前言

預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝過程中，窯尾處于預(yù)分解系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯的連接部位，工藝位置特殊，其管理的精細(xì)化程度高低對生產(chǎn)線產(chǎn)能發(fā)揮較為關(guān)鍵，是能否優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗運(yùn)行的重要因素。筆者結(jié)合1000-5000t/d 生產(chǎn)線的生產(chǎn)實(shí)際，簡述窯尾精細(xì)化管理的要領(lǐng)以及生產(chǎn)中值得注意的諸多問題，以達(dá)到精細(xì)管理出效益的目的，供同仁們參考。

窯尾在窯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性絕不亞于分解爐，需要綜合考慮靜止設(shè)備與轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備間的銜接、生料的入窯、煙氣的排出、粉塵的收集沉降、對分解爐物料的噴騰輸送能力、阻力損耗以及結(jié)皮積料預(yù)防及處理途徑等問題。好多問題之間本身就是矛盾體系，如處理不當(dāng)，顧此失彼，易成為系統(tǒng)均質(zhì)穩(wěn)定生產(chǎn)的瓶頸部位。這些并不光是設(shè)計(jì)院考慮的問題，更需要企業(yè)技術(shù)人員多次核準(zhǔn)和確認(rèn)。實(shí)踐告訴我們，如果窯尾全部按設(shè)計(jì)院出具的方案實(shí)施，有不少生產(chǎn)線往往無法正常運(yùn)行，都是通過結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)過不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，方才進(jìn)入到良好的運(yùn)行狀態(tài)。如以煙室斷面尺寸為例，從沉降二次揚(yáng)塵角度來講，斷面尺寸應(yīng)該愈大愈好，但是，過大的斷面很難跟尺寸較小的兩頭合理連接。

窯尾主要包括縮口（也稱之為分解爐底部縮口）、煙室、斜坡及進(jìn)料舌頭等，除了起連接窯和分解爐的作用外，結(jié)構(gòu)及尺寸對工藝的影響比較大。其結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系到：窯內(nèi)的煙氣與進(jìn)入分解爐的三次風(fēng)之間的平衡問題；窯內(nèi)飛灰循環(huán)問題；窯尾阻力和結(jié)皮問題等。

2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備和靜止設(shè)備之間的銜接問題

回轉(zhuǎn)窯為亞快速轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，煙室處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩者連接既要考慮緊湊性，又要考慮窯的上下竄動(dòng)、變形擺動(dòng)等方面的影響，如入料舌頭與窯筒體縮口之間的動(dòng)態(tài)間隙較大或不均勻時(shí)，窯回轉(zhuǎn)過程中必然有一部分生料從間隙漏入密封圈，因此要有周密的設(shè)計(jì)和施工把關(guān)。首先是回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)的周向與進(jìn)料托板外圍間的間隙，綜合考慮設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全性和密閉性，此間隙應(yīng)控制在 50∽100mm。

其次是進(jìn)料斜坡端面伸入窯內(nèi)的長度，如過多的伸到窯里面，勢必造成較大的斜坡水平段，易產(chǎn)生堆積料，過短時(shí)又會(huì)造成生料沖入密封圈溢出。一般性的控制原則是回轉(zhuǎn)窯處于最下限時(shí)的窯尾部端面與斜坡端面平齊為基準(zhǔn)。

2.2 氣流和物料逆向流動(dòng)產(chǎn)生的矛盾與處理

窯內(nèi)高溫燃燒及分解產(chǎn)生的廢煙氣要從回轉(zhuǎn)窯經(jīng)過窯尾煙室進(jìn)入分解爐，同時(shí)，預(yù)熱預(yù)分解系統(tǒng)的生料需要經(jīng)過窯尾煙室溜入窯內(nèi)。這一進(jìn)一出，如果分流處理不當(dāng)，勢必造成部分生料被煙氣攜帶入分解爐形成內(nèi)循環(huán)，降低系統(tǒng)熱效率，增加系統(tǒng)阻力。

解決此矛盾的方法主要包括：嚴(yán)格控制斜坡和拱頂耐火材料襯厚，使之通風(fēng)斷面盡可能擴(kuò)大；斜坡及其進(jìn)料舌頭澆注料整體設(shè)計(jì)，保證表面光滑，為確保拱頂?shù)叫逼麓怪本嚯x盡可能增大，斜坡可分為 2∽3 個(gè)傾斜角度平緩過渡入窯，一般按上段 50°∽55°、中段 40°∽45°、下段（即 1000mm左右長的入料舌頭）30°∽35°為控制基準(zhǔn)；拱頂與煙室之間的連接設(shè)計(jì)成 50°左右的倒角，基本同斜坡平行，引導(dǎo)氣流向上排出，進(jìn)一步加大拱頂斷面，達(dá)到料氣分流的目的。

2.3 縮口噴騰風(fēng)速、阻力與爐路用風(fēng)之間的關(guān)系處理

新近建設(shè)投產(chǎn)的生產(chǎn)線，窯尾縮口已不再設(shè)計(jì)有用于調(diào)節(jié)通風(fēng)面積的閘閥，通常采用固定的縮口尺寸。窯系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀況下，窯路和爐路氣體流量應(yīng)同時(shí)滿足喂入的燃料燃燒的需求。

窯尾高溫風(fēng)機(jī)排出的風(fēng)量風(fēng)壓一定時(shí)，兩者不平衡將會(huì)導(dǎo)致以下結(jié)果：一種情況是窯風(fēng)過大，三次風(fēng)量不足，致使燒成溫度降低，高溫后移，窯尾溫度及負(fù)壓升高，三次風(fēng)溫、風(fēng)速均降低，爐內(nèi)煤粉燃燒不完全，易形成系統(tǒng)溫度倒掛，高溫級(jí)粘結(jié)堵塞；另一種情況是窯內(nèi)通風(fēng)不足，三次風(fēng)過量，致使燒成還原氣氛濃重，尾溫低，窯尾有害組分富集而阻塞，通風(fēng)落入惡性循環(huán)。

因此，根據(jù)窯系統(tǒng)生產(chǎn)情況，合理的確定窯尾縮口面積大小顯得很重要，以平衡噴騰風(fēng)速、阻力與爐路用風(fēng)之間的關(guān)系。目前較常用的調(diào)節(jié)方式為：窯尾縮口采用固定式，三次風(fēng)管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥。

控制技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：一是以窯產(chǎn)能發(fā)揮設(shè)計(jì)能力的 110%左右為基準(zhǔn)，來核算窯尾通過的工況氣體流量來確定縮口截面積（宜以實(shí)際風(fēng)速≥25m/s 為基準(zhǔn)）；二是三次風(fēng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，窯路通風(fēng)阻力大于爐路，即窯內(nèi)風(fēng)量不足，即保證風(fēng)閥具有調(diào)節(jié)余地；三是三次風(fēng)調(diào)節(jié)閥關(guān)至風(fēng)管截面的 50%以下時(shí)，爐路風(fēng)量達(dá)不到正常值，即生產(chǎn)中調(diào)節(jié)閥應(yīng)開至 50%以上，以避免系統(tǒng)過大的阻力損失；四是分析判斷時(shí)，要綜合考慮窯爐用煤量，窯尾溫度、負(fù)壓，入爐三次風(fēng)溫、風(fēng)壓，窯內(nèi)煅燒狀況，爐出口溫度和壓力的穩(wěn)定性，系統(tǒng)是否存在塌料等參數(shù)。

工藝參數(shù)主要分顯參數(shù)和隱參數(shù)，窯尾工藝顯參數(shù)主要包括窯尾溫度、窯尾負(fù)壓、窯尾 O2 含量和CO含量等通過高科技儀器直接測量出并顯示于中控的參考數(shù)據(jù)，隱參數(shù)主要包括各個(gè)斷面煙氣流量及工況風(fēng)速等需要標(biāo)定核算才能得出結(jié)果的部分。

窯尾溫度主要表征窯頭煤粉燃燒情況、窯爐用風(fēng)平衡和功能分配的合理性，跟頭煤用量、煤管位置、窯尾負(fù)壓大小、入窯物料溫度和尾部漏風(fēng)有關(guān)。窯尾負(fù)壓主要表征窯內(nèi)通風(fēng)大小、結(jié)圈結(jié)蛋情況及其縮口結(jié)皮程度，主要跟窯皮長短、厚薄、結(jié)圈程度和料負(fù)荷等有關(guān)。

窯尾煙氣中自動(dòng)分析檢測的O2、CO 含量，通常表征窯內(nèi)用煤量與風(fēng)量之間的匹配關(guān)系，要求既不能使燃煤在風(fēng)量不足的情況下燃燒而產(chǎn)生CO，又不能有過多的過剩空氣而增加熱耗，窯尾煙氣中O2含量宜控制在 1.0%∽2.0%。

為了確保各參數(shù)顯示的準(zhǔn)確性，我們在管理上做到：隨時(shí)檢查確認(rèn)測壓孔是否暢通，熱電偶保證完好且表面無結(jié)皮；窯尾斜坡堆料及時(shí)清理，煙室和縮口不結(jié)皮，窯尾各捅灰孔、人孔門進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，尾部密封圈采用摩擦片的基礎(chǔ)上外加一圈軟式密封體，保證各部位無明顯漏風(fēng)，生產(chǎn)中無需打開的孔或門，一次性密封嚴(yán)實(shí)；斜坡主要部位設(shè)置多個(gè)空氣炮，所有空氣炮設(shè)為自動(dòng)循環(huán)控制，每天按時(shí)定檢，保證完好；每次停窯檢修都要對煙室、縮口等各部位澆注料燒損情況進(jìn)行跟蹤，以便了解各部位尺寸的變化，使之指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)控；窯尾高溫氣體分析儀探頭做到每 2 小時(shí)至少清理一次。 

無論是半離線型還是在線型分解爐，來自次高溫級(jí)（C4）的高溫料流下沖勢能較大，窯尾縮口應(yīng)具有 25m/s以上的噴騰風(fēng)速，否則，生產(chǎn)中難免會(huì)發(fā)生物料未經(jīng)分解而短路直接入窯的情況，這點(diǎn)在無數(shù)次的生產(chǎn)實(shí)踐，特別是點(diǎn)火升溫投料過程中已得到證明。如果一些生產(chǎn)線在該部位漏風(fēng)情況比較嚴(yán)重，通風(fēng)面積設(shè)計(jì)以斷面風(fēng)速 30m/s 左右為宜。另外，縮口高度應(yīng)適中，一般在650mm∽1200 mm 之間，使之在形成穩(wěn)定的柱塞流的同時(shí)，兼顧阻力損失；四個(gè)角圓滑過渡，使氣流均布，避免產(chǎn)生死角，減少結(jié)皮。

煙室與縮口之間連接要過渡漸進(jìn)，杜絕形成平臺(tái)階，以減少阻力損失，且不易結(jié)皮。煙室要發(fā)揮收集窯內(nèi)飛灰的作用，斷面風(fēng)速不能大于10m/s，宜控制在 8m/s 以內(nèi)。斜坡表面要平整，斜度≥50°來自 C5 的生料入窯時(shí)，最好從正背面順著斜坡溜入窯內(nèi)，盡量避免側(cè)面入窯方式。

窯尾進(jìn)料斜坡至拱頂?shù)耐L(fēng)斷面受到窯轉(zhuǎn)動(dòng)和進(jìn)料舌頭的影響，通風(fēng)斷面難以大幅度增大，往往成為眾多生產(chǎn)線的瓶頸部位。風(fēng)速高，必然引起生料入窯不暢和大量飛灰，通風(fēng)受阻，結(jié)皮堵塞幾率增加，產(chǎn)能下降。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，煙室結(jié)皮量與窯尾拱頂風(fēng)速高低呈正比關(guān)系，此風(fēng)速如能控制在 10m/s 以內(nèi)是較為理想的。

筑爐是窯工藝生產(chǎn)管理中相當(dāng)重要的一項(xiàng)工作，在某種程度上決定了窯系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和尺寸精確性，特別是新建生產(chǎn)線或停窯大修時(shí)，往往都要靠筑爐來消化安裝方面存在的不足，把住最后一關(guān)，滿足工藝結(jié)構(gòu)要求。因此，應(yīng)引起工藝技術(shù)人員的高度重視和全程跟蹤確認(rèn)。就窯尾而言，以下幾個(gè)部位的施工管理特別要做到精細(xì)化的程度。

窯尾縮口施工。該部位主要特點(diǎn)是天圓地方，需要合理的過渡，并確認(rèn)清楚方、圓部位通風(fēng)斷面的一致性；有膨脹節(jié)和多個(gè)捅灰孔，錨固釘布置、架模和澆注都需要多層次進(jìn)行，日常人工清堵頻次較高，工況風(fēng)速快，內(nèi)壁磨損大，材料需要有足夠的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐磨性能。如檢查督促不力，由于施工技能及責(zé)任心等原因，極易造成膨脹節(jié)被澆注失效，捅灰孔堵死而日常清理困難，表面起臺(tái)階形成死角而阻力增大、結(jié)皮增多，上下尺寸不統(tǒng)一而達(dá)不到工藝要求等嚴(yán)重后果。因此，施工的每一個(gè)程序都要處于受控狀態(tài)。

窯尾煙室施工。煙室除了起到上下連接和穩(wěn)流的作用外，主要發(fā)揮沉降室的功能，盡量避免入窯物料經(jīng)縮口二次返混到分解爐內(nèi)，施工控制的關(guān)鍵點(diǎn)包括同 C5 下料管、下料斜坡和縮口之間的有機(jī)銜接，避免死角和起臺(tái)。因此，應(yīng)具有足夠的橫斷面積和保溫性能，常采用抗結(jié)皮高性能澆注料。值得注意的是，由于該部位常常有一層導(dǎo)熱系數(shù)較低的結(jié)皮層，殼體表面溫度并不高，為了增大空間斷面積，5000t/d 規(guī)模以下的總襯厚設(shè)計(jì)可由常規(guī)的 300mm 左右優(yōu)化為 230∽250mm，即 80mm 硅酸鈣板配套 150∽170mm 的工作層，使工況斷面風(fēng)速進(jìn)一步降低。

窯尾下料斜坡及拱頂施工。主要功能就是將來自 C5 級(jí)生料順利的送入窯內(nèi)，盡量避免同窯氣流相碰撞而產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)返混。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)解決的幾個(gè)方面包括：C5 級(jí)生料入窯時(shí)要同斜坡角度一致，假如因安裝設(shè)計(jì)等原因出現(xiàn)錯(cuò)位時(shí)，應(yīng)在兩者中間增設(shè)撒料盒，其底部同斜坡澆注成同一平面，以保證生料順暢入窯；斜坡襯厚設(shè)計(jì)宜薄不宜厚，襯料越厚，空間斷面越小，拱頂斷面風(fēng)速越高，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總襯厚控制在 200 mm 以內(nèi)較為理想；拱頂澆注成與下料斜坡相平行的倒角，減薄耐火襯厚度，減少氣流阻力。

窯尾工藝參數(shù)顯示相對真實(shí)準(zhǔn)確。消除了因熱電偶結(jié)皮造成溫度虛低、測壓孔堵塞而壓力失準(zhǔn)以及氣分儀探頭堵塞而采樣失真等誤導(dǎo)生產(chǎn)的情況發(fā)生，給操作調(diào)整提供了有用的在線信息，無形中降低了生產(chǎn)成本。

窯尾漏風(fēng)問題得到改善，基本避免了人為因素造成漏風(fēng)的情況。

窯尾漏料問題得到解決。除了偶爾因煤質(zhì)波動(dòng)等原因形成后結(jié)圈及其料球、物料填充率過高而出現(xiàn)漏料現(xiàn)象外，徹底杜絕了結(jié)構(gòu)原因造成的漏料現(xiàn)象，減輕了安全環(huán)保工作的難度。窯尾結(jié)皮積料問題基本解決，進(jìn)料斜坡很少堆積料，極少出現(xiàn)因結(jié)皮積料影響生產(chǎn)的情況發(fā)生，在一定程度上為提高窯系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率提供了有利條件。產(chǎn)能不變的情況下，系統(tǒng)阻力降低，高溫風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備負(fù)荷得以降低，煤耗、電耗等主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)入良性循環(huán)，各生產(chǎn)線產(chǎn)能都不同程度的超過了設(shè)計(jì)指標(biāo)。

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