冶金石灰窯爐節(jié)能技術(shù)及發(fā)展方向ppt課件

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冶金石灰窯爐節(jié)能技術(shù)及發(fā)展方向,前言 主要冶金石灰窯爐介紹 主要節(jié)能技術(shù)及發(fā)展方向 結(jié)束語,目 錄,一、前言,石灰作為工業(yè)生產(chǎn)的重要輔料，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、環(huán)保、建材等諸多行業(yè)，高品質(zhì)的活性石灰主要應(yīng)用于煉鋼、燒結(jié)，以及電石行業(yè)。2014年冶金石灰的消耗總量約為9860萬噸，冶金石灰產(chǎn)能約為1.1億噸。,根據(jù)2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國冶金石灰產(chǎn)能中，具有國際先進水平的或國內(nèi)先進水平的占總產(chǎn)能的58.8%，國內(nèi)一般水平的占總產(chǎn)能的14.8%，落后產(chǎn)能占26.4%。而普通石灰生產(chǎn)大多數(shù)仍然采用簡易窯或土窯落后裝備生產(chǎn)，以煤為燃料，無質(zhì)量保證措施和環(huán)保措施，能耗高。,開發(fā)推廣先進的節(jié)能技術(shù)是冶金石灰行業(yè)實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的重要方向。,二、主要冶金石灰窯爐介紹,2.1回轉(zhuǎn)窯,回轉(zhuǎn)窯是國內(nèi)技術(shù)最成熟、推廣范圍最廣的先進石灰窯。 設(shè)計生產(chǎn)能力涵蓋250t/d～1200t/d。 適用燃料：煤粉、天然氣、各類煤氣、多種煤氣混燒、氣煤混燒。 600t/d生產(chǎn)線能耗指標：熱耗1150x4.18kj/kg以下，電耗45kwh/t以下。,2.2雙膛豎窯,世界上最先進的石灰窯爐之一。 最大特點在于并流蓄熱焙燒原理，具有石灰生產(chǎn)行業(yè)所公認的最小熱消耗。 設(shè)計能力覆蓋120t/d～600t/d，800t/d雙膛 豎窯已完成技術(shù)攻關(guān)。 適用燃料：煤粉、天然氣、各類煤氣、多 種煤氣混燒、氣煤混燒。 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，活性度可達380～420ml。 氣體燃料能耗指標：熱耗低至850x4.18kj/kg，電耗40kwh/t。,2.3套筒窯,也稱為環(huán)形套筒豎窯。 由砌有耐火材料的窯殼和分為上、下兩段的內(nèi)套筒組成， 主要窯型規(guī)格為150t/d、300t/d、500t/d、 600t/d等。 氣體燃料能耗指標：熱耗900x4.18kj/kg， 電耗40kwh/t。,2.4梁式窯,核心技術(shù)是采用兩層燃燒梁為熱工工具焙燒石灰。 設(shè)計能力覆蓋100t/d～500t/d。 適用燃料：煤粉、天然氣、各類煤氣、多種煤氣混燒、氣煤混燒。 生產(chǎn)操作好時，活性度可達350ml以上。 能耗指標：熱耗900x4.18kj/kg，電耗30kwh/t。,2.5混料窯,當前流行的主要有：機械化豎窯、節(jié)能窯、馬氏窯 機械化豎窯窯型有50~500m3，燃料為焦炭、無煙塊煤、無煙煤球。噸灰熱耗為140公斤標準煤。 節(jié)能窯窯型有50~300m3，燃料為無煙碎煤。噸灰熱耗為140公斤標準煤。 馬氏窯窯型主要為150t/d，燃料為無煙塊煤?；钚远龋?00ml。,三、主要節(jié)能技術(shù)及發(fā)展方向,新型煅燒技術(shù) 窯襯涂層技術(shù)和新型窯襯結(jié)構(gòu) 窯爐余熱利用技術(shù) 自動化及節(jié)電技術(shù),冶金石灰窯爐的能源消耗主要集中體現(xiàn)在熱能消耗與電能消耗兩方面。因此，目前各科研及生產(chǎn)單位以這兩方面為切入點開發(fā)石灰窯爐的節(jié)能技術(shù)與措施。具體方向可以歸納為：,3.1新型煅燒技術(shù),3.1.1富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用 富氧燃燒技術(shù)是工業(yè)窯爐最為看好的節(jié)能環(huán)保燃燒方式之一，具有諸多優(yōu)勢： 減少空氣需要量，降低煙氣生成量，使煙氣帶走的熱損失降低，熱量利用率提高。 提高理論發(fā)熱溫度和理論燃燒溫度，有利于燃料的完全燃燒。 提高理論燃燒速度，提高輻射給熱系數(shù)，拓寬著火極限，降低空氣過剩系數(shù)。,3.1.2強化燃燒技術(shù)開發(fā)利用 強化燃燒技術(shù)可以提高窯爐溫度，縮短反應(yīng)時間，滿足石灰煅燒的要求。冶金石灰窯爐的強化燃燒主要可以通過兩種途徑實現(xiàn)： 預(yù)熱燃氣和空氣：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，提高燃燒溫度，增大燃燒強度?例如，以低熱值煤氣為燃料的雙膛豎窯利用通道高溫煙氣余熱助燃空氣，以達到強化煅燒的目的，熱量利用率顯著提高。 加強氣流混合：燃燒的反應(yīng)速度很大程度上依賴于燃氣分子與氧氣分子之間的相互擴散混合速度，提高氣流混合的強度，會極大提高燃燒速度。 例如，各類高效燃燒器的開發(fā)。,3.1.3低熱值煤氣的綜合利用,綜合利用低熱值煤氣資源，不僅有利于鋼鐵企業(yè)的燃料平衡，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，同時可以減少因低熱值煤氣大量放散帶來的環(huán)境污染。目前冶金石灰窯爐低熱值煤氣利用的主要途徑有： 通過采用低熱值煤氣與高熱值煤氣混燒 通過采用低熱值煤氣與煤粉混燒 通過高效換熱器對低熱值煤氣進行預(yù)熱等,3.2窯襯涂層技術(shù)和新型窯襯結(jié)構(gòu)開發(fā),窯爐隔熱保溫技術(shù)是降低爐體散熱損失的主要途徑。該技術(shù)的關(guān)鍵點是降低窯內(nèi)高溫物料與氣體通過窯襯向外傳熱的綜合傳熱系數(shù)，由此產(chǎn)生的隔熱保溫技術(shù)有： （1）窯襯涂層技術(shù)。通過在窯襯表面噴涂涂層，降低窯內(nèi)襯表面的黑度，減小窯內(nèi)高溫物料及氣體向窯襯輻射傳熱的吸收比，減小傳熱量。在窯外壁噴涂涂層可以減小窯外壁向環(huán)境輻射傳熱的發(fā)射率，同樣可以減小窯襯向外界的散熱量。,（2）新型窯襯結(jié)構(gòu) 采用新型窯襯結(jié)構(gòu)是一項重要的節(jié)能措施，既可以減少燃料消耗，同時散熱量降低，可以改善窯爐周圍環(huán)境。,例如，回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線正在推廣的復(fù)合預(yù)制磚加澆注料的新型窯襯結(jié)構(gòu)： 復(fù)合預(yù)制磚由錨固件固定在窯體上，不容易出現(xiàn)掉磚 預(yù)制磚之間用輕質(zhì)高鋁纖維毯及澆注料填充，保證了砌體的整體性、牢 固性及保溫性 滿足砌體長期處于受震狀態(tài)的使用條件 使得窯皮溫度顯著降低，節(jié)能效果顯著,3.3窯爐余熱利用技術(shù),石灰窯爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生余熱的總和占到窯爐熱耗的40%～50%以上。合理利用余熱對于節(jié)能降耗，提高熱效率至關(guān)重要。主要包括： 出窯廢氣余熱利用 窯爐爐體散熱利用 出窯石灰物理熱利用,3.3.1出窯廢氣余熱利用技術(shù),石灰窯出窯廢氣溫度高，煙氣量大，直接排放會造成大量能源浪費。在實際生產(chǎn)中為了保護下游除塵器和除塵風機，往往需要大量摻入冷風降溫，進一步增大風機負荷，浪費了大量電能。因此充分利用出窯廢氣余熱是節(jié)能降耗的重要途徑，目前出窯廢氣余熱利用主要有以下幾種途徑： 利用出窯廢氣預(yù)熱助燃空氣、燃料和生料 利用出窯廢氣干燥物料 利用出窯廢氣經(jīng)高效煙氣-水換熱器供廠區(qū)采暖、洗浴 利用出窯廢氣經(jīng)余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽 利用出窯廢氣發(fā)展余熱發(fā)電,3.3.2石灰窯窯體散熱的回收利用,石灰窯窯體散熱主要以輻射熱的形式散失到大氣中，不僅浪費能源，也對周圍環(huán)境造成影響。 目前，利用窯體輻射熱置換成熱水用于取暖、洗浴，技術(shù)方案的經(jīng)濟性和合理性仍然處在研究和論證階段。,3.3.3出窯石灰余熱的利用,出窯石灰所帶物理熱由石灰冷卻系統(tǒng)決定，冷卻效果好，則出窯石灰溫度低，熱量被冷卻空氣帶人窯內(nèi)，參與燃燒。因此石灰窯爐冷卻帶或冷卻裝置的結(jié)構(gòu)型式對出窯石灰余熱利用起著很大作用。 通過對回轉(zhuǎn)窯的豎式冷卻器系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，可以顯著提升冷卻效果，降低出料溫度。 在豎窯系統(tǒng)中，以雙膛豎窯為例，采用中心及周邊環(huán)形冷卻，中心風帽為塔形，保證通風均勻順暢，冷卻空氣能更好地吸收石灰的物理顯熱。,3.4自動化及節(jié)電技術(shù),3.4.1提高窯爐的自動化檢測和控制水平 自動化檢測和控制水平的高低是保證石灰窯爐生產(chǎn)穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要措施，也是窯爐運行經(jīng)濟性的保證。 大部分石灰窯爐自動調(diào)節(jié)采用PID調(diào)節(jié)方式，其參數(shù)設(shè)定的合理性直接影響了設(shè)備調(diào)節(jié)的速度和精準性，也決定了其在調(diào)節(jié)過程中的電能消耗。 熱工工藝參數(shù)的設(shè)定決定了石灰窯爐煅燒的經(jīng)濟性。 例如，設(shè)定合理的空燃比，不僅要保證燃料充分燃燒，還減少過量空氣的加入，減小系統(tǒng)熱耗。通過自動調(diào)節(jié)技術(shù)，可以通過對燃燒煙氣中的CO及O2含量進行分析，適時調(diào)整空燃比例，達到經(jīng)濟燃燒的目的。,3.4.2以節(jié)約電能為切入點的節(jié)能技術(shù) （1）降低窯爐系統(tǒng)阻力 通過對供風管網(wǎng)及窯爐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，都能夠有效降低供風系統(tǒng)的阻力。例如，雙膛豎窯在保證窯內(nèi)物料各帶停留時間的情況下，適當擴大斷面積和適當降低各帶高度的方式，使窯體阻力降低20~25%，低阻力的豎窯有效地降低了電耗。 （2）變頻調(diào)速技術(shù) 采用變頻節(jié)能技術(shù)對舊有電氣系統(tǒng)進行改造，提高電動機運行效率，節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本。例如，排煙風機作為石灰窯生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，其控制問題嚴重影響到整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)能實現(xiàn)排煙風機寬范圍、高精度的無級調(diào)速，適用性強；能大幅度減小電機啟動電流，使電機啟動平穩(wěn)，在電動機不需要長期高速運行時，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果顯著。,（1）加強先進窯爐和先進煅燒工藝的研發(fā)和推廣 以回轉(zhuǎn)窯、雙膛豎窯、套筒窯等為代表的先進窯爐在產(chǎn)品質(zhì)量、自動化程度和能耗水方面具有顯著優(yōu)勢。因此，今后在新建或改擴建活性石灰項目上，應(yīng)不斷加大先進窯爐的推廣力度。 （2）加強新型窯襯結(jié)構(gòu)和窯襯材料的研發(fā)和推廣 選用節(jié)能型的耐火材料和窯襯結(jié)構(gòu)可以顯著減少窯體的散熱損失。窯襯材料未來的發(fā)展趨勢是“兩高一輕”，即高溫、高強、輕質(zhì)，同時還要不斷提高耐材的使用壽命。 （3）加強石灰窯余熱利用技術(shù)的研發(fā)和推廣 石灰窯爐的余熱回收利用是冶金石灰行業(yè)節(jié)能發(fā)展的重點方向，目前在煙氣余熱發(fā)電等領(lǐng)域仍然存在技術(shù)難題等待攻克。,3.5節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向,結(jié)束語,節(jié)能降耗是現(xiàn)在和將來工業(yè)發(fā)展的主題。在新形勢下，冶金石灰窯爐必須面對節(jié)能降耗挑戰(zhàn)，同時也迎來了難得的發(fā)展機遇。只有依靠科技進步，講求經(jīng)濟實效，堅定的走優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路，才能引領(lǐng)冶金石灰行業(yè)的不斷進步和健康發(fā)展。,中冶焦耐工程技術(shù)有限公司,聯(lián)系我們：大連市高新園區(qū)七賢嶺高能街128號 0411-82461997（技術(shù)咨詢） 0411-82461888（市場營銷） 微信公眾號“中冶焦耐-耐火與石灰”,謝 謝！,