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    燒成系統下料管應用微晶抗結皮材料增產降耗

    2020-11-16 15:01:09??????點擊:

    水泥人網 > 新聞 > 行業 > 正文   2020-03-26 08:54:15 來源:水泥人

    燒成系統下料管應用微晶抗結皮材料和納米隔熱材料增產降耗

    近年來,為推動水泥行業轉型升級、降本增效,加快供給側結構性改革,水泥企業主動采用新技術、新裝備、新經驗,補齊發展短板、培育壯大新動能。

      淄博山水水泥有限公司日產5000噸熟料生產線,自投產以來由于原材料中有害成分含量偏高和工藝系統的局限,原先使用的抗結皮澆注料效果并不理想,生產過程中一直存在預熱器系統結皮較為嚴重的問題。燒成系統連續運轉2個月后五級筒結皮厚度能達到20cm左右,因下料管結皮造成預熱器下料管堵塞的工藝事故較多,雖然后來通過增加空氣炮定點噴吹和人工清理稍有改善,但由于石灰石整體有害成分偏高,無法從根本上解決預熱器結皮多的難題。

      結皮產生的主要原因是原燃材料中的揮發性的有害成分,隨溫度升高揮發物富集循環,產生的氯化堿(RCl)和硫酸堿(R2SO4)等低共熔化合物,包裹部分生料附著在煙室內壁、最低兩級預熱器錐體和下料管內壁上形成了結皮,大量的結皮附著勢必影響系統通風,影響窯系統況,嚴重時結皮脫落堵住錐體及下料管部位,影響回轉窯的正常運轉,給企業帶來經濟損失和安全隱患。

      針對預熱器下料管系統結皮嚴重的問題,2018年底淄博山水水泥有限公司開始嘗試采用新型抗結皮耐火材料,希望可以解決預熱器下料管結皮多、易造成卡堵、清理難度大的問題。在試用過的新型抗結皮耐火材料中,效果最為突出的是微晶筒、澆注料和納米隔熱板的技改方案。

      一、微晶高溫耐磨材料

      微晶高溫耐磨材料經注漿或壓制成型工藝制成胚體后,采用一次燒成工藝制成,在1400?1500℃的溫度下反應形成微晶化氮化硅多相復合特種耐磨材料,不與其他物料產生結晶,所以防結皮效果很好,微晶高溫耐磨材料具有以下優點:

      1、質量輕:微晶材料的密度只有2.7-3.0g/cm3,與耐火材料密度相當。

      2、耐高溫:微晶材料的長時間耐高溫溫度是1200℃,短時間耐高溫可達到1300℃,隨著溫度的升高,性能有所下降。

      3、熱穩定性好:微晶新材耐急冷急熱性實驗在750℃水冷條件下>10次不破壞,實際應用溫度是1200℃至100℃度交互作用不破壞。

      4、高耐磨:微晶新材具有優異的耐磨性能, 磨耗量為0.03 g/cm2,耐磨性是鑄石(0.09g/cm2)的3倍。

      5、耐酸堿:微晶新材即耐酸又耐堿,特別是在高溫下也能在酸堿交替的復雜環境下使用。

      6、優良的抗結皮性能:由于微晶材料特殊的物理性且表面光滑,能使物料不與其發生反應,也不會粘結在內襯材料上,非常適合水泥行業煙室、下料管等高溫、酸堿度及溫度變化頻繁的部位,而且制作、安裝、施工簡便。

      二、NJS950型納米隔熱板

      4~5級下料管使用微晶高溫耐磨材料同時,采用新型的NJS950型納米隔熱材料為背襯隔熱層,彌補了微晶材料和耐火澆注料的隔熱性能不足的問題。NJS950型納米隔熱材料是采用納米技術,添加了獨特的反紅外輻射材料,采取特殊的工藝生產出來的納米級微孔隔熱材料,相比較于傳統陶瓷纖維和微孔硅酸鈣板這類微米級氣孔隔熱材料,納米隔熱材料的氣孔在20納米左右,導致其導熱系數成為迄今為止最低的隔熱材料,同樣溫度下的隔熱性能比傳統隔熱材料要好4倍,

    詳細隔熱性能對比見下表-1。


    三、實施和效果

      拆除4~5級舊下料管,重新制作直徑D950mm鐵質外筒,內部安裝內徑為Φ700mm微晶高溫耐磨筒,在外筒內壁上焊接V80扒釘,然后在內壁的錨固件之間鑲貼30mm的NJS950型納米隔熱板,填充澆注料,在合適部位預留清灰孔。施工中要求上下的每節微晶高溫耐磨筒必須卡入自身的端頭卡槽內,接縫處無爬臺現象;確保納米隔熱板鑲貼嚴密、澆注料厚度均勻。4~5級下料管總長度為48m,總的使用面積為143m2,詳細施工見下圖-1和圖-2。


    圖-1:納米隔熱板下料管施工圖片

    圖-2:微晶耐磨高溫材料下料管施工圖片

    新型的4~5下料管投入使用后,在正常生產運行中,用專門的紅外線成像測溫儀器,對更換的部位進行測溫,溫度改善效果詳細見下表-2。

      4~5級下料管外殼溫度對比表 表-2


    為直觀形像地觀察下料管外殼溫度情況,下面為紅外線成像測溫效果對比圖:

    圖-3:4~5級下料管紅外線成像測試外殼溫度

      由上表和圖片可以看出,原來外殼溫度平均為187℃,現在平均為93.2℃,下降了93.8℃,由此可以節省大量的燃料費用。

      四、結皮觀察

      4~5下料管更換微晶高溫耐磨材料,運行半年后觀察下料管內部時,幾乎沒有看到結皮現象。這就大大減少了人工的清理頻次,降低職工勞動強度,減少清理時高溫燙傷的風險,詳細圖片見下圖-4。


     圖-4:下料管內壁結皮觀察

      五、經濟效益

      1、增產效益

      減少下料管結皮造成卡堵停窯事故,具有增產效益。因堵塞事故造成停窯,按照每次處理時間平均在兩小時左右,歷年因下料管卡堵造成停窯平均為2次,熟料臺時產量250t/h,熟料價格為400元/噸,每年因下料管卡賭造成損失計算為40萬元。

      2、節省清理費用

      外協施工隊伍清理下料管結皮費用為860元/米,4~5級下料管總長度共計48m,按照每年清理一次計算,每年節約結皮清理費用為4.13萬元。

      3、節省耐火材料

      原下料管結皮較多,日常中須用高壓水槍進行清理,對澆注料損傷嚴重,按照每兩年對澆注料更換一次計算,節約耐火材料費用13萬元,施工費用4.6萬元,每次費用合計17.6萬元,折合為每年節省8.8萬元。

      4、節能降耗效益

      由于采用了優異的NJS950型納米隔熱材料,使得下料管的外殼溫度下降了93.8℃,減少散熱損失1.03×106kJ/h,按每年實際運行200d,原煤價格770元/t,收到基低位發熱量按24697 kJ/kg計算,每年可節省燃料成本約為15.42萬元。

      上述的四項總計,技改后每年產生的經濟效益為68.35萬元;燒成系統下料管總長度48m,使用面積為143m2,材料費用和施工費總投資合計77.32萬元,投資回報期為14個月,增產和節能降耗效益非常顯著。

    本文作者:

      孫帥、沈紅浩、王鵬 淄博山水水泥有限公司


    上述文章中的微晶抗結皮材料是由淄博乾沃工貿有限公司生產的微晶高溫耐磨防結皮新材

    淄博乾沃工貿有限公司是集研發、設計、生產、施工為一體的綜合性微晶新材企業。

    公司具有高溫窯爐及國內先進的液壓振動一次性成型工藝,采用獨特配方的高檔微晶耐磨材料為原料,生產微晶高溫耐磨防結皮新材,微晶高溫耐磨防結皮新材制品、異型件等產品,具備耐高溫、硬度大、超強耐磨、在高溫下不易收縮變形,耐腐蝕、耐沖擊,使用壽命長等特點。廣泛應用于水泥行業的煙室、篦冷機、預熱器、下料管、磨機內襯、脫硝器內襯、筒倉內襯等部位,成功解決了水泥行業高溫生產中空氣炮崩渣、人工清結皮,易發生安全事故;經過廣大用戶使用,證明產品質量過硬,是其它材質的理想換代產品。

    誠信為本,合作共贏。乾沃人將以一流的產品,服務于廣大新老客戶,讓客戶滿意是我們不懈的追求??偨浝砝钪拒姅y全體員工真誠歡迎四??蜕?,各界朋友光臨我廠,蒞臨指導,共創輝煌。














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