汾西礦業集團公司水泥廠礦渣烘干車間,燃燒室為傳統的噴煤:層燃爐,每天兩班生產,全年車間生產運行時間200天(夏季不烘干),燃煤使用低位發熱量21.736MJ煙煤,要保證原料烘干效果,燃燒室單位時間需要投煤1250 kg/h,燃煤燃燼率80%左右。由于設備缺陷,投煤量不足,燃燒室熱力強度滿足不了烘干工藝要求,烘干后的礦渣水分超標,嚴重影響水泥磨臺產量,隨著煤炭價格的逐年上漲,原料烘干成本逐年上升,因此,必需對烘干車間燃燒室進行節能改造,以滿足生產需要。
1、改造方案
選擇技術成熟的高效沸騰爐代替目前的層燃爐,燃料先經過破煤機破碎,之后喂入爐膛,爐膛燃燒床改造成高效沸騰床,沸騰床下增加高壓鼓風機,使破碎后的燃料粒徑小于5 mm,在沸騰床上沸騰燃燒,提高燃料燃燼率。沸騰爐的爐腔結構特殊,爐腔熱力強度高,使沸騰爐可以燃燒劣質煤,只要燃料熱值達到10.5 MJ以上都可以保持穩定燃燒(資料介紹部分企業純粹燃燒煤矸石)。
2、改造工程實施情況
2008年5月開始調研論證,8月份用28天時間,拆除原有層燃爐,砌筑沸騰爐,安裝沸騰爐床,增加d400×600破煤機1臺(功率11 kW),安裝9 - 26Noll.2高壓鼓風機l臺(功率55 kW),共計投資29.2萬元(含安裝調試費)。
改造后試生產期間,考慮煤矸石熱值波動較大,多次實驗使用40%的原煤(平均低位發熱量20.934MJ),配用60%煤矸石(平均發熱量4.605MJ)混合入爐,沸騰爐燃燒運行正常,熱力強度達到和超過改造前的水平,滿足烘干生產要求,混合煤的燃燼率達到了98%以上,燃燒效率很高。
改造后,由于烘干效率提高,臺時產量達到改造前的一倍以上,縮短了運行時間,設備運行時間平均每天12 h,沸騰燃燒產生的灰燼大多隨風進入礦渣(對原料質量沒有影響),減少了清灰工作,同時保證了連續燃燒。減少了熱損失,穩定了燃燒室熱工制度;增加的2臺設備易損件很少,維護簡單,設備維護費用很小,改造前后燃燒室運行參數對比見表l。
3、改造后的特點
1)大大節約了原煤消耗,年節約原煤2200 t,不但降低了生產成本,還減少了大氣C02排放量,減少了空氣污染,做到節能減排。
2)摻燒煤矸石,年減排煤矸石2 856 t,減少煤矸石排放處置費用,美化了環境。
3)基本消除了燃燒室清灰工作,降低了清灰勞動強度,穩定熱工制度;同時產量提高,縮短
烘干機運行時間,綜合效益良好。
4)煤矸石及煤的灰分進入礦渣做混合材使用,減少礦渣采供量。
5)烘干效率提高,礦渣終水分達標,水泥磨產量穩定提高20%左右,單位產品電耗明顯降低,間接經濟效益相當可觀。
4、經濟效益分析
1)原煤節約量:
a)節煤計算:
(1 250×16 h- 750×12 h) kg×200 d=2 200 000 kg/a =2 200 t/a
b)原煤節約價值:
2 200 t/a x220元/t-484 000元。
2)年電耗增加量及電費支出:
a)增加電耗計算:
(663 - 242) kWh×200 d=84 200 kWh
b)年增加電費支出:
84 200 kWh x0.42元/kWh =35 364元
3)年煤矸石用量及費用支出:
a)年煤矸石用量:
1 190 x12 h x200 d=2 856 t
b)使用煤矸石年費用支出:
2 856tx18元/t=51 408元。
4)年經濟效益。
a)年節約價值計算。原煤節約價值一增加電費一煤矸石年費用= 484000-35364-51 408=397 228元,
b)投資回報期限:292000元/397 228元×12月=8.8個月。
5、結語
該項目投資回收期限短,年節約能源量大,降低了生產成本,經濟效益可觀;此項目符合國家環境保護及節能減排政策,美化了社會環境,社會效益良好;項目技術成熟可靠,可以應用于熱力強度要求不高的許多燃燒設備,具有廣泛的推廣價值。