滚筒式煤泥干燥系统的改进

煤炭加工与综合利用滚筒式煤泥干燥系统的改进何永学，费维荣（盘江煤电集团公司盘北选煤厂，贵州盘县561619烧炉砌体缝隙生成的原因；采用新型浇注材料烧结整体密封耐磨陶瓷对炉体进行密封后，煤泥干燥系统生产稳定，燃烧炉热工效率大大提高，节约了能源消耗，干燥机的生产能力增加。
贵州盘江煤电（集团）公司盘北选煤厂委托唐山市协力干燥技术有限公司设计的煤泥单独干燥和中煤与煤泥混合干燥的工艺，其参数为：单独干燥煤泥处理量45th入料水分为30出料水分为8~12，燃烧炉的炉排有效面积为11m2，炉膛温度800~1200°C，干燥机入口温度600 ~800°C，干燥机出口温度100干后产品温度50°C.2002年建成投产，在试产期间，各项生产技术指标均能达到设计要求。试产证明了该项煤泥干燥技术是成熟的，选取的主要工艺参数也是合理的，并具有一定的富余能力。
1问题的提出一项系统工程，既要有科学合理的结构设计和材料的选择还要能使结构和材料在佳工况下长期工作。煤泥干燥系统投入运行后不到半年就出现了干燥筒入口温度上不去，甚至达不到下限温度600°C（后期500 *C左右）当煤泥水分波动时，干燥后的产品水分大于12甚至在15~20；燃烧炉的给煤闸板被烧坏，燃料煤仓经常着火，炉前的吊墙结构砖被烧坏，炉排系统损坏，不能正常工作，尤其是燃烧炉炉体部分“跑火”严重。
因为干燥系统属于负压操作，从炉体外部通过砌体缝隙进入的“冷空气”现象严重，从而给人造成了一种保温较好的错觉，实际上炉内高温是以辐射形式通过缝隙散热，在负压的作用下，“冷空气”
通过缝隙进行逆向对流，也就是说一方面炉排燃烧系统是在高负压下工作；另一方面炉体通过砌体的缝隙以辐射的形式散热和“冷空气”进行“中和”，从而导致进入干燥筒的烟气温度偏低。
燃烧炉的给煤闸板、吊墙砖被烧坏，给煤仓10m左右，相当于给煤溜槽漏斗，抽力较大。当炉体无缝隙时，在引风机的抽力下，给煤闸板处，尤其在吊墙处大约为零压或微负压。而当炉体出现缝隙时，零压或微负压被打破，一部分“冷空气”去给煤机方向，这就是出现“倒火”的原故。
综上分析，往复式燃烧炉系统不能正常工作，主要原因是砌体的缝隙问题。出现这种问题，既不能说是设计问题，也不能说是窑炉的砌筑和使用问题，而是窑炉的密封问题。在高温窑炉作业中，窑体的密封是保证窑炉使用寿命长，热工参数在佳工况下稳定、可靠和节能降耗的重要手段。
2燃烧炉砌体出现缝隙的原因分析耐火材料设计规范要求，不同种类的耐火材料都要采用同质的耐火泥，如普通粘土砖要求粘土质胶泥、高铝砖要求高铝质耐火泥、硅砖要求硅电副总工程师、工程师，.煤炭加工与综合利用产生“低温共熔”。在材质的选取上要求耐火材料的荷重软化温度（也称高温荷重变形温度）大于炉体使用高温度150*C.因为在荷重软化温度接近炉体的使用温度时，耐火材料将软化变形，其结果是不言而喻的。同质材料耐火胶泥不论是水硬性，还是气硬性的粘结剂在低于荷重软化温度下使用，不可能达到液相烧结成陶瓷体也就是说形成不了化学结合陶瓷；它们都属于物理结合，其粘结性一旦被破坏，粘结强度就大幅度降低，甚至没有粘结力。盘北选煤厂煤泥烘干系统中的往复式燃烧炉故障率高，经常停炉、压火，炉温大起大落，在频繁的热胀冷缩作用下，耐火泥与耐火砖的粘结遭到破坏；在有“冷空气”流动的情况下耐火胶泥脱落，从而造成砌体产生缝隙。
3利用新型浇注料烧结成整体密封耐磨陶瓷炉体耐火材料及加热过程确定下来以后，耐火泥与耐火砖在工作状态下的粘结性能是无法改变的，如果能保证耐火胶泥不脱落，也就能保证窑炉体不产生缝隙。因此窑炉的密封工程是解决上述问题的有效途径。带着这个思路我们考查了老屋基电厂流化床锅炉水冷壁上应用的低温熔相法烧结耐磨陶瓷的新型浇注料，这种材料在锅炉水冷壁形成一层整体的烧结耐磨陶瓷，解决了以前刚玉浇注料开裂脱落问题。该电厂使用3a多来，基本上解决了开裂、脱落问题。这种新型浇注料还有自愈合裂纹的性能，就是说当烧结陶瓷体出现裂纹时（热胀冷缩产生），在高温工作状态下（00~ 1000C）能够自动把伤口、裂纹重新愈合。
这一现象对我们启发很大，因为我们的炉子温度波动很大，无论什么材料在500C温差的变化下，热胀冷缩都将使密封层“开裂”，如果能有自愈合裂纹性能的材料，问题就简单多了。带着这个问题我们咨询了生产低温熔相法烧结耐磨陶瓷浇注料的厂家（这项技术己申请国家专利），即安徽省滁州市华慧防腐材料有限公司有关专家，经过方案论证，后又与唐山市协力干燥技术有限公司（设计单位）三方达成共识，确定了改造施工方案，在窑炉耐火砖与保温层之间浇注50一层密封浇注料，利用燃烧炉体的工作温度（炉体温度可达800 ~1000C）进行低温熔相耐磨陶瓷的封浇注料低温熔相法耐磨陶瓷的烧结过程。
4实践验证燃烧炉主体的耐火材料由原来普通粘土改为高铝砖，碹顶砖由原来230mm厚改为250mm，给煤仓的闸板和煤导料箱、进料搅刀改为耐热不锈钢材料，密封层厚度平均为60mm，保温层采用50mm的保温涂料。经过近一个月的改造施工，顺利完成了任务。烤窑及一个多月的试生产表明，各项生产技术指标均达到了设计要求，尤其是新型密封材料显现出了优越的性能：一点非常适合现场生产需要。
给煤闸板处没有出现“倒火”现象，给煤仓内也没有着火现象，解决了事故隐患。
干燥筒入口温度可调节余地大，温度可达900C干燥机小时处理能力加。
节约了能源。由于炉体密封好，热效率高，所以燃料煤用量减少，温度波动小，生产稳定、可靠。
5结语燃烧炉的改造成功，表明了高温炉密封工程的重要性。所选密封浇注料一定要能在燃烧炉工作过程中烧结成具有整体性的陶瓷，而且在炉体温度有较大波动时产生的热胀冷缩裂纹具有自愈合性能。
有些结构参数在交互作用下的变化较显著，大有动一发牵全身的作用。如盘北选煤厂的燃烧炉吊墙比原设计下降了200mm左右，主要原因是给煤仓太高（10m左右），抽力较大，导致给煤仓的闸板处出现“倒火”。虽然降低了吊墙高度，解决了“倒火”现象，但使燃烧炉的热点向下移动，使炉排的有效面积打了折扣，燃煤有不完全燃烧现象，这个问题值得商榷。
为了保证吊墙长期在高温下正常工作，需对吊墙钢结构进行风冷却，这也是一个非常重要的环节。