流程及原理

煤制備系統的生產工藝比較復雜，生產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，經鏟斗車或裝載機將其填加到皮帶輸送機上，然后經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爐內燃燒的煤塊，每天開磨煤操作前采用人工的方式引燃熱風爐，先預熱系統半小時。根據出磨煤粉成品的水分及系統的溫度壓力狀況可調節百葉閥，以控制熱風量，一般將熱風量控制在150 ℃～200 ℃。

原煤烘干后進入球磨機，在球磨機內靠鋼球的慣性力、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重力鎖風閥返回磨頭繼續經過球磨機磨制。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，達到國家排放標準后，由除塵風機排入大氣。

由CCFM袋式除塵器收下的煤粉經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的煤粉通過正壓氣力輸送系統將煤粉送到豎窯儲煤倉，然后定時定量的向豎窯內加煤粉燃燒，燃燒的熱量和氣氛用于生產活性石灰。為防止煤粉在CCFM專用除塵器、煤粉儲備倉內發生燃燒爆炸事故，煤粉輸送管道要作防爆設計。

工作原理如圖1。

圖1 煤制備系統工作原理

3 存在的問題

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

為徹底查找原因，解決根本問題，實現煤制備工藝的高效低能運營，對煤制備系統進行全面系統的檢查，發現問題如下。

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

(2) 由于設備長久運行，造成系統漏風率增高、鎖風閥部分失效、球磨機服務年限長、工況不穩定、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備生產能力明顯降低，生產效率不足50 %。

(3) 除塵器引風機風力明顯偏小，風量不夠造成煤粉制備生產工作現場揚塵污染嚴重，崗位粉塵嚴重超標，員工工作環境惡劣，合格煤粉產品從工藝制備過程中流失，造成極大浪費。

(4) 整個系統抽風量不夠，造成含煤粉氣體輸送管網部份紊流點積塵，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，崗位粉塵嚴重超標。

(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露，外觀表象為內濾式布袋煤粉結露粘糊。

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

(7) 球磨機、風機、螺旋輸送機、卸灰閥等主要工藝設備的跑、冒、滴、漏嚴重。

4 解決方案

(1) 針對石灰車間煤粉制備系統改造工程-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，營造了優良的濁室氣流環境，并帶有防爆孔，使除塵器各項性能指標達到了配套煤制備系統的生產需要。

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

(3) 在不改變風機的情況下，將所有卸灰系統、輸灰系統設備均采用連續工作制，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，增大風機工作風力。

(4) 更換部分輸送管道，將φ900 管道改為φ650 管道，在風量不變的情況下提高管道內的風速，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線的生產能力達到6 泵/h，保證煤制備生產只需10～12 h 就能滿足兩座堅窯生產用煤，可以縮短生產時間4 h，電耗與煤耗均可下降。

(7) 加強設備及工作現場管理工作，杜絕球磨機、風機、螺旋輸送機、卸灰閥等主要工藝設備的跑、冒、滴、漏現象。

5 效果分析

煤制備系統進行節能減排技術改造后，煤制備產量比原先有了大幅度的提升，1#系統4 泵/h，每泵800 kg，提高到6 泵/h，而2#系統由改造前的5泵/h，每泵700 kg，提高到7 泵/h，生產時間降低4 h，同時全面改變煤制備工藝現狀。

(1) 徹底改善煤粉制備工藝裝備生產現狀，對系統設備及部分工藝進行必要的技術改進，最大限度地提高設備工作效率，實現提高產量30 %，實現煤粉制備工序直接加工成本降低10 %的設計目標。

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

(3) 改善豎窯燃燒現狀，實現石灰窯緞燒工藝煤耗降低5 %以上的節能目標。

(4) 改善了區域環境衛生。

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

6 結語

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

(1) 對工藝技術裝備比較落后的設備進行節能減排技術改造，可以提高生產效率，增加生產能力，降低生產成本，創造較好的經濟效益。

(2) 對設備進行節能減排技術改造，是保證設備長期有效運行的一項重要措施。