行业深度 || 2020年度梁式石灰窑技术发展报告

浏览次数:49发布日期:2021-09-24发布者:
     2020年度,举国上下共同抗击新冠肺炎疫情,取得了疫情防控的伟大胜利。在严重的疫情面前,业内广大技术人员不畏艰险,坚守岗位,潜心钻研,大胆创新,实现了梁式石灰窑技术的多项重大进步,为石灰行业的健康发展带来积极的影响。

一、梁式石灰窑的发展历程和现状

梁式石灰窑起初是一款引进窑型,目前已发展成我国拥有完整知识产权的现代化先进石灰生产窑型。经过多年的技术升级,该窑型的技术经济指标不断进步,为国内外广大客户创造了巨大效益,同时为石灰行业的进步做出了巨大贡献。

梁式窑是上世纪40年代由美国联合碳化物公司(UCC)发明的。50年代期间采用水冷式燃烧梁技术做过一些试验,但燃烧梁的工作寿命较短且工艺技术不够成熟,因而没有得到广泛推广。上世纪60年代意大利(Ferlcox)弗卡斯公司通过技术转让并且开发了导热油冷却的燃烧梁,开始在世界范围内推广。上个世纪90年代我国相继引进了 200t/d、300t/d、400t/d、500t/d的几座梁式窑。燃料为煤粉或煤气,但是由于价格过于高,所以大多客户难以接受,使得该技术的推广受到了极大的限制。意大利弗卡斯公司自进入中国市场,到最后公司倒闭,在国内市场上总共建设了6座梁式窑。上个世纪90年代后期开始,国内技术人员将其改进并逐渐国产化。经过改进设计使得梁式窑技术不断进步和完善,而且逐渐拥有了自主知识产权,这项技术才得以逐步发展起来。

梁式窑作为国际、国内市场上一种先进窑型,总体上推广的进度比较稳健。2018年度国际市场方面随着意大利弗卡斯公司的破产倒闭,从弗卡斯公司出来的人员目前推广一款LK窑型。据以往的调查,弗卡斯公司在欧洲、美洲、非洲和中东地区及中国市场上业已建成的梁式窑座数达到了278座,产能达到了2800万吨。

国内市场方面主要由国内的梁式窑供应商所主导。自2019年下半年以来,梁式窑在国内新改扩建项目达到了7座,新增产能约100多万吨。据不完全统计,目前国内已经建设梁式窑总数达到了460座,业已投产的产能达到了4200万吨。同时国产梁式窑在国际市场上已经崭露头角,国内供应商在东南亚、中亚、东亚及非洲市场上已经建成了12座梁式窑。全球梁式窑总建设座数为741座,截止到目前,国际国内市场梁式窑总产能达到了7180万吨。按照目前统计数据,全世界每年的石灰产能约3.6亿吨,梁式窑的产能占了19.94%,接近五分之一,因此,梁式窑对世界石灰行业的贡献是巨大的。

梁式窑之所以得到广泛推广和应用,主要原因是该窑型燃料使用范围广泛,性能指标比较优秀,尤其是完全国产化后,能够使用700kcal/m3左右的低热值燃料,得到冶金行业使用低热值高炉煤气煅烧石灰厂家的青睐。

在一次能源利用方面,梁式窑的适应能力也比较强。目前,能够使用煤粉的只有梁式窑、回转窑和双膛窑。一些企业尝试过套筒窑喷煤,不太成功。其他窑型不适应喷煤技术。随着国家淘汰落后产能政策的实施,一些地方石灰厂面临着关停的风险,地方石灰企业都在积极谋求生存和发展的途径,采用喷煤技术的石灰生产装备的升级换代窑型的市场空间不断扩大。前几年该项技术推广速度较快,但从2020年的市场情况来看,由于国家环保要求越来越高,很多地区成了“禁煤区”,严重影响了该技术的推广速度。这种情况反过来又催生了采用天然气燃料改造机械立窑的热潮。

梁式窑技术对于传统普通机械立窑技术改造具有得天独厚的优势。近年来,采用梁式窑技术改造的普通机械立窑数量越来越多。因为使用梁式窑改造机械立窑,只需要在原来炉窑中部安装燃烧梁,燃料可以多样化。现在使用最多的是煤气+煤粉混合煅烧的方式。在设计上,既能完全使用煤气,也能完全使用煤粉,还能煤气+煤粉混合煅烧,煤气和煤粉的比例随意调整。这项技术使有煤气资源但是煤气经常波动的客户能够把煤气资源发挥到极致。

一些企业为实现超低排放标准,2020年度采用天然气为燃料的机械立窑改造项目悄然兴起。据不完全统计,2020年度有意向采用天然气燃料的厂家有近十家,其中已经建成投产的有首钢股份迁钢公司的4座机械立窑改造项目,已投产产能为20万吨/年,在建产能27万吨/年。已经投产的两座300t/d项目,采用四代梁式窑技术,实现了节能降耗和质量提升的设计目标,完全达到了超低排放标准,是国内首个完全使用天然气燃料且能耗在800kcal/kg·石灰以下,并且长期稳定运行的示范项目。

目前国内市场上的梁式窑分六代。一代梁式窑即弗卡斯公司最早输入国内的两路压力系统的梁式窑和2009年之前的国产两路压力系统梁式窑;二代梁式窑即弗卡斯后期输入的三路压力系统梁式窑和2015年前国产的三路压力系统梁式窑;三代梁式窑是以绝热式燃烧梁技术为核心技术的三代梁式窑;四代梁式窑以绝热式燃烧梁为核心,煅烧系统进行了优化设计,并且采用低氮燃烧器,能够实现超低排放;五代梁式窑以风冷式燃烧梁为核心技术;六代梁式窑是以蓄热式环形梁式窑为核心技术的单产大于1000t/d的大型化梁式窑。

梁式窑技术发展到今天,已经进入了4G、5G、6G时代。五代、六代梁式窑采用无油冷却的燃烧梁作为核心部件,该项技术彻底摆脱了导热油系统,不仅彻底消除了导热油系统的安全隐患,而且大大降低了梁式窑的热损耗,实现了梁式窑最彻底的革命性进步。

2020年度是梁式窑技术突飞猛进的一个年度,本年度四代梁式窑技术更加成熟,在节能降耗和实现超低排放方面取得了巨大进步;五代梁式窑技术经过工程实践,风冷梁技术已经完全成熟;六代梁式窑技术已经开始步入市场。

2020年度四代梁式窑技术已签约6座,其中已建成投产2座,还有4座在建设,年产能70万吨;五代梁式窑技术已建成投产1座,还有3座在建,年产能40万吨;六代环形梁式窑正在洽谈的有3座,年产能100万吨,预计年内能够确定。

本年度梁式窑技术的发展实现了历史性的突破,其核心是燃烧梁技术的革命性进步、煅烧技术的突破性进步和大型化设计的革命性进步。

二、各代梁式石灰窑技术分析 和应用介绍
   详见   https://mp.weixin.qq.com/s/iJpsSHd8RUIocxYpX69hxg (文章转自:中国石灰协会微信公众号)

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