回转窑燃料供应结构的改进实践

肖加海

（河钢集团唐山不锈钢有限责任公司）

0 引言

随着唐钢不锈钢公司汽车钢、家电钢等高品质高附加值钢种的不断增加，炼钢厂转炉、精炼工序对高品质造渣原料白灰块的需求也不断增加，生产品质高、质量稳定的白灰块成为公司急需解决的生产瓶颈。回转窑作为高品质白灰块的煅烧工艺生产线，可为炼钢生产提供粒度适合、活性度高、质量稳定的白灰块。我公司回转窑因使用一路燃料通道的燃烧器，焦炉煤气频繁出现供应量不能满足生产需求的情况，从而被迫减产运行，严重影响白灰块生产的产量、质量和成本，两路燃料通道燃烧器的投入使用可有效解决燃料供应不足影响回转窑稳定运行生产的问题，确保回转窑在高产量水平下稳定生产运行，为炼钢厂供应品质高、质量稳定和满足需求用量的白灰块。

1 改进前生产现状

不锈钢公司回转窑生产燃料焦炉煤气受供应量制约严重，频繁出现供应量不能满足生产需求的情况，从而被迫减产运行，受焦气供应量波动减产生产阶段白灰块质量不稳定，且产量降低影响向炼钢白灰块需求量的供应。该公司回转窑生产设计和生产实际对比见表1。

表1 回转窑生产设计和生产实际对比

从表1可以看出，目前因受实际燃料（焦炉煤气）供应量的限制，回转窑生产白灰量不能满足公司生产需求，急需要设计一种同时使用两路燃料的回转窑新型燃料燃烧器来满足生产燃料用量需求，一路焦炉煤气燃料通道和一路其他燃料通道的新型双通道燃料燃烧器。

2 燃烧器系统改造前后对比

2.1 本体结构对比

改造前后的燃烧器结构分别如图l、图2所示。分析对比原有一路燃料通道燃烧器和新型两路燃料通道燃烧器，发现两种燃烧器结构的不同之处主要有：（1）原有一路燃料通道燃烧器为四通道，新型两路燃料通道燃烧器为五通道；（2）原有一路燃料通道燃烧器设一个燃料通道，新型两路燃料通道燃烧器设两个燃料通道；（3）原有一路燃料通道燃烧器设一路焦炉煤气管路接口阀门，新型两路燃料通道燃烧器设焦炉煤气管路接口阀门和其他燃料（天然气）管路接口阀门各一个。

图1 原使用一路燃料通道燃烧器

图2 新型两路燃料通道燃烧器

2.2 燃烧系统对比

改造前后的燃烧器系统分别如图3、图4所示。分析对比原有一路燃料通道燃烧器系统和新型两路燃料通道燃烧器系统，发现两种燃料系统的不同之处主要有：（1）原有一路燃料通道燃烧器系统配套一路焦炉煤气管路及控制阀门站，新型两路燃料通道燃烧器系统配套一路焦炉煤气管路及控制阀门站和一路天然气管路及控制阀门站；（2）新型两路燃料通道燃烧器系统增设外挂天然气气化站及配套输送控制阀门管线。

图3 原使用一路燃料通道燃烧器系统

图4 新型两路燃料通道燃烧器系统

改造后，新型两路燃料通道燃烧器系统由2路燃料管道供回转窑生产使用燃料，燃料供应量可满足生产用量需求。

增加安装配套设备为天然气调节控制阀门站、天然气外挂气化站（输出端设自动调压控制阀组）和DN375天然气输送连接管道，天然气外挂气化站内液化天然气经换热气片吸热汽化膨胀增压和输出端自动调压控制阀组调压将出口压力降至12～15 kPa，供应能力为4 800 m3/h，可满足回转窑在设计产量下生产燃料用量需求供应。

3 改造后的使用效果

3.1 燃料供应能力

回转窑生产具备三种形式的使用燃料供应调控：（1）焦炉煤气；（2）焦炉煤气和天然气混合气；（3）液化天然气。

改造前，原使用一路燃料燃烧器仅具备供应焦炉煤气作为单一使用燃烧能源，因焦炉煤气的供应不能满足生产用量需求，回转窑生产白灰产量受限。

新型两路燃料通道燃烧器系统投入使用后，可以通过调控燃料供应管线调节控制阀门站实现对焦炉煤气和天然气使用量的实时调控，确保燃料供应满足回转窑生产燃料用量需求。两种燃烧器产量与燃料使用对比见表2。

表2 两种燃烧器产量与燃料使用对比

3.2 生产产量增加

改造后，新型两路燃料通道燃烧器投入使用为回转窑生产提供可靠的生产燃料需求供应，根据焦炉煤气供应瞬时流量确定调控天然瞬时使用流量，确保总燃料供应量满足回转窑生产燃料需求。

改造前，焦炉煤气供给量满足不了生产需求用量时段，回转窑被迫执行降低生产量进行组织生产；改造后，使用焦炉煤气和天然气配合新型两路燃料通道燃烧器为回转窑生产提供燃料供给，燃料供应充足，生产组织模式由以往受燃料供应限制影响生产产量的被动减产转变为以生产需求白灰产量调整燃料供应流量，可在设计产量水平下稳定组织生产，产量水平得到了极大提高，日均产量由650.28 t提高到800.13 t，新型两路燃料通道燃烧器投入使用前后产量对比见表3。

表3 新型两路燃料通道燃烧器投入使用前后产量对比

回转窑日产量由650.28 t提高到800.13 t，且燃料供应量可满足在设计产量水平下长期稳定生产运行，我公司回转窑年产量由21.46 万t增加至26.40 万t（按年正常生产330天，剔除定修停窑时间36 天/年），年产量增加了4.94 万t，产量水平的增加使白灰生产吨灰生产成本（燃料消耗费、其他动力成本、设备折旧、维检费和人工费等）降低了22.19 元，实现年创效益585.91 万元。新型两路燃料通道燃烧器投入使用前后吨灰成本对比见表4（焦炉煤气：0.98 元/m3；天然气：3.54 元/m3）

表4 新型两路燃料通道燃烧器投入使用前后吨灰成本对比

新型两路燃料通道燃烧器的投入使用，为回转窑生产满足公司炼钢需求用量、高质量的白灰块提供了燃料需求保障，可为公司炼钢生产提供保量、保质的高活性度白灰块。

4 结论

（1）新型两路燃料通道燃烧器设两燃料通道，可根据焦炉煤气供应量，在生产中对两通道燃料焦炉煤气和天然气使用量进行调节控制，为回转窑生产燃料需求提供保障。

（2）新型两路燃料通道燃烧器的投入使用后，回转窑日均产量由650.28 t提高到800.13 t，年产量增加了4.94 万t，吨灰综合制造成本降低了22.19 元，实现年创效益585.91 万元。