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钢铁百科 - 钢之家

石灰窑发表评论(0)编辑词条

  立式炉身,连续加料,用来煅烧石灰石,使石灰石在高温条件下分解成生石灰CaO和二氧化碳CO2的窑炉!

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工艺过程编辑本段回目录

  石灰石和燃料装入石灰窑(若气体燃料经管道和燃烧器送入)预热后到850度开始分解,到1200度完成煅烧,再经冷却后,卸出窑外。即完成生石灰产品的生产。不同的窑形有不同的预热、煅烧、冷却和卸灰方式。但有几点工艺原则是相同的即:原料质量高,石灰质量好;燃料热值高,数量消耗少;石灰石粒度和煅烧时间成正比;生石灰活性度和煅烧时间,煅烧温度成反比。

基本构造及原理编辑本段回目录

  石灰窑主要由窑体、上料装置、布料装置、燃烧装置、卸灰装置、电器、仪表控制装置、除尘装置等组成。[2]
不同形式的石灰窑,它的结构形式和煅烧形式有所区别,工艺流程基本相同,但设备价值有很大区别。当然使用效果肯定也是有差别的。 锻烧生石灰在我国已有悠久的历史,对石灰的品质的要求也越来越高。
  普通竖窑生产存在很多缺点,如窑的利用系数低,在50%以下;耗能高,每吨灰用煤量在160kg以上;由于普通窑炉绝大多数为上部开口或半开口结构,所以很难进行除尘,环境污染严重;加料和出灰几乎全靠人工直接操作,劳动强度大,严重损害了操作工的身体健康;质量不稳定,生、过烧、结瘤一般在30%以上,而且不能及时控制。
  根据中国国情,引进日本河合株式会社的石灰竖窑技术,遵照"边引进,边消化吸收,边开发"的精神,我们设计成了JHZS型节能环保自动化石灰竖窑。并形成多项中国的专利技术。在国内外已广泛推广,建成达产近百座。
  近几年来以它节能显着、环保达标、自动化程度高、成品质量高、建造成本低、建成周期短等优点深受到国营大中型、民营个体企业和东南亚许多国家的青睐。指标
  石灰窑主要技术经济指标
1:炉子有效容积100-350(m3)
2:产量85-300(t/d)
3:热耗960×4.1868(KJ/Kg·t;石灰)标煤用量130(Kg/ Kg·石灰)
4:利用系数﹥0.85(t/d·m3)
5:活性度 ≥300(ml)
6:生石灰含≥90 CaO(%)
7:生石灰的生过烧率﹤5-7(%)
8:石灰石消耗1.8(t/t·灰)
9:烟气中CO2的浓度42(%) 250m3炉每小时产CO2气体 10(t)
10:烟尘排放指标 ﹤50(mg/m3)

JHZS型工艺特点编辑本段回目录

  1、采用节能的煅烧方式。
  (1)通过先进的煅烧机理节能 炉体设计采用全密封煅烧机理,窑内耐火保温层采用高铝砖+轻质保温砖+隔热纤维+钢质炉壳共四层1000mm厚。外层炉壳采用钢壳结构。轻度好,炉内耐火保温层设计寿命都在5年以上。为了有效的利用能源,炉窑上部和下部采用热交换的方式,极大限度的减少了热量从上部和下部的散失。从窑体下部鼓入助燃风,通过和窑内下部烧成的成品灰进行热交换变成热风,而成品灰则被冷却,使排出的成品灰温度在40℃以下。上部原料加到窑内,与上升的高温烟气进行热交换,以形成原料的预热带,使窑上部排出的烟气温度在140℃以下。经过实测,燃料热值利用率达80%以上(一般窑炉在40-60%以下)。
  (2)通过QCX,JCX型石灰石和煤炭配料设备,BLQ型布料设备使窑内布料均匀节能。 石灰石和煤炭通过QCX,JCX型配料设备使入窑原料称量精确,混配均匀,并通过BLQ·4型布料器使石灰石与煤混匀后撒落到料面上。在煅烧带,使煤各处发热均匀,避免了由于布料不均匀以致煤多的地方温度高产生而过烧和结瘤,温度低的地方产生生烧。即浪费了燃料又降低了成品灰的质量品质。该配料和布料器通过国内外多家用户的应用实测,每吨灰比其它配料布料方式节约煤15Kg以上。
  (3)采用变频器,设备节能运行。 该炉窑生产中所用的动力:罗茨风机、卷扬机、圆盘出灰机、布料器、混配皮带等十多处需要调节运行的动力都采用了变频器控制和运行。避免了大马拉小车和无负荷空载运行的现象,节约电能平均在40%以上。
  (4)除尘设计科学,保证了除尘节能。 岗位除尘有六处,都设计了微机控制的电动阀门。在岗位除尘中各处需要的引风量在50000m3/h左右,需要动力80KW,在设计中将各阀门开闭进入程序控制,根据设备运行顺序分时控制,节约电能70%。这样就大大减小了除尘引风机配置的动力。
  2、除尘系统,烟气与粉尘搭配巧妙,烟气达标排放。
  将烟气烟尘和岗位粉尘混合进入布袋除尘系统。解决了单烟气除尘温度高损坏布袋,烟气中含有一定量的焦油,往往容易堵塞滤袋孔隙的问题。
  烟气在除尘前,混入CaO粉尘即可把黏稠的焦油变成容易滤除的颗粒微尘,又可降低了烟气温度,省去经常打开引风阀降温而浪费风力。 对于含SO2量高的烟尘,由于在除尘前,烟气与粉尘混合,粉尘中的CaO遇烟气中的水分发生潮解,与SO2反应生成CaSO4微尘,该窑在生产运行中,原料斗—电子秤称量-排灰-成品仓上筛分-汽车装车等过程中,产生粉尘每处都设计了引风罩,在负压的作用下,混合后进入除尘器,通过除尘达标排放。设
计排放量<50mg/m3,经过实测在30-40mg/m3之间,经过除尘后,排放量极少。
  3、工艺流程布局紧凑合理:
  该窑由混配部分、上料系统、布料部分、窑体部分、排矿部分、成品仓、、除尘系统等组成。单座窑占地面积不到2亩(30×40m2)、结构紧凑合理。
  4、工艺流程科学、能最有效的利用余热。
  把合格的原料和燃料按比例,用精度为3‰的电子称准确称量后,通过中间斗和皮带机进行均匀混合,由1.5m3的单斗卷扬机沿着斜桥把混合料运至炉顶受料斗,通过电磁振动给料机均匀定量给料,由炉顶旋转布料器完成炉内布料。物料靠自重克服煤气气流的浮力而缓慢向下运动,相继通过预热带、煅烧带、冷却带。
  炉料在下降过程中,与炽热的煤气进行着复杂的热交换,并伴随着石灰石的分解和生石灰的晶粒的发育成长过程,当全过程完成时,也被助燃空气冷却降温至40—60℃。然后由圆盘出灰机和两段密封阀在不泄漏助燃风的情况下,将石灰卸至炉外皮带机上。经提升机、筛分,将≤5mm和>5mm的石灰分别卸入不同的料仓。
  助燃空气由罗茨风机从炉体下部吹入炉内,克服料粒阻力从下部上升至炉顶,在除尘引风机的吸引下,烟气通过管道输送到除尘器进行除尘。由于引风机的作用,使窑内料面上方形成微负压区(-10Pa左右)。这个微负压保证了炉内气流顺畅,非常有利于煅烧带石灰石进行分解,引风机将全部烟气引进除尘器净化,而后从烟囱达标排放到大气中。
  5、该窑树立了以原料为基础的科学指导思想
对原、燃料要求参数如下
石灰石:化学成分:CaO含量≥53.5% R2O3≤2%
粒度:40~80mm
上限≯90mm,下限≮30mm,超上下限各不大于5%
焦碳(无烟煤):灰分≤14% 固定碳≥85%
发热值≥6500×4.186KJ/Kg
粒度:20~40mm
上限≯50mm,下限≮15mm,超上下限各不大于5%
含S量<0.5%
  合格的原燃料对烧成石灰的质量品质至关重要,如果石灰石粒度大小不均,差别太大或杂质过多,在炉内就会使炉料偏析,致使气流紊乱,煅烧带不稳定,生过烧严重,以致造成严重的炉瘤发生;
  如果煤粒度不合格,粒度太小就会在煅烧带CaCO3分解时热量不足,容易造成夹生。如粒度太大,到冷却带时还在燃烧,致使排矿温度过高,即浪费燃料,又使得排矿困难。没有合格且稳定的原、燃料,就无法生产合格的产品。所以有了合格的燃料为基础,再加上先进的工艺,就保证了产品的高品质。
  6、原、燃料称量与混配设计新颖,调整方便。
  混配系统的称量装置采用具有全自动控制能力的自动称量装置。精度<3‰。在称量时,由变频控制的振动给料机分二次给料,先以较快的速度供料至90%,再以较慢的速度供料至100%,石灰石误差在2Kg以内,焦炭(煤)误差在0.21Kg内,并且,上次的称量误差,下次能够自动补偿。在混合物料过程中的传动装置亦采用变频调速控制。先把石灰石、焦炭(煤)放在其中间料斗内,然后在规定的时间内通过宽度为800mm的皮带混匀(石灰石在下,焦碳(煤)在上)通过流槽,进入上料斗。二者必须保证在同一时间内完成(即做到头头相重,尾尾相重)。二者流量大小具有调节手段,整个称量、混匀过程都由可编程控制器(PLC)自动控制,且现场有监视装置进行监视。控制系统采用全自动和半自动冗余方式控制,可与计算机相连进行动态画面显示、报警、打印等功能。
  7、布料设备结构奇特,窑内布量混匀到极致。
  炉顶振动给料机均匀地将炉顶贮料斗中炉料送至一边布料、一边旋转的回转式布料器中。每次布完料,旋转溜槽所停位置均比开始运转时所在位置前移80度。这样保证了布料始终位相错的均匀性。布料后的料面形状平面型或马鞍型由调整后的布料板决定。也可在一个方位进行定点布料。
  8、不停风的均匀排灰,保持良好炉况。
  该窑排灰采用圆盘出灰机和两段密封阀组成的排灰机构。圆盘出灰机能保证将烧成的灰块在不挤压破碎的情况下,完整的排出,并落到两段密封阀中。两段密封阀的两个挡板交替工作,既能使灰块均匀排出又能保证助燃风不泄漏而连续鼓风。这样即保证了炉内气流分布稳定,又保证了煅烧带的温度连续。使得烧成的石灰有了高品质和高产量。
  9、炉况调控手段先进,调偏仅用3-4小时。
  窑体上部设有废气循环的装置。当上部出现炉况偏烧时,操作上部八个阀门的开闭,鼓入不含氧气的烟囱中排出的废气即可调整上部偏烧的炉况。
  窑体下部设有二次助燃风装置,当下部出现炉况偏烧时,操作下部八个阀门的开闭,鼓入从罗茨风机送来的助燃风,即可调整下部偏烧的炉况。出现偏烧严重的炉况,一般仅用3小时,即可调整过来。
  10、自动化生产的水平高,单人操作正常生产。
  从原料斗上料—电子称称重—混配料—炉顶上料—布料—排灰—成品进料仓全部实现自动化,需要调整炉况参数时,只在工控室中微机上操作即可。

相关设备编辑本段回目录

  为了保证该成品灰的质量和产量,在生产中实现稳定的全自动化生产,该窑型必用的专用设备和主要标准设备如下:
  1、专用设备共七套
  (1)、青石配料电子称量系统(QCX-1.5型)
  煤配料电子称量系统(JCX-0.5型)
  在该窑生产工艺中,要求石灰石和煤混合加料。在混合中两种料的配比至关重要,这两种称量系统能精确地测定原料的质量,并通过特有的配料方式能将两种料混合。另外当原料粒度或煤的燃烧值有变化时,需要调整两种原料的配比,在工控室操作微机即可实现。
  电子称中的主要压力传感元件和PLC模块采用进口器件,它能很好的保证连续长期无故障的运行。
  (2)、智能主令控制器(ZNLK-10型)
主卷扬系统,将电机运转改为变频调速。在整个小车行程中从上料开始0~6m行程采用无级加速6m后调为1m∕s平稳运行,终端行程提前6m作无级减速运行,直至卸料。此设计方案确保料车运行平稳,大大减少震动和斜桥的故障率。比不用变频调速可提高提升能力60%。主卷扬的控制主令现设计为ZNLK—10J智能主令控制器(已被全国宝钢、鞍钢、邯钢等百余厂家使用推广)。使得主卷扬系统维修大大减少。小车运行状况和调整钢丝绳长度再也不用停机调整。钢丝绳的实用寿命提高3倍以上。 (3)、旋转布料器(BLQ-4型)
  炉内加料关键要保证料面均匀平整,旋转布料器可以将原料燃料均匀散落在料面上,布料的料面形状可调。应用变频调速器,PLC控制,使得布料准确、可靠。布料器中关键结构如料筒、挡板、布料导槽,撒石板等均用耐高温、耐腐蚀不锈钢制作。转动部分用特制耐高温平面轴承,使得设备运行可靠,能在恶劣的环境中长期连续无故障运行。为石灰石的高质量煅烧提供了很好的工艺条件。
  该布料器的特殊结构能将石灰石和煤均匀混合后撒落到料面。大大减少了由于布料不均匀而造成炉内结瘤严重,浪费燃料的情况。如水钢、济钢等单位在更换了该种布料器后,经过实测生产每吨灰节约焦炭(或煤)在15Kg以上。
  (4)、智能探测料位计(ZTP-A型)
料位计装在炉顶,通过在工控室遥控能很方便的对料面料位进行探测,以控制确定料车是否上料,排灰设备是否工作。
  料位计的探测部分采用耐高温(600℃以上)耐腐蚀材料制作。控制系统采用进口传感器件和PLC模块,以满足测量系统在恶劣环境中能长期可靠运行。该设备已在全国钢铁、铝业等石灰竖窑中广泛应用。
  (5)、仿真风帽(FF-250型)
  活性石灰竖窑在煅烧过程中,供风的大小和均匀程度,对石灰的活性度和煅烧的生熟均匀度至关重要。此风帽是用计算机仿真设计的风帽。它能使得供风均匀。使炉况因供风不均而产生的偏烧、过烧、生烧现象大大减少,大大提高了活性石灰的质量。
  另外,由于风帽的特殊构造,它比其它风帽能避免吹起的灰份上移堵塞气路而影响炉况。同时还比其它风帽排灰顺畅。在恶劣的排灰环境中,它还具有耐压和耐高温不变形等性能。
  (6)、圆盘出灰机(YPJ-4型)
  该设备主要由电动机、减速机、传动轴、转盘刮刀等件组成。
  a、排灰过程中,不挤压和损坏块状石灰,使出灰过程中产生的粉灰量大大减少。
  b、排灰过程中使整个炉内料面下降平稳,保持了料面平整。
  c、排灰过程中由于排灰机自动正转和逆转,使得上面的石灰块间的气流隙保持不变,从而保持气流顺畅,而不像其它排灰设备容易使炉内空隙变小气流紊乱。
  d、由于电动机采用变频运行,出灰量的大小在工控室内点鼠标即可调整,根据产量需要能很方便调整出灰量。
  e、工艺人员根据原料和燃料的质量及外界因素的变化,经常需要调整炉况,如它可调成单边出灰,本设备配合调整炉况得心应手。
  (7)、两段密封阀出灰机(SMF-4型)
  在石灰竖窑生产中,为保证成品石灰的质量和产量,必须做到不停助燃风连续生产。而两段密封阀出灰机就是高效自动化出灰生产中的关键设备之一。
  全套设备由上、下两段挡板串联组成,每个挡板由挡板箱、挡板、挡板轴、挡板垫片、检修门盖、气动系统和润滑系统组成。
  两段挡板轮番交替开闭,把排灰筒中连续落下的石灰不断排到成品传送皮带机上。排灰过程中由于挡板的密封作用,使助燃风能连续供风而不致从下面泄漏。
  主要特点:
  a、设备配合圆盘机使用,在连续排灰中使炉内密封良好,不影响助燃风连续送风。
  b、排灰过程中不挤压和损坏石灰块。
  c、设备运行准备,可靠,免经常维护,故障率极低。

燃气石灰窑编辑本段回目录

  燃气石灰窑简单说就是在石灰煅烧中,利用天然气、煤制气等可燃气体进行石灰煅烧的窑炉。一般以配备煤气发生炉生产的煤制气石灰窑居多[4]。这种燃气石灰窑大都设计为竖窑,中间设置有燃烧段配置煤气烧嘴进行喷射燃烧,炉窑直径一般在2.5-2.8米之间。配备煤气发生炉有单段和双段,从燃烧效果上说双段煤气发生炉更适合石灰窑的应用[5]。配备煤气发生炉的石灰窑窑型有圆形和方形两种,由于方窑为了扩大产能可以增加长度宽度不变,不影响煤气烧嘴的喷烧距离,其宽度大都是在2.5米范围内,两边设置烧嘴完全可以使火焰达到中心位置,所以石灰窑配煤气发生炉的以方窑为多。也有在原有旧式竖窑的基础上,改为燃气石灰窑的。

  故障处理

  托轮瓦座球体磨损

  石灰窑在运行过程中,因为轴瓦断裂造成瓦座球体磨损,问题发生后,传统方法不能现场有效修复,更换新备件不仅需要高额的费用,而且需要长时间停机等待备件,将给企业造成重大损失。高分子复合材料具有超强的粘着力,优异的抗压强度等综合性能,可免机加工现场快速修复瓦座球体磨损。既无补焊热应力影响,修复厚度也不受限制,同时产品所具有的金属材料不具备的退让性,吸收设备的冲击震动,并且可使配合面100%接触,避免了再次出现磨损的可能。
  托轮瓦座及其球体裂纹

  石灰窑托轮瓦座球体或托轮瓦座因为意外冻裂,因为是铸铁材质,传统方法同样不能修复。采用美嘉华高分子复合材料具有超强的粘着力,优异的综合机械性能,以及良好的耐受水、油及化学介质的能力。修复回转窑托轮瓦座球体,为企业节省大量的停机时间,创造巨大的经济价值;避免了报废更换,使企业内部的维修资源得到优化。

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