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  對于預分解窯來說, 回轉窯主要承擔燒成( 結) 的任務, 熟料煅燒狀況的好壞很大程度上取決于高溫燒成帶溫度的高低, 也即窯前熱力強度的強弱, 穩定一定的窯前熱力強度是日常工藝管理和操作的一項重要內容。

  1 窯前熱力強度的影響因素及調整措施

  1.1 窯頭煤的喂入量及入窯煤粉的質量波動

  1.1.1 窯頭煤的喂入量

  由于燒成工藝的變化, 預分解窯的熱力負荷較傳統的SP窯大大降低, 窯頭煤的作用主要是提供熟料燒成所需的燒結溫度, 窯頭煤偏低時fCaO被C₂S吸收不充分, 熟料疏松多孔, 升重輕; 窯頭煤偏高, 窯內不完全燃燒情況加劇, 實際燒成溫度反而降低, 嚴重者可能導致煤粉散落于出窯熟料上繼續燃燒, 造成“堆雪人”等工藝事故的頻繁發生, 這種情況往往發生在熟料fCaO偏高不合格的情況下, 經驗不足的操作員為了改善熟料燒成往往只是采取“增加頭煤”的簡單處理辦法, 甚至有時大幅度增加頭煤, 造成以上情況, 結果適得其反。

  應該說當入窯煤粉在質量比較穩定和窯況比較穩定時, 其喂入量存在一個合適的范圍, 優秀的操作員依靠經驗在不減弱窯前熱力強度的前提下, 能夠偏下限控制, 也就是適當地減少頭煤, 其產生的經濟效益是非常顯著的。

  1.2 入窯煤粉的質量波動

  1.2.1 煤質

  當前國內煤炭市場供應日趨緊張, 許多水泥公司選用多家原煤供應商, 由于管理和場地限制等多方面原因, 大多無法真正做到“定點存放, 分批搭配”, 往往造成入窯煤粉熱值的波動。窯前熱力強度的微小變化, 操作員很難覺察, 往往要等到熟料燒成后才有所覺察。

  還有一種情況是原煤本身的重要組分含量發生重大變化: 當煤的揮發分含量增加時, 相應地窯頭火焰會變長, 窯頭熱力強度會隨之下降; 當煤的結晶水增大時, 勢必放慢燃燒速度, 從而導致窯前熱力強度降低。

  1.2.2 煤粉細度

  這種情況往往發生在采用煤粉立磨的公司, 當煤立磨系統漏風較多或者磨輥輥皮磨損后期, 煤磨的臺時產量會有一定的下降, 如遇進廠原煤熱值同時下降, 會加劇煤粉供應的緊張程度, 為維持窯系統的需要不得已放粗煤粉細度。很顯然, 細度放粗會減慢煤粉的燃燒速度, 從而導致窯前熱力強度降低。

  1.3 入窯的二次風量及二次風溫的變化

  1.3.1 二次風量

  入窯的二次風主要是供給煤粉中焦炭燃燒所需的O₂, 并幫助形成火焰的長度, 但入窯二次風量的多少一般沒有直觀的儀器監測和顯示, 一般最直觀的參照就是窯頭罩負壓的控制, 該負壓一般的范圍在0~- 50Pa, 但也有一些廠家對此不太重視, 窯頭罩負

  壓有時甚至維持在- 100Pa左右, 這勢必大大減少了入窯的二次風量, 放慢了煤粉的燃燒速度, 減弱窯前火力強度, 造成熟料輕燒偏輕。

  實際控制中還有一個窯、爐風量匹配的問題, 當窯內通風阻力發生變化時(表現在窯尾負壓的變化),雖然入窯二次風量未發生大的變化, 但爐內和窯內風量的分配比例會發生變化, 經常發生窯內通風不足,三次風過大的現象, 生產中需加強工藝管理減少這種情況的發生, 否則會減弱窯前火力強度, 影響出窯熟料的質量。

  1.3.2 二次風溫

  二次風溫是影響煤粉燃燒速度的一個非常關鍵的因素, 二次風溫主要取決于窯內投料量、篦速以及篦冷機的用風。一般來說, 投料量較低時, 二次風溫一般較低, 很難達到800℃以上。投料時只要把握了風、煤、料、窯速的匹配平衡, 快速加料, 可以很快提高二次風溫, 改善窯前的熱力強度。二次風溫與投料量是一個相輔相成的關系。

  1.4 生料的易燒性差異及入窯生料的率值波動

  1.4.1 生料易燒性

  生料易燒性與原料本身的物理性質有很大關系,如石灰石的成礦年代, 石灰石、砂巖中的SiO₂結晶體的含量等。各水泥廠都有適合自身原料性能的熟料率值方案, 不能盲目照抄照搬。生料的易燒性較差, 勢必要靠提高熱耗和煅燒溫度來彌補窯前熱力強度的下降。同樣的熟料率值, 在有的廠家使用窯前很清亮, 在有的廠家可能就是飛砂陣陣。

  1.4.2 入窯生料的率值

  雖然各個廠家都有比較理想的率值控制目標, 但入窯生料的率值實際上是存在著很大波動, 從而導致入窯生料的液相量和易燒性的變化, 要求操作員根據窯尾溫度和預熱器五級筒出口溫度的變化能夠預見性地調整操作參數(主要調整尾煤喂入量), 否則就會導致窯電流和窯前熱力強度的大幅波動。

  1.5 煤粉燃燒器的選型及日常調整

  燃燒器是工藝管理人員手中的“槍”, 知名廠家的燃燒器使用起來可以合理地組織窯內空氣動力場, 強化高溫氣體的回流, 從而保證煤粉與一、二次風混合均勻, 形成較好的火焰形狀和火焰剛度, 維持窯前熱力強度的較大余量, 并且在生產波動時可以靈活地調整, 也就是俗稱的“頂得住料”。

  生產實踐中, 燃燒器的定位及內、外風的比例對窯前火力強度影響是很明顯的, 而且影響窯襯壽命及熟料質量, 除非熟料配料和煤質變動很大, 正常生產中一般不做多少調整, 只做微調, 并要求“專人負責每調必記”。

  1.6 喂料量的調整

  燒過SP窯的人都有這樣的體會: 燒SP窯時的窯前亮度非常清晰, 盡管此時入窯的二次風溫也僅僅在500℃左右, 燒結的熟料結粒細小致密發亮。這從一個側面反映了喂料量對窯前熱力強度的影響程度。一般而言, 喂料量減少, 可以改善窯前的熱力強度, 正常生產中的“減料提溫”操作也是基于這樣的考慮, 而且對熟料強度的提高有一定的積極意義。

  2 結語

  以上的各種因素在實際控制中是不能截然分開的, 在實際生產中經常調整的主要是頭煤的喂入量和入窯的二次風溫。從窯前熱力強度入手, 結合熟料的外觀和化學分析, 是分析出窯熟料質量的出發點和主要方法。保持適宜的窯前熱力強度是窯系統工藝管理的核心內容之一, 應該引起水泥工廠質量管理者和工藝操作人員的高度重視。