国产煤粉计量系统在燃用无烟煤生产线上的应用

　　近年来，受煤炭资源、市场价格、运输成本等影响，使用无烟煤作燃料，或改用无烟煤、劣质煤、烟煤无烟煤混烧的新型干法水泥生产线逐渐增多。以福建地区为例，近几年新建的生产线大多燃用当地产的无烟煤。福建永安谋成、福建龙岩春驰两条2500 t/d生产线均用无烟煤作燃料，2007年上半年相继投入运行，喂煤系统均选用合肥水泥研究设计院研发的波特兰KXT科氏力秤煤粉计量系统。本文以这两条生产线为例，进行影响煤粉计量系统的因素分析，并介绍国产煤粉计量系统在燃用无烟煤生产线上的使用情况。

 

　　1煤粉细度对计量过程的影响

　　1.1对稳定喂煤的影响

　　对煤粉计量系统的使用性能要求通常可用稳、准、快来概括。即稳定给料、准确计量、快速调节、稳定给料是最基本要求．而按设定量稳定给料是建立在准确计量和快速调节基础之上的。要实现稳定喂煤。首先要求给料装置具有良好的密封性能，不冲料，不跑料，料流连续、均匀、稳定。这也是控制系统对给料装置的要求。否则会引起系统反馈调节震荡，导致喂煤量频繁大幅波动。

 

　　新型干法工艺燃用的无烟煤，对煤粉细度有严格要求，通常需控制在1%以内，这样的煤粉体积质量低，流动性好，增加了煤粉计量系统稳定给料、准确计量与控制的难度。

 

　　KXT科氏力秤煤粉计量系统采用水平回转式稳流给料机作为喂料装置。稳流给料机由减压仓、均压仓、稳流转子腔组成。减压仓内设有减压转子，使进入均压仓内的物料不受煤粉仓料压影响。均压仓内设有搅拌臂。使物料充分活化，避免物料起拱、沾壁，消除物料死区。由于均压仓内料压均匀，为物料在相同体积质量条件下进人稳流转子腔创造了条件。稳流腔内设有水平回转分格轮，每转一周输送相同容积的物料。稳流给料机由轴装式减速机和电机驱动。采用变频器调节电机转速，变频器受控于PLC。PLC根据瞬时流量检测值与流量设定值比较结果，实时调控给料机转速，使瞬时流量始终跟踪设定流量．达到定量给料目的。减压仓、均压仓、稳流腔的进料口和出料口均呈180度错位布置。物料在稳流给料机内经迷宫式流动方能离开给料机。

 

　　为了应对无烟煤烧成工艺，XT科氏力秤煤粉计量系统在给料机稳料性能上作了重大改进。在转子腔水平回转分格轮转子和叶片上均采取弹性密封措施，实现全密封、零间隙。密封件采用特殊材料制作，具有良好的耐磨、耐温性能，使用寿命2年以上。不需拆卸转子，即可更换密封板，维护十分方便。弹性密封技术不仅从根本上解决了高流动性、高细度煤粉跑料、冲料问题；同时，解决了刚性叶轮磨损后必须整体更换问题，节约了维护成本和时间。

 

　　技术升级后的稳流给料机在上述两条生产线上取得了良好的使用效果。实际观察表明，在煤粉细度<1%的条件下，没有跑料冲料现象，料流均匀、连续、稳定。在设定值不变的前提下，给料机变频器最大调节幅度始终保持在1 Hz左右．为系统稳定给料和准确控制提供了必备条件。

 

　　1.2对输送过程的影响

　　在KXT系统中，经科氏力秤计量后的煤粉进入螺旋输送泵。螺旋泵在系统中起到输送和锁风作用。在克服输煤管道系统一定压力的条件下，将科氏力秤计量后的煤粉快速、均匀送入输煤管道中。尤其当管道内压力变化或输送风压力波动时，螺旋泵必须具备有效阻断输送风返窜和正常输送煤粉的功能，为计量设备提供正常工作条件。

 

　　众所周知，对同一规格型号的螺旋泵，其输送能力在很大程度上取决于煤粉颗粒间内摩擦力大小。燃用无烟煤时，煤粉细度控制远低于烟煤(通常在：1%以下)，由于煤粉比表面积增加，体积质量降低，流动性更好，煤粉颗粒间内摩擦力大幅度减小，因此使螺旋泵输送能力受到较大影响。并对设备密封性能提出更高要求。为满足煤粉细度1%以下的使用要求，波特兰研发了全新结构的新型螺旋泵。

 

　　新型螺旋输送泵综合了传统螺旋泵和富乐泵的合理成分。采用简单的传动结构，变节距螺旋设计，应用喷射原理。使螺旋泵出料端工作氛围基本呈负压状态，有效解决了输煤管道系统压力变化对螺旋泵出料带来的影响；轴端密封采取气体密封、油封、机械密封相组合的技术方案，密封性能优越；将自主知识产权的耐磨材料技术用于泵螺旋的设计与制造过程，螺旋叶片使用寿命3年以上；采用外置可调式配重，可以根据不同的工况条件，改变配重大小；设手动黄油泵，使运动件润滑加油简便易行。使用效果表明，新型螺旋泵结构更加合理可靠。维护简单，适应工艺系统压力变化能力强，完全满足高细度、高流动性煤粉输送要求。

 

　　1.3煤粉仓内料位变化及进料的影响

　　计量设备安装在煤粉仓底部，煤仓进煤时，料流的冲击力会给稳定喂煤带来不利影响。尤其仓内料位过低时进煤，料流落差大。对仓内料层的冲击力大。当该冲击力与仓底卸料形成的向下拉力对接时，通常会出现冲料、跑料现象，导致计量系统喂煤量波动、失控。性能差的给料设备，甚至存在停止喂煤后仍有煤粉冲泻现象。即使密封性能良好的计量设备也会因磨损而间隙变大。稳料效果降低，必须适时调整间隙或更换部件。为此，无论是进口计量设备还是国产设备，作为使用条件，几乎都要求煤粉仓内保有合理料位。因此，建议在选择性能优良计量设备的同时，工程设计中应考虑合理的仓容。使用无烟煤时，由于煤粉颗粒间内摩擦力小。煤仓进煤时，料流对仓内料层冲击深度加深，仓容相对还要更大些。在条件允许的前提下，以尽量加大仓的高径比为好。

 

　　经过研究探讨，采取缓冲、减压、排气等具体措施后，波特兰KXT系统已有效解决了这一难题。在永安谋成、龙岩春驰燃用无烟煤的两条2500砌生产线实际使用效果表明，煤粉仓料位变化，即使仓内料位偏低时进煤，对KXT系统稳定给料和准确控制几乎没有影响。不存在冲料、跑料、计量系统喂煤量波动等现象，减少磨机启停频次，有利于生产调度和操作管理，有利于减少启动电耗和电网安全。

 

　　龙岩春驰2500 t/d生产线调试期和正常生产期KXT科氏力秤系统秤运行数据分别见表1和表2。

 

表1春驰生产线调试期KXT科氏力秤系统秤运行数据

 

 

　　1.设定值和显示值单位为：t/h；2.偏差值为此两值平均值之差；3.控制；准确度为偏差值与设定均值之比；4.统计时间为2007年6月3日；5．煤热值(2．51~2．63)xl0⁴kJ/kg

 

表2春驰生产线正常运行期KXT科氏力秤系统秤运行数据

 

 

　　1.设定值和显示值单位为：t/h；2.偏差值为此两值平均值之差；3.控制准确度为偏差值与设定均值之比；4.统计时间为2007年6月9日；5．煤热值(2．51～2．63)xl0⁴kJ/kg