柴曉磊   柴增輝   王緒谷

（山西通才工貿(mào)有限公司煉鐵廠）

摘  要  本論文主要介紹了富氧燃燒技術(shù)在山西通才工貿(mào)有限公司煉鐵廠活性石灰回轉(zhuǎn)窯上的安裝應(yīng)用與實(shí)踐。富氧燃燒技術(shù)是指助燃用的氧化劑中的氧濃度高于空氣中的氧濃度（根據(jù)實(shí)際情況可采用局部富氧和整體富氧）代替空氣作為助燃?xì)怏w的一種高效節(jié)能強(qiáng)化助燃技術(shù)。根據(jù)此機(jī)理，結(jié)合回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)實(shí)況采用在回轉(zhuǎn)窯一次助燃風(fēng)機(jī)出口處增加富氧，壓力為28KPa,流量為350m3/h。根據(jù)生石灰焙燒理論及氧化動力學(xué)可知，助燃空氣中的氧含量越高，燃燒氣體中的氧含量就越高，氧分子的擴(kuò)散吸附、傳質(zhì)能力就越強(qiáng)。提高燃燒氣體的含氧量是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)節(jié)能降耗的有效途徑之一，從2019年10月份投用至今已取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞  石灰回轉(zhuǎn)窯  富氧助燃  石灰

1  引言

傳統(tǒng)活性石灰窯采用空氣助燃的方式，因空氣中只有20.9％的氧氣參與燃燒反應(yīng)，剩余79％惰性氣體不參與燃燒，帶走大量的熱量，造成熱量能耗浪費(fèi)。只要提高入窯空氣中的氧含量可以促進(jìn)充分燃燒，減少燃燒后的煙氣量和二氧化碳，從而提高燃燒效率，便可在保證回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成熱工溫度的基礎(chǔ)上，減少煤粉的消耗量，降低生產(chǎn)燃料成本，從而提高熱量利用率和降低過量空氣系數(shù)，同時(shí)還可以減少煤粉中的雜質(zhì)混入活性石灰產(chǎn)品中，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2  富氧助燃選擇

局部富氧助燃技術(shù)在傳統(tǒng)的固定工業(yè)爐窯上應(yīng)用較多，（國內(nèi)目前）但在回轉(zhuǎn)窯等動態(tài)爐窯上應(yīng)用不廣。隨著使用富氧助燃技術(shù)后，爐窯內(nèi)溫度有大幅度升高，對燃燒器及窯內(nèi)耐火材料的耐高溫性能、保溫性能和對整套設(shè)備的熱脹冷縮系數(shù)都提出了更高的要求。

3  回轉(zhuǎn)窯富氧施工方案

氧氣管道支管在主氧氣管網(wǎng)上進(jìn)行連接，采用DN100不銹鋼管道接出引至回轉(zhuǎn)窯燃燒器助燃風(fēng)支管。經(jīng)減壓閥減壓后與空氣一起被抽進(jìn)回轉(zhuǎn)窯燃燒器，煅燒介質(zhì)管網(wǎng)。在管網(wǎng)入口和出口設(shè)置快速切斷閥和電動調(diào)節(jié)閥，安裝壓力表及孔板流量計(jì)，按照規(guī)范要求對富氧管道管網(wǎng)進(jìn)行脫脂及氮?dú)獯祾?，助燃風(fēng)管和富氧管道采用環(huán)島進(jìn)行連接，確保富氧均勻接入助燃風(fēng)管道。富氧管網(wǎng)控制閥門組布置示意圖附后：

富氧管網(wǎng)與助燃風(fēng)管道采用焊接作業(yè)連接，第一道焊縫采用氬弧焊接打底，剩余的焊接作業(yè)全部采用不銹鋼焊條進(jìn)行焊接作業(yè)，并進(jìn)行測漏試驗(yàn)。富氧投運(yùn)試運(yùn)行期間跟蹤記錄回轉(zhuǎn)窯熱工參數(shù)變化，并模擬匯總編寫補(bǔ)充熱工操作制度。根據(jù)熱工參數(shù)及窯內(nèi)煅燒監(jiān)控來看，火焰溫度隨富氧空氣中含氧量增加而升高。當(dāng)含氧濃度＜30％時(shí)，火焰溫度上升快；＞30％時(shí)，溫度上升緩慢，因此，一般含氧濃度控制在28％以下為宜。

實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)下提高氧氣含量實(shí)際火焰溫度及爐溫的變化如下：

可以看到，隨著氧氣含量的提高，火焰溫度及實(shí)際爐溫快速升高。

4  回轉(zhuǎn)窯采用富氧助燃技術(shù)前后參數(shù)對比

山西通才煉鐵廠4.5m*63m活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線于2019年開始采用富氧助燃技術(shù)，從煉鋼廠引入高爐噴吹的氧氣，氧氣含量不低于95％，作為高含氧氣的送入一次助燃管網(wǎng)，一并送入煤粉燃燒器參與燃燒。助燃風(fēng)分為一次風(fēng)和二次風(fēng)，一次風(fēng)參與快速燃燒，氧氣與空氣在一次助燃風(fēng)管網(wǎng)充分混合后，送至專用燃燒器進(jìn)行燃燒，這樣就增加了一次風(fēng)中的（的）氧含量，從而使窯內(nèi)高溫區(qū)域集中，加快了石灰石的分解速度；二次風(fēng)主要用于冷卻石灰，自身被加熱后參與燃燒，提高煅燒溫度，滿足回轉(zhuǎn)窯對石灰煅燒溫度的要求。

一次助燃風(fēng)機(jī)在采用富氧助燃技術(shù)前后的參數(shù)對比如下：

采用富氧技術(shù)后，火焰亮度明顯變亮，窯皮顯著減少，窯頭飛灰減少。改造前只能使用熱值、揮發(fā)分都比較高的煙煤。改造后可以使用熱值＞4000大卡、揮發(fā)分＞20％的有煙煤。統(tǒng)計(jì)改造前后的用煤情況及產(chǎn)量、通過煤倉的稱量裝置統(tǒng)計(jì)每班的總用煤量來計(jì)算實(shí)際煤耗及標(biāo)準(zhǔn)煤耗：

5  結(jié)語

通過實(shí)際數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，提高一次助燃風(fēng)氧氣含量5.32％，可以降低大約15.53％的煤耗，可見富氧助燃對于節(jié)能降耗的效果改善非常明顯。使用氧氣的成本約170元/h,而節(jié)約的煤粉價(jià)值約470元/h,折合下來每小時(shí)約降低300元成本，平均每生產(chǎn)一噸活性石灰成本會降低大約9.6元，為回轉(zhuǎn)窯創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。并大幅降低二氧化碳排放，減少對環(huán)境污染，回轉(zhuǎn)窯的能源利用率明顯提高，為進(jìn)一步回轉(zhuǎn)窯降本增效奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

經(jīng)對標(biāo)先進(jìn)企業(yè)顯示，與行業(yè)先進(jìn)指標(biāo)還有一定差距，仍需要不斷進(jìn)行技術(shù)交流和考察，對標(biāo)學(xué)習(xí)，吸取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和措施、方法、做好節(jié)能、降本增效工作。  

節(jié)能降耗、低碳發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)成為企業(yè)快速發(fā)展的必由之路，只有不斷深挖潛能，群策群力，回轉(zhuǎn)窯降本增效將會進(jìn)一步釋放！ 

6  參考文獻(xiàn)

[1]  富氧助燃技術(shù)在活性石灰回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用實(shí)踐

[2]  淺談石灰回轉(zhuǎn)窯低熱值煤氣富氧燃燒新工藝