回轉窯燃料供應結構的改進實踐

肖加海

（河鋼集團唐山不銹鋼有限責任公司）

0 引言

隨著唐鋼不銹鋼公司汽車鋼、家電鋼等高品質高附加值鋼種的不斷增加，煉鋼廠轉爐、精煉工序對高品質造渣原料白灰塊的需求也不斷增加，生產品質高、質量穩定的白灰塊成為公司急需解決的生產瓶頸。回轉窯作為高品質白灰塊的煅燒工藝生產線，可為煉鋼生產提供粒度適合、活性度高、質量穩定的白灰塊。我公司回轉窯因使用一路燃料通道的燃燒器，焦爐煤氣頻繁出現供應量不能滿足生產需求的情況，從而被迫減產運行，嚴重影響白灰塊生產的產量、質量和成本，兩路燃料通道燃燒器的投入使用可有效解決燃料供應不足影響回轉窯穩定運行生產的問題，確保回轉窯在高產量水平下穩定生產運行，為煉鋼廠供應品質高、質量穩定和滿足需求用量的白灰塊。

1 改進前生產現狀

不銹鋼公司回轉窯生產燃料焦爐煤氣受供應量制約嚴重，頻繁出現供應量不能滿足生產需求的情況，從而被迫減產運行，受焦氣供應量波動減產生產階段白灰塊質量不穩定，且產量降低影響向煉鋼白灰塊需求量的供應。該公司回轉窯生產設計和生產實際對比見表1。

表1 回轉窯生產設計和生產實際對比

從表1可以看出，目前因受實際燃料（焦爐煤氣）供應量的限制，回轉窯生產白灰量不能滿足公司生產需求，急需要設計一種同時使用兩路燃料的回轉窯新型燃料燃燒器來滿足生產燃料用量需求，一路焦爐煤氣燃料通道和一路其他燃料通道的新型雙通道燃料燃燒器。

2 燃燒器系統改造前后對比

2.1 本體結構對比

改造前后的燃燒器結構分別如圖l、圖2所示。分析對比原有一路燃料通道燃燒器和新型兩路燃料通道燃燒器，發現兩種燃燒器結構的不同之處主要有：（1）原有一路燃料通道燃燒器為四通道，新型兩路燃料通道燃燒器為五通道；（2）原有一路燃料通道燃燒器設一個燃料通道，新型兩路燃料通道燃燒器設兩個燃料通道；（3）原有一路燃料通道燃燒器設一路焦爐煤氣管路接口閥門，新型兩路燃料通道燃燒器設焦爐煤氣管路接口閥門和其他燃料（天然氣）管路接口閥門各一個。

圖1 原使用一路燃料通道燃燒器

圖2 新型兩路燃料通道燃燒器

2.2 燃燒系統對比

改造前后的燃燒器系統分別如圖3、圖4所示。分析對比原有一路燃料通道燃燒器系統和新型兩路燃料通道燃燒器系統，發現兩種燃料系統的不同之處主要有：（1）原有一路燃料通道燃燒器系統配套一路焦爐煤氣管路及控制閥門站，新型兩路燃料通道燃燒器系統配套一路焦爐煤氣管路及控制閥門站和一路天然氣管路及控制閥門站；（2）新型兩路燃料通道燃燒器系統增設外掛天然氣氣化站及配套輸送控制閥門管線。

圖3 原使用一路燃料通道燃燒器系統

圖4 新型兩路燃料通道燃燒器系統

改造后，新型兩路燃料通道燃燒器系統由2路燃料管道供回轉窯生產使用燃料，燃料供應量可滿足生產用量需求。

增加安裝配套設備為天然氣調節控制閥門站、天然氣外掛氣化站（輸出端設自動調壓控制閥組）和DN375天然氣輸送連接管道，天然氣外掛氣化站內液化天然氣經換熱氣片吸熱汽化膨脹增壓和輸出端自動調壓控制閥組調壓將出口壓力降至12～15 kPa，供應能力為4 800 m3/h，可滿足回轉窯在設計產量下生產燃料用量需求供應。

3 改造后的使用效果

3.1 燃料供應能力

回轉窯生產具備三種形式的使用燃料供應調控：（1）焦爐煤氣；（2）焦爐煤氣和天然氣混合氣；（3）液化天然氣。

改造前，原使用一路燃料燃燒器僅具備供應焦爐煤氣作為單一使用燃燒能源，因焦爐煤氣的供應不能滿足生產用量需求，回轉窯生產白灰產量受限。

新型兩路燃料通道燃燒器系統投入使用后，可以通過調控燃料供應管線調節控制閥門站實現對焦爐煤氣和天然氣使用量的實時調控，確保燃料供應滿足回轉窯生產燃料用量需求。兩種燃燒器產量與燃料使用對比見表2。

表2 兩種燃燒器產量與燃料使用對比

3.2 生產產量增加

改造后，新型兩路燃料通道燃燒器投入使用為回轉窯生產提供可靠的生產燃料需求供應，根據焦爐煤氣供應瞬時流量確定調控天然瞬時使用流量，確保總燃料供應量滿足回轉窯生產燃料需求。

改造前，焦爐煤氣供給量滿足不了生產需求用量時段，回轉窯被迫執行降低生產量進行組織生產；改造后，使用焦爐煤氣和天然氣配合新型兩路燃料通道燃燒器為回轉窯生產提供燃料供給，燃料供應充足，生產組織模式由以往受燃料供應限制影響生產產量的被動減產轉變為以生產需求白灰產量調整燃料供應流量，可在設計產量水平下穩定組織生產，產量水平得到了極大提高，日均產量由650.28 t提高到800.13 t，新型兩路燃料通道燃燒器投入使用前后產量對比見表3。

表3 新型兩路燃料通道燃燒器投入使用前后產量對比

回轉窯日產量由650.28 t提高到800.13 t，且燃料供應量可滿足在設計產量水平下長期穩定生產運行，我公司回轉窯年產量由21.46 萬t增加至26.40 萬t（按年正常生產330天，剔除定修停窯時間36 天/年），年產量增加了4.94 萬t，產量水平的增加使白灰生產噸灰生產成本（燃料消耗費、其他動力成本、設備折舊、維檢費和人工費等）降低了22.19 元，實現年創效益585.91 萬元。新型兩路燃料通道燃燒器投入使用前后噸灰成本對比見表4（焦爐煤氣：0.98 元/m3；天然氣：3.54 元/m3）

表4 新型兩路燃料通道燃燒器投入使用前后噸灰成本對比

新型兩路燃料通道燃燒器的投入使用，為回轉窯生產滿足公司煉鋼需求用量、高質量的白灰塊提供了燃料需求保障，可為公司煉鋼生產提供保量、保質的高活性度白灰塊。

4 結論

（1）新型兩路燃料通道燃燒器設兩燃料通道，可根據焦爐煤氣供應量，在生產中對兩通道燃料焦爐煤氣和天然氣使用量進行調節控制，為回轉窯生產燃料需求提供保障。

（2）新型兩路燃料通道燃燒器的投入使用后，回轉窯日均產量由650.28 t提高到800.13 t，年產量增加了4.94 萬t，噸灰綜合制造成本降低了22.19 元，實現年創效益585.91 萬元。