浅谈新型干法熟料生产线的烧成系统

唐山耀东水泥公司 烧成系统最佳操作水平及实现途径

浅谈新型干法熟料生产线的烧成系统

最佳操作水平及实现途径

石云生 （唐山耀东水泥公司 河北 滦南 063500）

一、工艺原则

众所周知，水泥生料在较低温度下进入预热器系统，经过预热升温后，大约在800℃左右进行碳酸盐的分解，然后逐步开始熟料矿物的形成，直至1450℃左右完成熟料的烧成后，开始冷却。由于这些物理、化学反应要求的温度、环境不同，需要的热量不同，因此要求水泥窑系统要有一定的热力分布制度。这就是我们通常提到的窑系统的热工制度。不同类型的窑系统热工制度不同，这是由于设计条件不同所造成的。对于一个设计条件和生产条件已经定型的窑系统来说，其最佳的热工制度是大体固定的。因此，对于一台窑来说，遵循窑系统的热力平衡分布规律，经常保持最佳的热工制度，就是窑系统技术人员的主要任务。为了保证窑系统良好的燃烧条件和热传递条件，必须遵循一个水泥生产最基本的工艺原则，那就是“五稳保一稳”。其中“五稳”指的是入窑生料的化学成分稳定、生料的喂料量稳定、燃料的成分稳定、燃料的喂料量稳定及设备的运转稳定，“一稳”即指窑系统最佳的稳定的热工制度。水泥窑系统只有做到五稳保一稳，才能保证各技术参数、产质量指标经常处于最佳值，生产处于最佳状态，从而获得最佳的经济效益。如果不尊重客观规律，忽视均衡稳定生产，盲目追求

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产量，就会人为地造成热工制度的紊乱，结果只能事与愿违、得不偿失。尤其对于预分解窑，在分解炉内生料与高温气体的传热迅速。由于窑速的大幅提高，物料在窑系统内的停留时间短，化学反应快，对热工制度的波动更加敏感。当热工制度不稳时，轻者造成温度、压力的大幅波动，重者直接导致预热器系统的粘结堵塞。因此，重点强调“均衡稳定”是新型干法工艺最基本、最重要的操作原则，生产过程中需要操作人员运用各种调节手段及时适当的调整，恢复保持或达到新条件下的新的“均衡稳定”。我们采用的众多新技术，如原料预均化、生料均化、X荧光分析仪、自动控制回路等都是为了达到“均衡稳定”的目的。

二、“五稳保一稳”的实现途径

1、生料成分的稳定

原料预均化的“平铺直取法”要保证足够的堆料层数，堆料层数越多，取料时同时切取的层数越多，混合均匀性越好，出料成分越均匀。对于矿石开采时一定要注意各品位矿石的合理搭配，尤其是对于夹层及低品位原料时，一定要均匀搭配，避免出现进料成分波动远离正态分布曲线的情况，否则原料沿纵向布料时也产生周期性波动，从而增大出料的标准偏差。一定要保证足够的库存，杜绝定点布料，使预均化堆场发挥最佳的使用效果。

目前使用的连续式均化库，通常库底采用六通道出料的方

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式，按时间或压力模式循环出料，不少企业由于空气斜槽管道安装问题、试生产阶段生料及增湿塔回灰水分控制不当等原因，导致出料口堵塞，使真正的出料通道仅剩两组甚至一组，均化库均化效果无法保证。如果此问题不受重视或处理难度大，认为有生料出库就可以，均化库就失去了均化的意义，只能作为缓冲库使用。 2、生料喂料量的稳定

目前预分解窑生产线生料入窑系统通常采用库底出料至生料小仓由斜槽经计量秤送至提升机入窑。生料小仓的稳定仓位对生料喂料量的波动影响很大，生料小仓上下两道出料阀门必须选用调节灵活、性能可靠的气动或电动阀门，用自动控制回路控制，达到仓重控制K±1t，从而稳定入窑生料量。有些企业此处控制不甚理想或干脆用人工手动控制，由此造成的热工制度波动对产质量造成的损失、对热耗的增加细算一笔账会发现远远超过对自动化仪表阀门的投资。 3、煤质的稳定

煤质的稳定包括煤的细度、煤的热值的稳定。目前煤价节节攀升，燃料成本在熟料成本中所占比例越来越高。如何选择性价比最高、最适合本厂窑使用的燃煤尤为关键。通过多年的实践，我们认为在入窑煤粉干基热值在5600大卡左右（挥发份高于20%的烟煤）时，窑系统产质量及能耗达到最佳状态。俗语：“好煤烧好料”。如果热值低于此数值，窑系统产质量达

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不到较高水平，熟料强度也受影响，窑况不易控制。由此折算的标准煤耗高于上述值。反之，如果热值过高，产质量提高幅度不大，但煤耗不能降低，由煤价较高引起的燃料成本大幅攀升，熟料成本也只能水涨船高。另外，煤质的稳定与生料成分的稳定同样重要。煤的充分燃烧、稳定放热，才有条件优化工艺参数，延长烧成带窑衬的使用寿命。达到生产的最佳状态。 4、喂煤量的稳定

目前国产秤普遍存在下煤不稳定的情况，我公司使用的国产仿菲斯特转子秤主要从以下几个方面的改善途径：A煤粉水分不得高于4%，否则煤粉流动性差，下煤困难；B转子上间隙最大不超过0.4mm；C随着仓重的变化，煤粉的密实度不同，因此仓顶负压应稳定（可以设单独收尘器），来保证秤体的负压操作。；D煤粉仓下料管与负压管连接处距秤顶应小于0.5m，来保证气流与料流各行其道，不互相干扰。E罗茨风机的风量匹配很关键，必须保证进口空气滤清器的洁净情况。通过调试，目前使用状况大有改观。 5、设备的安全稳定运行

设备的安全运行主要考核指标就是设备的完好运转率，这里不再赘述。

三、对窑系统重点控制参数的理解

1、对窑速的控制

随着新型干法生产线的普及，我们已经达成共识，“薄料

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快转”使传热效率提高，热耗降低，有利于熟料煅烧均匀，质量提高。但目前不少操作员仍然将窑速的调整作为改变窑内热工制度的主要手段，认为降低窑速可以延长物料在烧成带的停留时间，提高熟料质量，特别是窑温较低时，经常采取预打小慢车的方法来解决，实际上这正是传统回转窑与预分解窑的区别之处。在预分解窑中，入窑分解率已经达到90%-95%，窑内承担的热负荷已经减轻，已经具备恒定高窑速的条件。在预分解窑操作中对入窑生料量的调节效果要比调节窑速明显的多。也只有使熟料快速烧成并快速通过高温带，才能得到晶体细小、发育不完全、晶体缺陷浓度大，但fCaO不高的熟料。 2、C1出口温度

企业衡量热耗高低的宏观标准中有一项重要指标即为C1出口温度。温度越低说明预热器带出热量降低，系统热交换效率高。影响此参数的因素较多，如果存在以下几种情况造成C1出口温度偏低就不是真正意义上的热耗低的表现了。 A系统散热较多，C1筒在砌筑阶段做内保温时由于浇注料厚度较薄，锚固件尺寸小数量多，造成浇注料不易施工均匀，也难以提高施工速度，施工单位往往取消硅酸钙板（保温层）的粘贴，直接用浇注料代替，从而在投产后造成C1筒散热较多，造成C1出口温度低。

B系统内部结皮多，阻力大。当系统运行一段时间后，旋风筒各水平连接管道及蜗壳处结皮较多，造成系统阻力加大，在实

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际用风量不变的情况下，中控操作参数显示C1出口负压高，温度较低，此时温度低是由于风量不足引起的，而非热耗低。 C系统漏风 系统漏风不仅使热耗升高，而且严重浪费电能，须引起足够重视。 3、游离钙的控制

熟料中游离钙含量只是水泥生产中的过程指标，而非最终指标。少量存在的游离钙在熟料变成水泥过程中有一个消解过程。因此，不必追求较低的游离钙含量及过高的合格率而采取提高热耗的方法实现，此时的熟料结粒粗大、缺乏活性，强度并不高且易磨性差。另外对烧成带窑衬使用寿命形成威胁，因为耐火砖承受了较高的热负荷。 4、头尾煤的喂煤比例

头尾煤的喂煤比例应遵循以下基本原则：A在通风合理的情况下，窑尾及出分解炉气体温度不宜高于正常控制值B窑尾及分解炉出口尽量避免CO的出现。随着窑径的加大，系统生产能力的提高，窑头煤粉不完全燃烧情况通过各部位温度指示变得不易判断，建议在窑尾烟室配置气体分析仪。通过氧含量、CO含量及ＮＯｘ含量的测定为操作员及时提供准确数据，便于调整头尾煤比例。一般来说窑头用煤量的增加的基本原则是在窑尾废气中有ＣＯ存在，在调整系统热工制度使其消失之前，不应增加窑头用煤量。

四、精细化管理

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1、努力降低系统漏风

漏风问题相对于故障停车来讲要轻微一些，从技术角度考虑也容易做到，因此不容易引起技术人员的重视，它对烧成系统的危害主要有以下两点：A严重浪费能量（包括电能、热能）。窑系统的运行属于高负压操作，漏入冷风后处理风量增加不但浪费电能而且需要将常温气体加热至与漏入部位同样的温度，从而使热耗大为增加。B为系统内部频繁结皮创造了条件，造成漏风部位气流运动状态发生紊乱，成为影响热工制度的不稳定因素。实际上如果把漏风问题当作重点来抓，从细节做起，努力将系统漏风将至最低，由此达到的节能降耗的效果远比对设备进行技改节能来的容易且成本低廉。 2、自动控制回路的正常运行

自动控制回路正常运行的前提条件是A窑系统热工制度的基本稳定B现场的检测仪表足够先进、齐全、准确。因此要重视自控回路的维护，还要根据具体状况确定自控回路的各项参数，不能不加分析照搬其它企业数据，否则会因为使用效果不好达不到节能降耗的目的，而放弃使用。

综上所述，通过技术人员与操作人员的密切配合及管理人员的重视必然能够挖掘设备潜能，达到优质高产节能降耗的目的。

参考文献：

1、水泥新型干法生产精细操作与管理 谢克平 2006.12 2、新型干法技术总论 陈全德

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ls3f.html