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浙江省散装水泥发展中心关于推广应用 干混砂浆煤改气热风炉技术的通知

作者:浙江省散装水泥发展中心发布时间:2020-09-09 16:21:26 浏览次数:

 

浙散发〔202035

 

各市、县(市、区)散装水泥管理部门:

为打赢蓝天保卫战和建设美丽浙江,认真贯彻落实省商务厅、经信厅、自然资源厅、住建厅和生态环境厅等5部门关于《浙江省预拌干混砂浆行业技术生产实施方案的通知》(浙商务联发[2019]127号)文件精神,进一步提升全省干混砂浆行业清洁化水平,浙江省散装水泥发展中心委托绍兴益森工程机械有限公司等单位研发了干混砂浆煤改气热风炉技术(详见浙江省散装水泥发展中心网站,网址:http://www.zjszsn.com.cn)。该技术是一种直接烟道加热型卧式热风炉,替代了原有复杂的煤粉制备和沸腾炉系统,具有维护费用低、劳动强度低、生产效率和质量控制水平高等特点,由于使用天然气为燃料,杜绝了二氧化硫的排放,使环保水平大幅提高,符合清洁化生产的需要。现予以在干混砂浆全省清洁化生产中推广应用。

 

 

 

 

                                                                                         浙江省散装水泥发展中心

                                                                                          2020831

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

抄送:浙江省散装水泥与预拌砂浆发展研究会                                                                                                                                          

浙江省散装水泥发展中心                                                                                                                                  202096日印发

 

烘干系统煤改气智能化热风炉改造技术特色

 

一、燃烧器配套

燃烧器

配套进口意大利利雅路燃烧器,安全性能好。各阀门漏气自动检测,有效防止高压液化天然气开关阀门的漏气。

炉内天然气浓度自动检测

为防止燃烧器阀门打开而未点燃,炉内天然气浓度含量过高时,遇火或再次点火时会发生爆燃事故,本装置可以自动检测规避。

智能控制

燃烧器风门自动调节,保证天然气充分燃烧;在线 检测炉内温度,自动跟踪,自动控制,保证炉内温度稳定,保持烘干机产量增减对高温气体流量增减的线性变化,确保砂烘干水分的稳定,并减少热量损耗。

二、特色保温纤维棉

采用特殊陶瓷纤维隔热材料作为保温材料,导热系数小,筒体表面温度控制在自然温度+45度。采用独特的模块装配方式,结构紧密,热渗透小,耐温隔热性强,又牢固性好,使用周期长、隔热材料使用成本低。

开机时,升温速度较快,炉内四周陶瓷纤维吸热少,一般5分钟烘干机内部达到正常运行温度,即可正常运行,较燃煤系统缩短四分之三以上,既节能,又大幅度提升运转效率,确保干砂的质量。由于陶瓷纤维和耐火砖、浇注料相比没有储能性能,停机后又迅速降温,其热效率高到97%,比原有沸腾炉的80%要节能得多。

三、质量控制

按照国标《干混砂浆生产工艺与应用技术规范》的要求,干砂的水分控制≤0.5%,温度≤65°,因此,对干砂的水分检测尤为关键。

目前常规的采用实验室人员按照检测频次去现场取样检测,不但劳动强度大,而且取样也缺乏时效性和正确性,检测的数据经常出现水分远低于控制值,此时砂的温度一般在70°以上无效增加成本。或者水分又远高于控制值,对生产和质量带来影响。

在利用天然气作为热源后,能效的节约利用是业主最为关注的事情,因此提出一种即时动态的检测方式来解决这个问题,一方面保证干砂的烘干质量,另一方面做到节约成本,减少浪费,这是迫切需要解决的问题。

三回程烘干机采用天然气燃烧产生热量,利用热辐射和交换,使砂表面与空隙内水分蒸发,合格干砂要求含水率小于或等于0.5%。烘干机热风炉天然气燃烧时产生Nox气体,800℃左右的高温气体经过烘干机三个回程,气体内大量热量被砂吸收,最后在烘干机尾部排出约温度为70-90 ℃的废气,通过收尘器粉尘处理后向大气排放。

四、排放物控制

根据燃气的特性分析,燃烧时在富氧状态会产生Nox排放浓度上升,在缺氧时,气体

燃烧不充分或燃烧时间延长,热效应降低,用气量增加。

为此,在尾气排放管路上设计氧含量在线检测装置,动态在线检测试尾气中的氧含量,再结合砂烘干热风量需求平衡,自动调节燃烧器风门和除尘器风机风量,达到燃烧时氧含量的最佳值,实现使废气排放达标。

 

 

五、成本分析

对比项目

天然气

实物煤

燃料价格(元/m3,元/kg)

2.94

0.95

吨砂燃料直接成本(元/t)

含水率4.2%

含水率8%

含水率4.2%

含水率8%

13.56

23.52

9.5

14.75

烘干电力成本(元/t)

1.86

2.62

升温时间(min)

≤20

≥60

热稳定性

较高的稳定性。

受煤质、煤粉细度、输煤设备的影响,稳定性差。

环境影响

产生较少的SO2、NOx废气,可忽略,节约废气处理费用;无废渣产生。

产生SO2、NOx废气,需处理后排放,废气处理费用高;有废渣产生,需处理。

自动化水平

可实现自动化运行,现场无人值守,节约人工成本。

难以实现自动化运行,现场需人工值守,增加用工成本。

劳动强度

巡检即可

专人值守,及时捅炉、清渣等。

应用环境

生产现场干净,燃料供应不受天气环境的影响。

受煤堆放、进料、破碎等影响较大,生产现场环境恶劣;燃料供应受天气环境影响较大。

 

六、结构设计的特点

1. 检修门设计:维修方便;

2. 螺旋型进气阀门布置:燃料火焰以螺旋型聚向中间,保护隔热材料,

3. 模块式设计:安装方便,缩短改造时间;

4. 与烘干机连接:密封性较强,防砂堆积堵塞设计;

5. 挡火墙设置:保证炉内燃烧充分,燃料火焰不冲刷烘干机内筒,可保护烘干机内筒装置;

6. 优势:简洁明了,改造便捷 ,优化成本,符合方向。

    目前常规的采用实验室人员按照检测频次去现场取样检测,不但劳动强度大,而且取样也缺乏时效性和正确性,检测的数据经常出现水分远低于控制值,此时砂的温度一般在70°以上无效增加成本。或者水分又远高于控制值,对生产和质量带来影响。

在利用天然气作为热源后,能效的节约利用是业主最为关注的事情,因此提出一种即时动态的检测方式来解决这个问题,一方面保证干砂的烘干质量,另一方面做到节约成本,减少浪费,这是迫切需要解决的问题。

七、出料温度与燃烧器比例调节器形成闭环控制

安装热电阻和红外线测温装置,对废气和干砂进行温度在线检测,结合实验室的抽样检测数据的对比。此方式设备投资简单。

    采用在线干砂水分检测技术,这种动态检测方式数据正确,时效性强,缺点是仪器的投资较大。

采用红外线测温来检测干砂温度,通过变送器信号传递,实现与燃烧器比例调节器形成闭环控制,达到燃气成本的最优化。

NOx废气的达标排放控制

三回程烘干机采用天然气燃烧产生热量,利用热辐射和交换,使砂表面与空隙内水分蒸发,合格干砂要求含水率小于或等于0.5%。烘干机热风炉天然气燃烧时产生Nox气体,800℃左右的高温气体经过烘干机三个回程,气体内大量热量被砂吸收,最后在烘干机尾部排出约温度为70-90 ℃的废气,通过收尘器粉尘处理后向大气排放。

    根据燃气的特性分析,燃烧时在富氧状态会产生Nox排放浓度上升,在缺氧时,气体燃烧不充分或燃烧时间延长,热效应降低,用气量增加。

    为此,在尾气排放管路上设计氧含量在线检测装置,动态在线检测试尾气中的氧含量,再结合砂烘干热风量需求平衡,自动调节燃烧器风门和除尘器风机风量,达到燃烧时氧含量的最佳值,实现废气排放达标。

采用燃气方式产生的最大污染是NOx的排放。根据燃气的特性分析,燃烧时供氧量的配套是否合理是降低污染的关键,为此,结合回转窑分解炉煅烧技术,计划在尾气排放管路上增加一个氧含量取样检测装置,即时动态的测试到尾气中的氧含量,再结合经验来分析氧含量和NOx的排放的关联,通过上传的即时氧含量数据,通过执行机构来操作炉头的调节风门,拟将现有的16个调节风门中的8-10个设计为固定开启,另6个分为两组,即3个一组采用执行器和氧含量的数据上传来闭环来控制,达到燃烧工况的最佳处理,并使排放达标。

 

 


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