0 前 言
在國內預分解窯水泥生產線蓬勃發展的當今，活躍著一支不可忽視的力量，這就是 1500t/d 以下的小型預分解窯。這些小型預分解窯往往都有十余年的生產歷史，在技術上也較傳統的回轉窯領先不少。但與較成熟的大型預分解窯相比，顯得過于原始，熱耗、電耗等指標過高，正逐漸失去競爭優勢。這些生產線大多數處于經濟不發達或邊遠地區，盡管技術力量與裝備力量相對薄弱，但它們所面臨的市場需要更為迫切，在當地的經濟發展中發揮著許多大中型水泥企業所不能起的作用。全國已建的上百條小型預分解窯中，有一批生產線經過不斷地技術改造升級，產量已經翻番；當然，也有一批生產線由于技術不過關或經營不善已在市場競爭中被淘汰。有些生產線成功改造的實踐證明，噸熟料能力的投資遠不到 200 元，存在著較大的發展潛力與空間。因此，從再投資與增加生產能力的比例角度來說，用現在的技術與管理水平對這些生產線進行合理改造則是最為合算的舉措。本文僅就小型預分解窯生產線的改造，提出一些見解和建議。
1 改造中容易忽視的幾個技術問題
從已經建設與改造完成的生產線中，可以看到以下問題并未得到充分地認識和處理，從而影響了建設與改造的效果。
1.1 風量平衡中的幾個問題
預分解窯的全系統是多個風機共起作用的系統，因此要求數個風機的風量及風壓合理匹配，做到互不干擾是很重要的。除此之外，風量、風壓還受著風溫的影響，所以這種平衡又不是一成不變的，必須要有隨著風溫變化實現動態平衡的觀念去判斷。
1.1.1 大收塵器后排風能力與窯尾高溫風機能力的平衡
在生產中，經常可以看到高溫風機的能力并不低，但總感覺系統排風不夠。當然，這有可能是系統風機前部漏風嚴重所致，但還要考慮大收塵器后的排風能力是否充足這一環節，因為不論是電收塵，還是袋收塵，收塵器的前端應該是由高溫風機鼓入而形成的正壓，后端是由收塵器后面的排風能力而形成的負壓，收塵器中部要有處于零壓的位置，便于收下物料的沉降。也就是說，由窯尾高溫風機抽出的風量必須由后面的排風能力同等地排出，否則高溫風機就會受到阻力，它的能力就無法得到正常發揮。
當然，后面的排風能力既可以是自然形成負壓的煙囪，也可是專用動力形成的排風機。對于小型預分解窯，為了節約能耗，更多選用的是前者。問題恰恰出在這里，尤其是在改造時，如果收塵器前面的高溫風機能力有富裕，不見得后面的大煙囪就有富裕能力，如果改造之前在進煙囪的風道上沒有控制排風大小的閘板等設施而能正常生產的話，更說明在擴大能力之后，必須要設法增加排風能力，以求與改造后窯尾高溫風機增加能力后相平衡。
但這種平衡還會有另一種極端現象，即后面的排風能力過大，甚至大于窯尾高溫風機的能力，收下的粉塵因在收塵器內沒有零壓區，甚至零壓面，收塵效果會大大下降。因此，在增加收塵器后的排風能力時，要經過計算，千萬不要認為越大越好。如果讓其略有富裕，最好要增設有調節能力的閥門，以確保收塵器前后風量的平衡。
1.1.2 窯頭排風機能力與窯尾高溫風機能力的平衡
有的小型預分解窯生產線，使用單筒冷卻機，所以不需設頭排風機，即便用篦冷機，沒有收塵器，也可不設窯頭排風機。這種情況固然沒有兩臺風機平衡的問題，但并不是好的設計，系統將為此付出較大的熱耗，或者環保不能達標。當改造時用篦冷機代替單筒冷卻機以后，這種平衡問題就一定要考慮。
這兩臺風機的平衡與前者情況有所不同，因為它們對系統不是一鼓一排的關系，而是雙向排風的情況。此時如果風機風量與風壓選擇不當時，就會出現爭風的惡果：不但風機做了大量無用功，而且會造成二三次風溫降低、窯襯壽命不高、窯頭收塵器易燒變形、甚至預熱器堵塞等各類故障。曾經有一條生產線，在更改篦冷機后，為了節省費用，隨意找了一臺能力比要求高的風機，結果從來不堵塞的四級預熱器發生沉降性堵塞，還查不到原因，將此風機換掉后，這些癥狀立即消失。
1.1.3 篦冷機高壓段鼓風機與窯尾高溫風機能力的平衡
篦冷機高壓段鼓風機是負責將高壓段篦床上的熟料熱接收過來，作為二三次風的熱源鼓入窯內的，但要使二三次風入窯的關鍵是窯尾的系統負壓能否將其抽入窯內。如果鼓風機能力大于入窯的抽力，則窯頭會出現正壓，二三次風不易進窯，二三次風溫降低；反之，如果鼓入風量過小，窯尾抽力過大，此時如果篦冷機排風能力過小，就會將篦冷機中低溫段的低溫風抽入窯內，同樣，二三次風溫度也不會高；此時如果篦冷機排風能力過大，就會發生上述前后風機相互爭風的情況。
由此可見，不應為了冷卻熟料，將高溫段的鼓風機設計得越大越好，同樣理由，在操作中更不是風機風門開得越大越好。總之，高溫段的鼓入風量要與窯尾高溫風機、篦冷機的排風機都要匹配。
1.1.4 煤磨排風機能力與窯尾高溫風機、篦冷機排風機能力的平衡
煤磨排風機本來與窯尾高溫風機是風馬牛不相及的兩股道，但當煤磨利用窯系統的余熱作為烘干原煤的熱源時，這種平衡問題就出現了。如果這股余熱是從篦冷機中部抽出，煤磨的排風機就實際在承擔協助篦冷機排風機的部分功能，因此，煤磨的開停勢必影響篦冷機內用風的平衡，屆時應該予以調整；如果這股余熱是來自窯頭罩，這不僅是對窯熱能綜合利用的浪費，降低二三次風溫度，而且它又成為與窯尾高溫風機爭風的一個常被人忽視的風源，特別是當抽風口離三次風管很近，在煤磨的排風機能力較大時，這時窯尾負壓比窯頭負壓還低，證明兩臺風機之間爭風嚴重；如果是從窯尾一級旋風筒之后抽風，從抽風的方向上也要避免彼此爭風的可能。
上述幾個風量之間的平衡對于大中型預分解窯的設計已經有規范的數據，所以在設計中不會有什么問題，但在操作中卻有很多不規范之處。至于小型預分解窯，只要是有經驗者也不會有多大問題，但不重視它們的平衡，尤其是改造過程中，為了節約資金等因素，總想利用原有設備，就難免會發生上述現象。
1.2 原燃料控制中的幾個問題
在諸多設計與改造的生產線中經常會發現，業主對原燃料的供應上幾乎不采取任何技術措施，使進廠原燃料的質量波動缺乏控制手段，造成后續工序不僅很難順利正常生產，而且要花費更大的財力、物力去克服這些困難。實在是得不償失。
1.2.1 物料粒度的要求
進廠物料無粒度控制措施，有時見 200mm以上的石塊直接進入磨機，可想而知，磨機產量怎樣提高?電耗又怎樣降低？如果供貨商不能保證粒度要求，廠內應配備相應的破碎機，而不應省略。粒度要求不僅是對最大粒徑的限制，而且還要求粒徑范圍不應太大，即對過量的細粉也并不歡迎，因為它會提高能耗，還加速錘頭等耐磨配件的磨損，如果進廠的物料中本身細粉含量過大，完全可以用波動輥式給料篩分機在進料破碎機之前就將細粉篩出。
1.2.2 物料水分的要求
當進廠物料水分失控時，不僅熱耗等指標會升高，產質量指標會下降，另外還會在整個物料輸送與儲存中遇到堵塞、黏料等問題。因此，如何利用余熱對那些難以保證水分合格的原料，是在設計中必須要解決的。
1.2.3 原煤熱值的控制
如何保證原煤熱值的穩定，而不要有大的波動，這在有均化堆場設施的企業似乎不難，但事實并非如此。關鍵是與煤的供應商如何建立和諧關系，水泥廠總是設法欠款賒煤，而煤商則千方百計向原煤內加水、加煤矸石等，致使兩敗俱傷。河南有一家水泥公司，與供煤商簽訂的合同中規定，水泥廠是按照當月生產的熟料量向煤供應商付款，這樣，供煤商希望水泥廠的熟料生產越正常越好，而不再向原煤內摻加任何雜質，生產正常后水泥企業也能守信付款。彼此高度信任，使雙方都受益。
1.2.4 喂煤量與喂料量的穩定控制
這兩種喂料的穩定會直接影響熟料的高產優質低消耗，已為人所共知，問題是在設備投資時，就想買越便宜的喂料設備越好，從而影響了熟料的產質量。
2 改造中容易疏忽質量要求的幾個設備
2.1 主機設備的選定
在幾個主機設備的配套設計選型中，最容易選擇不當的就是冷卻機。
因為從單筒冷卻機改為篦冷機確實要有較大的花費，需要較長的時間。業主經常認為只要熟料燒出來，冷卻得慢些沒有什么關系，沒有必要為此大動干戈。于是，有些中間方案便出籠了，只在高溫段加一段篦床，然后再與冷卻筒相接，這種方式盡管可以提高高溫段的冷卻效率，但它無法實現篦冷機的最根本優點———只讓高溫風作為二三次風進窯與分解爐助燃，低溫風則當作其它余熱利用。然而，只要有冷卻筒作為冷卻設備，低溫段冷卻熟料的低溫空氣就勢必要隨高溫空氣同時入窯，使二三次風的質量無法提高，窯內的黑火頭始終難以變短，窯前的冷圈也難以消除。更關鍵的是，熟料熱耗居高不下，常常遠高于 4180kJ/kg 大關。用這種窯運行一年中多燒煤的費用買一臺篦冷機綽綽有余。因此，熟料冷卻設備的選擇，是關系如何降低生產成本的關鍵問題，業主不應舍小失大。
2.2 輔助設施的選定
輔助設施的種類繁多，但在眾多生產線的改造中，如下設施是需要認真考慮、慎重選擇的，千萬不能圖一時的便宜，而在生產中吃大虧。
2.2.1 原燃料的輸送
在很多總圖的布置中，常常可以看見到處都是原燃料堆場，然后就由業主購置若干臺鏟車倒運。這種作法看似可以省去輸送設備、原料儲庫等很多投資，但原物料管理混亂，粉塵飛揚、廠內交通道路混雜、物料質量下降，更重要的是用鏟車倒料的成本很高，每噸次至少要折合一元以上，隨著油價的提高，成本只漲不跌。這種方案是設計者最為省事的，但業主絕不應該放棄使用固定輸送設備的要求，除非物料的特性不易選擇到合適的固定輸送設備。
2.2.2 有關原燃料的均化
為了原燃料成分的穩定，不一定非要投資數百萬元去配置預均化堆場、均化庫，對于小規模的生產線，只要進廠的原燃料質量符合要求，配上一些簡單易行的設備就可實現較理想的穩定效果，如用皮帶機多點下料的搭配，帶 S 形小車沿程卸料的皮帶機等，在實踐中都是行之有效的設備。
2.2.3 燃燒器( 噴煤管)
現在制造多風道燃燒器的廠家太多，但是使用效果上卻千差萬別。這里應該有幾個選擇原則，而不能只貪圖便宜。
凡不問燃料種類、不問一次風機性能而能許諾各種指標，或即使詢問，也無對策，一味應承的供貨商不能接觸。因為他們不知道燃燒器是一種工藝裝備，不是簡單的機械制造技術就能完成。在甲廠好用的燃燒器，在乙廠就不一定好用。
凡只許諾抽象的保證指標，而無具體技術指標要求的供貨商不能相信。如只說火焰燃燒有力，而不能保證窯尾溫度的上限；只說火焰保護窯皮，卻不能保證筒體掃描溫度的趨勢發展漸好等等。
凡不保證負責燃燒器調試使用的供貨合同不能簽訂，因為燃燒器是各種設備中最難調試的。要正確調試燃燒器，不僅要全面了解燃燒器的自身特點，還應對燒成系統各工藝參數熟練掌握。曾經見到有的廠家燃燒器質量并不錯，只是因派去的調試人員素質不行，反而將窯燒紅。
2.2.4 增濕設備
降低預熱器出口廢氣溫度的辦法有幾種，但最好的辦法是采用增濕塔。有些生產線采用多管風冷卻設施，看似可節省投資，但降溫效果較差，給后置廢氣處理設備的正常運轉帶來困難，環保難以達標。況且十余臺軸流風機運轉并不比水泵節能。
為了改善窯尾高溫風機的運轉狀態，現在又多將增濕設備放在風機的前面。這種工藝布置無疑對增濕設備提出了更高的可靠性要求。否則，由于它的不正常，會給全系統的風量與風壓帶來波動。因此，當這種布置確定后，千萬不要選用運行可靠程度較差的高壓水泵及噴頭，建議選用雙相流的噴霧系統，該系統一性投資較高，但它省去的土建投資及電氣控制投資完全可以補償有余。
2.2.5 調節轉速的裝置
工藝上經常需要調節所需要的料量、風量、水量，傳統上的調節是采用各類閥門、液力偶合器等廉價設施，現在電器上技術先進的變頻器，應該是它們的理想替代品。但它的一次性投資仍較高。對此，應該強調的是，不僅變頻器一年所節約的電費完全可以抵償過高投資，而且在諸如風機這類使用裝備中，由于變頻器的功能是通過改變供電頻率而使電機轉速改變，不涉及管道特性的改變，所以它在實現風量較大幅度調整時，風壓變化很小，這正是生產中非常需要的難得特性。
2.2.6 閥 門
不論是料閥，還是氣閥、水閥，單個的價格并不高，但因數量較大，所以購置中多以價格選定，但因為它是微不足道的小設施，質量與使用壽命很少有人過問。事實上，生產中因為閥門漏風、漏料、漏水所造成的損失無法估量。這里對兩個閥門的重要性強調如下：
三次風管閥門：它是負責平衡窯與三次風管阻力的重要設施，它若損壞將會對窯與分解爐合理用風失去控制。但經實踐考驗好用的閥門并不多，由于使用環境惡劣，多則一年，少則數月。所以，在選購時一定要看制造廠的使用業績，而不是定貨業績。
生料入窯與入庫之間的快速切換閥：生料出庫后不是入窯，就是返庫，這是完全兩種不同的通道，它不允許閥門不能切換到位，使生料部分回庫，部分入窯；又由于窯內投料與止料過程需要迅速，更不允許這種切換時間長于半分鐘以上。它的重要性不少人并不理解，因此，只靠設計者的選型與采購者的把關很難實現質量要求。
2.2.7 收塵器
收塵器的重要性不言自明，但在設計與選用中有三種情況應該予以避免：一是盡量不要幾個吸塵點共用一個收塵器，否則容易造成收塵效果的不平衡；二是不要將小收塵點連接到大收塵器吸風管上，這是實際的人為漏風，因小失大；三是不要在所有揚塵點都需要安裝收塵器，要看運轉后的效果。
2.2.8 煤粉與生料的喂料計量設備
前面已經談到這兩種計量設備對熟料穩定生產的重要性，業主常常想能找到既準確計量，又價格相對低廉的計量設備。其中，沖板流量計因適于粉狀物料計量且價格便宜而流行一時，但由于精度大多不高，已漸被淘汰。現在已有越來越多高精度的計量秤供用戶選擇了。
2.2.9 熱工儀表
目前，仍有不少生產線的操作并沒有中央控制室，如果說 DCS 系統的使用沒有設計自動控制回路及趨勢圖等功能，則真是沒有什么優越性。窯頭現場看火工操作，完全避免了中控與現場的兩層皮，他們通過溫度、壓力、流量等二次儀表對這些熱工參數進行監查、調整，因此，只要求計量儀表準確可靠，質量一流，便完全可以勝任對窯系統的控制任務。為了操作方便，在設計上應該加大窯頭罩，應充分考慮看火位置。
2.2.10 前后窯口密封
前后窯口密封對于窯系統降低熱耗、提高產量是非常有利的。如果說以前缺乏耐磨、耐高溫的密封材料與設施，使密封系統難以長期有效的工作的話，那么，現在的柔性密封材料應是較為理想的，一次投資并不高。
總之，在選擇輔助設備時，為節省投資，往往采用了最簡單的作法：降低對原燃料成分穩定的要求，降低對儀表自動化的要求。然而，這兩個“降低”勢必導致日后投產中的高消耗、高成本。
所以，在此介紹了上述十類容易被忽略其質量要求的部件，以期提高基建采購質量，取得較為滿意的建設或改造效果。
3 對人員與管理素質的提高
由于建設的基準水平不高，設備及自動化程度太低，員工工作不但辛苦，而且勞而無功，效率不高。這一方面是因為技術管理人員素質不高，難免發出不正確的指令，另一方面也是操作人員缺乏系統而有效的技術培訓。
因此，應對員工進行必要的技術培訓。但以往的培訓走過場的太多，通過對國內大多數企業，包括知名的大型水泥集團的調查了解到，操作完全正確合理者并不多，由于判斷失誤造成操作錯誤的情況卻屢見不鮮，各企業為此都付出過不少慘痛代價。由此可見，此項工作開展的必要性及提高效益空間的巨大性。
上述三大方面的內容，應該是小型預分解窯提高產質量的關鍵環節，只要解決了這三方面的問題，相信一定可以取得更優越的成績。
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