SLC型預(yù)分解窯的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及煅燒操作

福建水泥股份有限公司煉石廠（原為順昌水泥廠）4號(hào)窯是一條2 300t/d新型干法生產(chǎn)線，年產(chǎn)熟料72萬噸；生產(chǎn)42.5R普通硅酸鹽水泥。該工程由南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院（以下簡稱南京院）開發(fā)設(shè)計(jì)及提供技術(shù)支持，并采用當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤煅燒。于2001年9月點(diǎn)火投產(chǎn)，近幾年來窯運(yùn)轉(zhuǎn)率逐步提高，特別是2004年達(dá)到了91%，年產(chǎn)熟料80.6萬噸，月平均熟料日產(chǎn)量最高達(dá)到了2 685t/d，無煙煤摻量達(dá)到了80%以上。2005年1月實(shí)現(xiàn)了100%燒無煙煤，使該窯的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、高運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，以下對(duì)該窯的特點(diǎn)及煅燒操作做一介紹。

1 工藝設(shè)備 該生產(chǎn)線大量采用成熟可靠的國產(chǎn)設(shè)備，保證了系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，只有很少的關(guān)鍵部位才采用進(jìn)口設(shè)備。2 300t/d燃100%無煙煤水泥生產(chǎn)線的主要裝備基本配置和技術(shù)參數(shù)見表1。 2 系統(tǒng)特點(diǎn)（燒成系統(tǒng)工藝流程見圖1） 　 2.1 燒成系統(tǒng) 燒成系統(tǒng)采用南京院開發(fā)設(shè)計(jì)的3.95m×56m回轉(zhuǎn)窯，單系列5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，離線噴騰式分解爐（離線爐）及第三代空氣梁篦冷機(jī)，采用無煙煤做燃料。該系統(tǒng)除了具有一般帶分解爐燒成系統(tǒng)的優(yōu) 點(diǎn)外，還有如下特點(diǎn)： （1）采用離線型分解爐，以窯頭抽取三次風(fēng)用作分解爐助燃空氣，提高爐內(nèi)氧濃度，有利于無煙煤的燃燒。而且將窯尾煙室加

大，其錐部與離線爐出口管道相接，使離線爐爐氣與出窯煙氣充分混合，進(jìn)一步延長煤粉停留時(shí)間，以最大限度得滿足無煙煤燃燒需要，同時(shí)在一定程序上起到了在線分解的作用。

    （2）分解爐采用雙噴騰技術(shù)，強(qiáng)化煤、料、氣之間的混合，形成兩個(gè)穩(wěn)定的燃燒區(qū)，既避免爐內(nèi)局部過熱，又增加物料在爐停留時(shí)間，提高了入窯生料分解率。

    （3）在窯尾上升煙道和三次風(fēng)管上分別設(shè)有控制窯、爐氣流分配的調(diào)節(jié)閥門，C4下料管道上設(shè)有控制料流分配的電動(dòng)閥門，一路物料入窯尾上升煙道，這部分生料繞過離線爐，達(dá)到控制和調(diào)整離線爐爐內(nèi)溫度的目的。另一路又通過電動(dòng)閥門分別從離線爐中下部和錐部加入，以滿足離線爐爐內(nèi)無煙煤燃燒對(duì)溫度控制的需要。

   （4）采用野大蝸殼冶低阻高效旋風(fēng)筒，系統(tǒng)流體阻力小，減少了系統(tǒng)的動(dòng)力消耗，并提高了分離效率。

   （5）各級(jí)旋風(fēng)筒下料管增設(shè)新型撒料板，提高物料分散效果，強(qiáng)化物料與氣流的混合及換熱。

2.2 熟料冷卻機(jī)

熟料冷卻機(jī)采用帶控制流篦板的第三代空氣梁冷卻機(jī)，篦床有效面積57.24m2，主要特點(diǎn)如下：

（1）單位冷卻風(fēng)量少，冷卻效果好?？朔艘酝骼錂C(jī)因冷卻區(qū)域劃分不夠小，而存在的同一冷卻區(qū)域內(nèi)縱向料層阻力不均造成篦床局部過熱的缺點(diǎn)。

（2）控制流篦板的高阻特性，增強(qiáng)了冷卻機(jī)系統(tǒng)抗料層波動(dòng)的穩(wěn)定性。

（3）控制流篦板的高穿透性，有料層深層次的氣固熱交換，特別是對(duì)消除野紅河冶現(xiàn)象有特殊作用。

（4）與大窯罩配合使用，可有效得提高二、三次風(fēng)溫，提高了冷卻機(jī)的熱回收率，降低了熟料熱耗。

2.3 窯頭噴煤管

    窯頭噴煤管采用南京院自主開發(fā)設(shè)計(jì)的YRS型四通道煤粉燃燒器。該燃燒器的特點(diǎn)如下。

（1）一次風(fēng)量小，設(shè)計(jì)用風(fēng)量占理論燃燒空氣量10%以下，煤粉與一、二次風(fēng)混合充分，可達(dá)到完全燃燒，窯尾CO含量低，正常操作時(shí)可得到最低的熱能消耗。

（2）火焰形狀完整，靈活可調(diào)，能適應(yīng)窯內(nèi)熟料煅燒的需要。

（3）對(duì)煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可燃燒劣質(zhì)煤。

（4）有害氣體排放量低。

3 煅燒操作

由于該系統(tǒng)具有以上特點(diǎn)，與一般窯的煅燒操作略有區(qū)別。

3.1 加強(qiáng)窯頭燃煤管的操作

    眾所周知，窯頭噴煤管對(duì)窯內(nèi)熟料煅燒有著舉足輕重的作用。其性能的好壞以及調(diào)整是否合理直接影響窯內(nèi)的煅燒情況以及窯襯的使用壽命。合理調(diào)整噴煤管內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)和中心風(fēng)的閥門開度，提高煤粉著火前區(qū)域局部煤粉濃度，加強(qiáng)噴煤嘴高溫氣體內(nèi)外回流，強(qiáng)化一次風(fēng)對(duì)高溫二次風(fēng)的引射作用。使煤粉與一、二次風(fēng)充分混合，達(dá)到完全燃燒。但須注意，內(nèi)風(fēng)不能調(diào)節(jié)太大，否則可能導(dǎo)致煤粉在著火前就已被稀釋，這樣反倒不利于著火，或者可能引起高溫火焰沖刷窯皮，導(dǎo)致窯皮脫落，不利于保護(hù)耐火轉(zhuǎn)；內(nèi)風(fēng)也不能調(diào)節(jié)的太小，否則煤粉著火后不能很快與空氣混合，就會(huì)導(dǎo)致煤粉燃燒反應(yīng)速率降低，引起大量的CO不能及時(shí)氧化為CO2，造成窯內(nèi)還原氣氛。 另外，外風(fēng)也不宜過大，否則會(huì)造成燒成帶火焰后移，使窯尾部分結(jié)厚窯皮或在過度帶附近出現(xiàn)結(jié)圈、結(jié)蛋現(xiàn)象；當(dāng)然外風(fēng)也不能太小，否則不能產(chǎn)生強(qiáng)勁的火焰，不利于煅燒出好質(zhì)量的熟料。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的噴煤管，根據(jù)煤質(zhì)細(xì)度、二次風(fēng)溫度、窯內(nèi)情況以及生料易燒性的好壞，通過調(diào)整最佳的內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)和中心風(fēng)的比例關(guān)系以及噴煤管在窯口附近的合理位置，確定適宜煅燒制度。我廠正常生產(chǎn)時(shí)噴煤管的主要參數(shù)為外風(fēng)170m/s左右、內(nèi)風(fēng)110m/s左右、煤風(fēng)28--30m/s，凈風(fēng)壓力逸18.0kPa（max29kPa)，內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)和中心風(fēng)的比例關(guān)系為：（60--80）：（80--100）：（20--40）。

3.2 從SP窯過渡到NSP窯的操作 　　在較長時(shí)間冷窯后離線爐初次投料時(shí)，由于帶離線爐型分解爐的預(yù)分解系統(tǒng)沒有窯尾高溫氣體入爐，熟料入冷卻機(jī)前，三次風(fēng)溫度很低，所以必須先燒SP窯，否則會(huì)因煤粉不完全燃燒造成預(yù)熱器系統(tǒng)局部高溫導(dǎo)致結(jié)皮堵塞和窯尾電收塵CO含量過高發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。根據(jù)SP窯初始投料能力，確定生料在30--50t/h較合適。在燒SP窯期間同時(shí)把三次風(fēng)閥門打開20%左右，對(duì)離線爐進(jìn)行噴少量油點(diǎn)火升溫，除了加熱爐溫外，也有利于控制C5出口溫度達(dá)到780℃以上，保證入窯生料有一定的分解率，避免窯內(nèi)跑生料現(xiàn)象發(fā)生。燒SP窯1--2小時(shí)左右，篦冷機(jī)一段篦床上有高溫熟料，

此時(shí)二次風(fēng)溫可達(dá)500℃--700℃左右，三次風(fēng)溫可達(dá)到300℃--500℃左右，可以考慮投離線爐操作。在SP窯向NSP窯過度操作過程中，窯頭一般需要少量油進(jìn)行油煤混燒。在投爐前，先把三次風(fēng)閥門打開50%--70%左右，同時(shí)對(duì)爐內(nèi)噴煤進(jìn)行油煤混燒，待爐出口溫度達(dá)到900℃以上時(shí)，再把高溫風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來的650r/min左右增加到700r/min左右，并根據(jù)爐溫情況，逐步增加入爐生料分料量。并且剛投爐的生料最好全部從離線爐中下部的下料管下，而不應(yīng)從離線爐底部下料管下，應(yīng)等離線爐內(nèi)溫度較穩(wěn)定且爐 子中部溫度較高后，在適當(dāng)往爐子底部下料管分料.因剛投料時(shí)，爐子本身溫度不高，且三次風(fēng)溫較低若爐子的噴煤嘴的火焰很快就接觸的生料，易被熄滅，或者煤粉被生料裹住帶到C5或C4錐部繼續(xù)燃燒，導(dǎo)致局部高溫，易造成結(jié)皮堵塞。最后按照風(fēng)、煤、料及窯速合理匹配的原則，控制窯、爐野兩把火冶逐步加料到正常窯喂生料量。且在燒NSP窯投料過程中加料速度宜快些，采用大風(fēng)大料，短時(shí)間內(nèi)越過野操作死區(qū)冶。否則會(huì)因初始投料量過低使預(yù)熱器內(nèi)氣料比增大，物料熱交換速率加快，加之投料前耐火材料表面溫度也較高，易在預(yù)熱器錐部形成結(jié)皮，特別是在投料初期溫度波動(dòng)較大時(shí)，結(jié)皮就更難避免了。180t/h喂料正常生產(chǎn)時(shí)預(yù)熱器主要參數(shù)見表2。
3.3 高窯速薄料快燒操作
　　高窯速薄料快燒能夠充分利用分解生成的新生態(tài)Cao具有的高活化能，而且能改善熟料中硅酸鹽礦物的結(jié)晶形成，提高熟料礦物的水化活性和熟料強(qiáng)度。窯速越快，物料被揚(yáng)起越高，窯內(nèi)的物料與熱氣流接觸越好，熱效率高，且料與料、料與窯襯溫差小，這樣料與料粘結(jié)少，不易出現(xiàn)結(jié)圈、結(jié)球、掛長窯皮現(xiàn)象，但必須注意，因高窯速薄料快燒使得窯內(nèi)熱氣流流動(dòng)快，熱耗偏高。一要保證入窯生料分解率達(dá)到85%以上，以減輕窯內(nèi)燒成負(fù)擔(dān)；二要提高窯頭火焰的熱力強(qiáng)度，保證燒成帶有足夠的燒成溫度和反應(yīng)時(shí)間，否則易造成跑生料。窯主要技術(shù)參數(shù)見表3。

3.4 篦冷機(jī)操作

　　篦冷機(jī)操作一要保證正常冷卻，二要保證較高且穩(wěn)定的二、三次風(fēng)溫。若發(fā)現(xiàn)冷卻效果不佳時(shí)，適當(dāng)調(diào)整料層厚度。加風(fēng)先加高溫段風(fēng)量，后加低溫段風(fēng)量，減風(fēng)則相反，操作中應(yīng)避免出現(xiàn)快拉現(xiàn)象，以免造成二、三次風(fēng)溫波動(dòng)和燒壞篦板。正常生產(chǎn)時(shí)，一段篦床上料層厚度一般控制在600mm左右，二次風(fēng)溫達(dá)到950℃--1 100℃。篦冷機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表4。

4 結(jié)束語

　　控制好窯爐穩(wěn)定篦冷機(jī)操作，同時(shí)保證入窯生料分解率在90%--95%范圍，就能實(shí)現(xiàn)高窯速薄料快燒法，有利于穩(wěn)定二、三次風(fēng)溫度，為窯爐煤完全燃燒創(chuàng)造有利條件，從而使整個(gè)系統(tǒng)熱力分布合理，煅燒出優(yōu)質(zhì)熟料。
摘自《中國水泥》2005.10