富氧到底節(jié)煤嗎
懸賞分：20|
首先應該明確富氧在煅燒中的三個作用：增加空氣中氧的濃度，可以提高可燃物質(zhì)與氧氣接觸的幾率，因而提高燃盡速度；提高空氣中氧的含量，有利于降低空氣過剩系數(shù)，從而節(jié)能；同樣體積的空氣可以供更多燃料燃燒，相當于能增加燃料燃燒能力，增加熱量后，就可以增加產(chǎn)量。
第一個作用在使用多風道燃燒器之后，本應依靠卷入二次風至火焰內(nèi)部而促燃，也就是說，只要燃燒器性能足夠好，就能達到用富氧煅燒的效果，何必還要花高成本用富氧呢。換言之，只要窯尾或分解爐出口CO已經(jīng)很低，富氧就無須使用。
第二個作用才是富氧節(jié)煤的根本機理，即減少空氣中的氮氣在窯內(nèi)的吸熱量，從而大幅降低熱耗，這才是不易被其它手段取代的熟料生產(chǎn)節(jié)能機理。因為使用富氧后，從煤燃燒需要空氣量的角度，每提高1%含氧量，就可以降低接近5%的空氣量，如果按試驗所說24.1%氧含量，就可少用15%的空氣量。這不是小數(shù)！遺憾的是，富氧試用者根本未意識此節(jié)能之路。若要走此路，需要相應減少總風門開度，相應減小窯尾上升煙道斷面，重新調(diào)整篦冷機入窯風量等等，再將富氧接至篦冷機高溫段鼓風機入口，提高二次風質(zhì)量。不走此路，節(jié)煤就是自欺欺人，但此時富氧消耗量要大很多。
第三個作用是臨時增產(chǎn)的良策，當系統(tǒng)的熱交換瓶頸為分解爐或窯容積時，無需做任何結(jié)構(gòu)改造，只要使用富氧，系統(tǒng)便可提產(chǎn)。美國早就用富氧煅燒緩解熟料高峰期對市場的需求，使用濃度90%以上的液態(tài)氧，加入分解爐，可提高產(chǎn)量8%，比冬天燒熟料再儲存的方法合算。但這種使用富氧方式，并不一定節(jié)能，尤其當預熱或冷卻環(huán)節(jié)為系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)時，該措施反而會提高能耗。
本文后附精簡過的某企業(yè)使用富氧技術(shù)的總結(jié)，可看出使用者與制造商并未明確富氧技術(shù)能取得效益的關(guān)鍵是什么，也不明白節(jié)煤機理何在，更未有節(jié)煤數(shù)據(jù)，所謂5%節(jié)煤，并無準確計量依據(jù)。使用富氧者只是強調(diào)窯內(nèi)溫度提升，可燒劣質(zhì)煤，并提高熟料質(zhì)量，能增加水泥混合材摻合量5%。即使都是實際效果，但它完全可以通過改善燃燒器的性能達到，而無須使用高投入且本身耗能的富氧。這也說明，未用富氧時的燃燒器并不是理想狀態(tài)。如果都靠富氧解決這類問題，與優(yōu)質(zhì)燃燒器相比，代價就未免太高了，經(jīng)濟上并不劃算。好比病人吸氧確能搶救生命，但正常人過日子也靠吸氧，是過不起的。
現(xiàn)在將富氧接到一次風機入口，實在是誤區(qū)：一次風中的氧只是滿足揮發(fā)分的燃燒，而揮發(fā)分燃燒速度很快，用不著富氧，特別是使用多風道燃燒器后，一次風量的比例已經(jīng)不能再減少了；不僅如此，富氧欲減少一次風量，就會背離高一次風速的要求；更值得警惕的是，一次風的富氧加快瞬間燃燒，提高局部煅燒溫度，只能有利于產(chǎn)生NOx，增加脫硝難度。
如果想用富氧燃燒達到節(jié)能，無論何法制氧，都需要遵循第二種思路。后附的試用報告反映在分解爐使用富氧無效，正是因為爐的燃燒速度已經(jīng)夠了。如果在降低分解爐需用空氣量上作文章，結(jié)論就不會如此，但相應的工作很多。
經(jīng)此分析，在與制造富氧的投資對照之后，便可知如何使用富氧，以及從中能獲得的效益。
附件：
某企業(yè)總結(jié)的深冷空分富氧法的試驗技術(shù)總結(jié)（精簡）
所謂深冷空分法有兩部分組成，第一部分是將原空氣中的各種有用成分利用物理方法分離。即根據(jù)原料空氣中的各組分沸點不同，經(jīng)加壓、預冷、純化，并利用大部分由透平膨脹機提供的冷量使之液化再進行精餾從而獲得所需的氧、氮等各種產(chǎn)品；空分設(shè)備由空氣壓縮機、后冷卻器、預冷機組、油水分離器、純化器、電加熱器、膨脹機、分餾塔、分析儀器、流量計等組成。第二部分窯尾旁路放風的余熱經(jīng)過余熱鍋爐、袋收塵器后的熱風，通過熱交換器與制出的氧氣換熱，將達到需求溫度的氧氣送到窯頭羅茨風機形為富氧的一次風，通過四風道燃燒器與煤混合燃燒。
工藝線表現(xiàn)效果好的方面是：
富氧提高了煅燒溫度，同樣的生料成分，熟料的立升重提高約80g/L，游離氧化鈣降低0.8%左右；窯電流由650A上升到800A左右，窯的喂料量增加了15t/h，二次風溫度上升到1120℃以上；熟料的飽和比由前期的0.88±0.02提高到0.92±0.02（？），熟料三天抗壓強度比前期提高1.6MPa, 對于易燒性差的生料和含堿高的生料，有利于熟料質(zhì)量的提高和堿分的充分揮發(fā)可獲得低堿熟料；使水泥具有快硬高強的特性。生產(chǎn)42.5普通水泥多摻加約5%混合材。但又認為在窯頭使用中富氧濃度在24.1%時，火焰明顯的無力飄燃，若富氧濃度達到29%左右較為合理；而且富氧用于分解爐燃燒沒有任何變化。
富氧有利于使用低品位煤質(zhì)，煤熱值從6200大卡/kg改為5200大卡/kg左右。因僅窯頭使用富氧，適當增加分解爐喂煤量比例，控制改為 6.5:3.5。窯尾煙氣的氧含量控制在2-3%左右，說明窯內(nèi)過剩空氣系數(shù)在1.10-1.15，保持微氧化氣氛，減少CO。
燒成帶窯皮比前期延長約5米，后部副窯皮減少，結(jié)圈可能性更小。
富氧燃燒經(jīng)濟效益分析：若每噸熟料節(jié)約5%實物煤，煤單價320元/噸，每年節(jié)煤349.44萬元，噸熟料節(jié)煤2.49元?？鄢杀驹黾右蛩兀汗潭ㄙY產(chǎn)投資450萬元，折舊年限按15年，每噸熟料折舊費用0.321元；物耗維修費每年20萬元，每噸熟料折合0.142元；3個操作工，每噸工資增加0.0714元；制氧動力電耗在0.8kwh/Nm3，電價0.38元/kwh，富氧用電0.428元/tcl。每年獲利：2.49-0.321-0.142-0.0714-0.428=1.528X140=213.92萬元，投資回收期約7個月。按照2%的節(jié)煤核算，所產(chǎn)生的費用消耗與產(chǎn)生利潤持平。
第一個作用在使用多風道燃燒器之后，本應依靠卷入二次風至火焰內(nèi)部而促燃，也就是說，只要燃燒器性能足夠好，就能達到用富氧煅燒的效果，何必還要花高成本用富氧呢。換言之，只要窯尾或分解爐出口CO已經(jīng)很低，富氧就無須使用。
第二個作用才是富氧節(jié)煤的根本機理，即減少空氣中的氮氣在窯內(nèi)的吸熱量，從而大幅降低熱耗，這才是不易被其它手段取代的熟料生產(chǎn)節(jié)能機理。因為使用富氧后，從煤燃燒需要空氣量的角度，每提高1%含氧量，就可以降低接近5%的空氣量，如果按試驗所說24.1%氧含量，就可少用15%的空氣量。這不是小數(shù)！遺憾的是，富氧試用者根本未意識此節(jié)能之路。若要走此路，需要相應減少總風門開度，相應減小窯尾上升煙道斷面，重新調(diào)整篦冷機入窯風量等等，再將富氧接至篦冷機高溫段鼓風機入口，提高二次風質(zhì)量。不走此路，節(jié)煤就是自欺欺人，但此時富氧消耗量要大很多。
第三個作用是臨時增產(chǎn)的良策，當系統(tǒng)的熱交換瓶頸為分解爐或窯容積時，無需做任何結(jié)構(gòu)改造，只要使用富氧，系統(tǒng)便可提產(chǎn)。美國早就用富氧煅燒緩解熟料高峰期對市場的需求，使用濃度90%以上的液態(tài)氧，加入分解爐，可提高產(chǎn)量8%，比冬天燒熟料再儲存的方法合算。但這種使用富氧方式，并不一定節(jié)能，尤其當預熱或冷卻環(huán)節(jié)為系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)時，該措施反而會提高能耗。
本文后附精簡過的某企業(yè)使用富氧技術(shù)的總結(jié)，可看出使用者與制造商并未明確富氧技術(shù)能取得效益的關(guān)鍵是什么，也不明白節(jié)煤機理何在，更未有節(jié)煤數(shù)據(jù)，所謂5%節(jié)煤，并無準確計量依據(jù)。使用富氧者只是強調(diào)窯內(nèi)溫度提升，可燒劣質(zhì)煤，并提高熟料質(zhì)量，能增加水泥混合材摻合量5%。即使都是實際效果，但它完全可以通過改善燃燒器的性能達到，而無須使用高投入且本身耗能的富氧。這也說明，未用富氧時的燃燒器并不是理想狀態(tài)。如果都靠富氧解決這類問題，與優(yōu)質(zhì)燃燒器相比，代價就未免太高了，經(jīng)濟上并不劃算。好比病人吸氧確能搶救生命，但正常人過日子也靠吸氧，是過不起的。
現(xiàn)在將富氧接到一次風機入口，實在是誤區(qū)：一次風中的氧只是滿足揮發(fā)分的燃燒，而揮發(fā)分燃燒速度很快，用不著富氧，特別是使用多風道燃燒器后，一次風量的比例已經(jīng)不能再減少了；不僅如此，富氧欲減少一次風量，就會背離高一次風速的要求；更值得警惕的是，一次風的富氧加快瞬間燃燒，提高局部煅燒溫度，只能有利于產(chǎn)生NOx，增加脫硝難度。
如果想用富氧燃燒達到節(jié)能，無論何法制氧，都需要遵循第二種思路。后附的試用報告反映在分解爐使用富氧無效，正是因為爐的燃燒速度已經(jīng)夠了。如果在降低分解爐需用空氣量上作文章，結(jié)論就不會如此，但相應的工作很多。
經(jīng)此分析，在與制造富氧的投資對照之后，便可知如何使用富氧，以及從中能獲得的效益。
附件：
某企業(yè)總結(jié)的深冷空分富氧法的試驗技術(shù)總結(jié)（精簡）
所謂深冷空分法有兩部分組成，第一部分是將原空氣中的各種有用成分利用物理方法分離。即根據(jù)原料空氣中的各組分沸點不同，經(jīng)加壓、預冷、純化，并利用大部分由透平膨脹機提供的冷量使之液化再進行精餾從而獲得所需的氧、氮等各種產(chǎn)品；空分設(shè)備由空氣壓縮機、后冷卻器、預冷機組、油水分離器、純化器、電加熱器、膨脹機、分餾塔、分析儀器、流量計等組成。第二部分窯尾旁路放風的余熱經(jīng)過余熱鍋爐、袋收塵器后的熱風，通過熱交換器與制出的氧氣換熱，將達到需求溫度的氧氣送到窯頭羅茨風機形為富氧的一次風，通過四風道燃燒器與煤混合燃燒。
工藝線表現(xiàn)效果好的方面是：
富氧提高了煅燒溫度，同樣的生料成分，熟料的立升重提高約80g/L，游離氧化鈣降低0.8%左右；窯電流由650A上升到800A左右，窯的喂料量增加了15t/h，二次風溫度上升到1120℃以上；熟料的飽和比由前期的0.88±0.02提高到0.92±0.02（？），熟料三天抗壓強度比前期提高1.6MPa, 對于易燒性差的生料和含堿高的生料，有利于熟料質(zhì)量的提高和堿分的充分揮發(fā)可獲得低堿熟料；使水泥具有快硬高強的特性。生產(chǎn)42.5普通水泥多摻加約5%混合材。但又認為在窯頭使用中富氧濃度在24.1%時，火焰明顯的無力飄燃，若富氧濃度達到29%左右較為合理；而且富氧用于分解爐燃燒沒有任何變化。
富氧有利于使用低品位煤質(zhì)，煤熱值從6200大卡/kg改為5200大卡/kg左右。因僅窯頭使用富氧，適當增加分解爐喂煤量比例，控制改為 6.5:3.5。窯尾煙氣的氧含量控制在2-3%左右，說明窯內(nèi)過剩空氣系數(shù)在1.10-1.15，保持微氧化氣氛，減少CO。
燒成帶窯皮比前期延長約5米，后部副窯皮減少，結(jié)圈可能性更小。
富氧燃燒經(jīng)濟效益分析：若每噸熟料節(jié)約5%實物煤，煤單價320元/噸，每年節(jié)煤349.44萬元，噸熟料節(jié)煤2.49元?？鄢杀驹黾右蛩兀汗潭ㄙY產(chǎn)投資450萬元，折舊年限按15年，每噸熟料折舊費用0.321元；物耗維修費每年20萬元，每噸熟料折合0.142元；3個操作工，每噸工資增加0.0714元；制氧動力電耗在0.8kwh/Nm3，電價0.38元/kwh，富氧用電0.428元/tcl。每年獲利：2.49-0.321-0.142-0.0714-0.428=1.528X140=213.92萬元，投資回收期約7個月。按照2%的節(jié)煤核算，所產(chǎn)生的費用消耗與產(chǎn)生利潤持平。
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