防水之家讯：1 试用四风道煤管的目的
三德水泥建材工业有限公司Φ4m×47m新型干法窑100%烧无烟煤生产线于1997年投产。燃烧器原选用KHD生产的三风道煤管，并有1根备用。经2年多的试运行，发现有如下问题:
1)煤管口径设计过大，导致在保证一次风出口风速相同的条件下一次风量偏大，经南京化工大学热工标定测算为占窑用总风量的16.5%，这显然比烧无烟煤所需要的一次风量要大1倍以上(设计为6.3%)。这是熟料热耗未达标的主要原因之一。
2)由于一次风大，使煤粉浓度变小，并降低了空气温度，使火焰发散，尤其煤风过大时易结圈，而后火焰更易粗且短，恶化各种操作参数。
3)煤管口径大，使调节内、外风的灵敏度大大降低，火焰形状的变化范围过窄，对窑衬和窑皮保护及窑况变化的反应能力差。运转2年内，进口耐火砖的实际运转周期平均为3个月左右。
为此，KHD公司也愿意赔偿就此造成的损失，弥补的办法是更换窑头一次风机。但我们认为关键是减小煤管口径，并乘此机会试用天津博纳科技公司的四风道煤管，其仅20余万元。
与三风道煤管相比，四风道煤管中心多设1个风量很小(<1%)，风压不大(约600Pa)的中心风管，其作用是确保煤管出口处有微正压，不但防止点燃的煤粉倒灌，烧坏煤嘴，而且确保煤嘴端部始终处于中心风的冷却保护，也有利于火焰稳定，并减少NOx有害气体的形成。
2 实际使用情况
从2000年元月8日到8月14日的几个周期中，均是以煤管外浇注料的损坏而结束，浇注料寿命仅有15～20d。这也是使用三风道煤管存在的问题。
原因分析:图1为该公司三次风管、窑头罩和喷煤管的相对位置。三次风管在抽取热风的同时，势必将熟料细粉带起，对喷煤管前进方向右下侧浇注料进行冲刷。这种三次风管的布置以及与窑、篦冷机的相对位置在各厂并不多见，但确属设计遗留难以纠正的问题。因为只订购1根四风道煤管，只好与三风道煤管轮换使用，给分析结果带来很多麻烦。
图1 三次风管、窑头罩和煤管相对位置
在试用四风道煤管时，又同时进行了用空气炮消除煤管顶端“蜡烛”(堆积的熔融熟料，原2根进口的KHD煤管曾为此被压弯)的试验。即:将Φ100mm的压缩空气管路平敷在煤管上方，用浇注料同时包扎在一起。在用空气炮定时吹打“蜡烛”时，虽能缓解“蜡烛”的增高，但吹打所产生的振动使浇注料产生了裂纹，并越来越大。而压缩空气管道也由于高温空气的影响，在更换浇注料的同时需修补或更新。8月14日，由于高温气体通过浇注料的裂纹直接烧蚀了大量扒钉，致使浇注料整体脱落，发现又不及时，导致煤管烧弯，四风道煤管的试烧告一段落。
3 生产总结
3.1 煤耗
表1、表2分别为使用2种不同煤管后的熟料热耗及对熟料标号的影响。
表1各月煤耗与熟料标号统计
注：2月22日后窑口的密封圈全部脱落，漏料漏风严重，至28日止，这段时间熟料标准煤耗高达138.3kg/t，所以2月份包括这段时间煤耗偏高。
从表1、2中可看出:
1)改用四风道煤管后，一次风用量相应下调，下调的手段是将供内、外风的离心风机风门关小，供煤风的罗茨风机旁路放风口加大。2000年用四风道的4个月平均煤耗比1999年后4个月平均煤耗下降了1.8%(包括2月22～28日的异常情况)，此降低的幅度远未达到预想的目标。我们认为这是因为目前的一次风的调节手段受到严重限制，尤其是供煤风的罗茨风机的风量减少是以牺牲风压为代价的。
2)比较煤耗应以生料易烧性等相同条件为前提，即配料及熟料标号应基本相同。1999年9月为进一步提高熟料标号，为ISO新标准过渡打好基础，配比有意提高了硅率和饱和比，结果熟料标号月平均提高3MPa左右，但与此同时煤耗也有2%左右增加。
3)由于2根煤管交替使用，并未看出四风道的比三风道的热耗有何降低，相反，三风道煤管用煤还要略低些。这其中的原因一方面相邻期间用四风道煤管烧出的熟料强度要高出2MPa左右；另一方面，四风道煤管一次风的降低受现有风机的限制。目前，一次风的小范围压缩恰恰适合三风道煤管的改善需要，所以其节煤效果反而好些，四风道煤管则必须更换型号小的风机。根据2种煤管的实际口径计算，四风道煤管断面已缩小为原来的52%，因此，风量应减少为原来的1/2，风压比原来还要略高。
3.2 后窑口结圈情况
以2000年3月22日至4月16日这段周期的窑筒体红外扫描温度曲线为例，该周期后窑口没有结圈，这是点火以来少有的情况。由此再一次证明，减少一次风用量不但是降低热耗的重要途径，也是防止窑内结圈必要条件。所以，如果四风道煤管配以合理的风机，不仅热耗能大幅度降低，而且可消除结圈。
3.3 窑衬寿命
1999年9月初更换窑衬后的运转周期长达9个月之久，扣除停窑时间，有170余天。而自1997年点火以来，在此之前的周期最长也不超过100d。这其中的原因当然与改善操作、稳定窑速有直接关系，但此煤管的火焰形状良好也起了很大作用。
4 几点体会
四风道煤管由于中心风占据一定截面，因此与相同的煤管相比:
1)外风及煤风口径(截面)均相应减少，对于要求同等出口风速时，一次风量可以大大压缩，有利于降低热耗；一次风速可以提高很多，此时内、外风调节灵敏度提高，有利于火焰形状的调整。
2)四风道煤管在无烟煤上的成功使用，证明了合理地利用内、外风的不同速度与方向，确保一、二次空气与燃料的合理搅拌及混合均匀，是适用包括无烟煤在内的各种燃料充分燃烧的技术关键。换言之，正是多风道煤管的成功开发，才为回转窑燃烧劣质燃料提供了可能。
3)确保四风道煤管成功使用必须注意如下几个环节:①必须有对应的一次风机特性相配，特别是作为技改，对原有煤管进行替换时，更要考虑原有风机，特别是煤风的风压、风量能否调整到需要值，尤其一次风机是罗茨风机时，宜选用变频调速电动机。②如果工艺条件使煤管外浇注料寿命不长，则应订2根煤管，做为设计制造厂家也应充分考虑煤管的易换性，比如只换伸入窑内有浇注料的部分，既可降低费用，又更换方便。③不宜用空气炮处理煤管上的“蜡烛”，更不能将压缩空气管道与煤管捆绑在一起。
4)使用中未发现国产四风道煤管制作质量问题，且与进口产品价格比为1∶(5～10)，因此，除非国外煤管技术有了新发展，否则可不选用进口产品。
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