离心煤在4800t/d水泥生产线的应用试验
摘要：离心煤作为一种新型工业燃料，凭借其高热值、低成本的优势，为水泥企业降本增效开辟了新路径。本文系统总结了离心煤在水泥生产过程中的应用试验，试验数据表明，当离心煤与市场煤按1:1比例搭配使用时，熟料生产成本可降低2.28元/t，且对熟料质量未产生显著影响。
关键词：离心煤；标准煤耗；生产成本
0 引言
水泥行业正面临市场需求持续低迷、行业竞争日益激烈、生产成本居高不下的三重压力，如何破解“成本居高不下”与“效益持续承压”的双重困局，已然成为摆在水泥企业面前的一道必答题。LHK公司为进一步降低熟料燃料成本，经过市场广泛寻源，发现一部分企业通过搭配使用离心煤来降低生产成本。离心煤是洗煤污水通过离心分离技术产生的一种煤泥，具有高挥发分、高含水率、低硫含量和较高热值、低成本、燃烧效率高等特点；市场煤是一种低含水率、较高硫含量和较高热值的原煤。为进一步降低燃料成本，该公司从2024年开始引入离心煤，将其与市场煤混搭使用，以一定比例搭配在煤均化堆场均化后用于回转窑煅烧熟料，在使用过程中通过采取加强煤炭进厂质量管控、优化掺入配比、调整操作参数等措施，在保证熟料质量的前提下，成功应用离心煤，有效降低了燃料成本。
1 原煤进厂搭配及检测数据
1.1 原煤进厂搭配方式
根据原煤进厂方式及煤均化堆棚库存，离心煤试用分为两个阶段，选取5月份的生产数据作为空白期；第一阶段市场煤与离心煤按照质量比2:1搭配，进厂一列离心煤用堆煤机铺底，两列市场煤铺在上方；第二阶段市场煤与离心煤按照质量比1:1搭配，进厂一列离心煤用堆煤机铺底，第二列市场煤铺在上方。
1.2 市场煤工业分析
对比三个阶段市场煤，其中空白期市场煤水分和挥发分略高，收到基热值略低，全硫均在0.8%以内，见表1。
1.3 离心煤工业分析
对比两个阶段的离心煤，相关参数没有较大变化，离心煤的品质相对较稳定，相比于市场煤，离心煤的全硫含量较低、水分偏高、热值偏低，见表2。
1.4 混煤数据
将市场煤与离心煤按照比例搭配后(见表3)，第一阶段实际比例为2.4：1，混煤水分14.05%，混煤热值5733kcal/kg，单价873元/t；第二阶段实际比例1.12:1,混煤水分14.60%，混煤热值5644 kcal/kg，单价844元/t。
1.5 燃烧特性分析
取离心煤、市场煤、离心煤与市场煤的混合煤，采用相同的方法粉碎至满足条件的粒度，分别进行燃烧特性的热重分析，如图1所示。
由图1可知，离心煤的着火温度为428℃，低于市场煤(453℃)和混合煤(435 ℃)；燃尽温度596℃，低于市场煤(608℃)和混合煤(600℃)；平均燃烧速率8.6%/min，与市场煤(8.5%/min)和混合煤(8.5%/min)基本相同；离心煤与市场煤的燃烧特性基本相同，且着火温度较低，在回转窑内能够正常燃烧。
2 煤耗及燃料成本对比
2.1 煤耗对比
该公司使用废纺和生活垃圾可燃物做替代燃料，根据其替代比例以及废纺和生活垃圾可燃物的燃烧效率(分别为80%和70%),将废纺与生活垃圾可燃物按照对应燃烧效率折成标煤，与空白期数据进行对比。第一阶段燃料总折标煤上升1.23kg/t，主要是刚开始使用混煤时，操作调整不及时，回转窑窑况波动较大，大幅减产煅烧，导致熟料产量下降；同时受到煤均化的影响，离心煤与市场煤搭配不均匀，入窑煤粉热值降至6268kcal/kg，对煅烧有一定的影响。第二阶段试用期间窑况相对较稳定，未出现较大波动，燃料总折标煤上升0.79kg/t。不同阶段煤耗数据见表4。
2.2 燃料成本对比
排除原煤和废纺单价的变化对燃料成本的影响，燃料成本见表5，市场煤按920元/t，离心煤按760元/t，废纺按470元/t计算。与空白期燃料成本对比，直接计算废纺和煤炭成本，第一阶段燃料成本下降0.92元/t，第二阶段燃料成本下降2.28元/t。
3 工艺参数对比
3.1 煤磨系统
煤磨相关工艺参数见表6，相比于空白期，试用离心煤期间煤粉细度略微增大，第二阶段煤粉水分小幅上升，煤粉发热量均值降低至6393kcal/kg；为控制煤粉水分，适当提高入磨风温，由之前的282℃提高至350℃左右，出磨风温提高至67℃；离心煤水分较大，随着用煤量的增大，煤磨喂料量提高，每天仓满错峰停磨时间有所下降；磨机台时产量上升后，煤磨系统电耗下降。
3.2 回转窑系统
由表7可知，相比于空白期，第一阶段试用期间，回转窑产量下降，C1出口温度偏高。第二阶段试用期间，熟料产量与空白期熟料产量基本相同，入窑斗提电流与斜拉链机电流相差不大，试用离心煤期间头煤用量上升，二次风温和三次风温相对较稳定，未出现较大波动。
4 熟料质量对比
统计熟料质量相关参数(见表8)，相比于空白期，熟料三率值未有明显变化，熟料升重和游离钙均在可控范围内，熟料28d抗压强度均值在62MPa以上，使用离心煤对熟料质量无明显影响。
5 总结
(1)受煤运输方式及堆取场地限制，当市场煤与离心煤2.4:1搭配时，现场组织较困难，预均化效果较差，入窑煤粉波动较大，对回转窑窑况有一定的影响，同时因入窑斗提电流偏高，回转窑减产煅烧，对熟料产量有一定的影响；在1.12:1搭配试用期间，窑况相对较稳定，熟料产量稳定。故现阶段采用1.12:1搭配，煤质均化效果较好，回转窑煅烧稳定。
(2)市场煤与离心煤混烧期间，如忽略可燃物影响因素，仅计算废纺和煤炭成本，2.4:1搭配期间，燃料成本相比空白组下降0.92元/t；1.12:1搭配期间，燃料成本相比空白组下降2.28元/，降低成本优势明显。
(3)受原煤均化效果和煤粉水分的影响，入窑煤粉热值有一定波动。在现有条件下，原煤搭配时，须尽可能保证堆料长度，提高均化效果；煤磨烘干时，要稳定入磨风温，适当提高出磨风温。
(4)市场煤与离心煤混烧期间，熟料3d和28d抗压强度无明显下降，对熟料质量影响较小。
作者：吕正雄，沈红成
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