技術丨淺談預分解5000t/d窯操作

前言

在水泥廠中，燒成車間相對而言要比其它車間復雜得多。這主要是熟料燒成有嚴格的熱工制度，要求風、煤、料和窯速進行合理匹配，出現異常情況要及時調整。否則，短時間內影響一點產質量是小，如果處理不當還會出現紅窯或預分解系統堵塞等問題。通過生產實踐體會到，當一個好的窯操作員，既要在中控室操作自如，判斷正確、果斷，又要解決好燒成現場出現的實際問題，實屬不易。一般生產管理要求“五穩保一穩”，所謂“五穩”是指“入窯生料量、生料成分、給煤量、燃煤成分及設備運轉穩定”，“一穩”是指“熱工制度穩定”。在生產中，如何做到“五穩保一穩”，下面就5000t/d預分解窯的操作談一些體會，供大家參考，不足之處請加以斧正。在羅茨風機中，具有較好的進出風口設計，而且其對三葉轉子進行了較好應用，所以在實際運作過程中，其不會產生較大的噪聲污染，對周邊居民的正常生活影響較??；羅茨風機具有較好的持久性能，而且風機整體容量較大，有著較高的應用價值；軸承在風機中具有重要作用，而羅茨風機中的軸承具有較好質量，所以延長了風機的使用壽命。但是羅茨風機也極易遭受外界因素的影響，所以技術人員必須加強對其的研究。

1、 燒成帶較長，窯速很快預分解窯燒成帶的長度約為窯筒體直徑的5.0-5.5倍，較其它窯型都長。又由于入窯生料CaC03分解率一般高達90％左右，因此窯內物料預燒好，化學反應速度加快，所以出現竄料的可能性減少，這為提高窯速創造了良好條件。正常情況下窯速一般控制在3.5--4.0r/min左右。由于窯速快，窯內料層薄，物料填充率只有7％左右，而且來料比較均勻。窯操作員普遍反映，這種窯料子好燒，好控制，好操作。

2、黑影遠離窯頭由于入窯生料CaCO3，分解率很高，窯內分解帶大大縮短，過渡帶尤其是燒成帶相應延長，物料竄流性小，一般窯頭看不到生料黑影。因此看火操作時必須以觀察火焰、窯皮、熟料顏色、亮度、結粒大小、帶料高度、升重以及窯的傳動電流為主。必須指出，因為窯速快，物料在窯內停留時間只有25min左右，所以窯操作員必須勤觀察，細調整，否則跑生料的現象也是經常發生的。

3、 冷卻帶短，易結前圈預分解窯冷卻帶一般都很短，有的根本沒有冷卻帶。出窯熟料溫度高達1300℃以上，這時熟料中的液相量仍未完全消失，所以極易產生前結圈。

4、 黑火頭短，火力集中三通道或四通道燃燒器能使風、煤得到充分混合。所以煤粉燃燒速度快，火焰形狀也較為活潑，內流風、外流風比例調節方便，比較容易獲得適合工藝煅燒要求的黑火頭短、火力集中的火焰形狀。

5、 預分解窯入窯生料CaCO3有90％左右已經分解，所以生料從分解帶到過渡帶溫度變化緩慢，物料預燒好，進入燒成帶的料流就比較穩定。但由于預分解窯系統有預熱器、分解爐和窯三部分，窯速快，生料運動速度就快，系統中若出現任何干擾因素，窯內熱工制度就會迅速發生變化。所以操作員一定要前后兼顧，全面了解系統的情況，對各種參數的變化要有預見性。發現問題，預先小動用煤量，盡可能少動或不動窯速和喂料量，以避免系統熱工制度的急劇變化，要做到勤觀察、小動作，及時發現問題，及時排除。

操作好預分解窯，風、煤、料和窯速的合理匹配是至關重要的。喂多少料，需要燒多少煤，也就決定了系統排風量。根據窯內物料的煅燒狀況，窯速該多快，窯操作員必須隨時做到心中有數。

1、窯和分解爐風量的合理分配窯和分解爐用風量的分配是通過窯尾縮口和三次風管閥門開度來實現的。正常生產情況下，一般控制氧含量在窯尾為1％左右，在爐出口為3％左右。如果窯尾氧含量偏高，說明窯內通風量偏大。其現象是窯頭窯尾負壓比較大，窯內火焰較長，窯尾溫度較高，分解爐用煤量增加時爐溫上不去，而且還有所下降。出現這種情況，在喂料量不變的情況下，應關小窯尾縮口閘板開度(當三次風管閥門開度較小時也可開大三次風閥門，以增加分解爐燃燒空氣量，也有利于降低系統阻力)。與此同時，相應增加分解爐用煤量，以利于提高人窯生料CaCO3分解率。如果窯尾氧含量偏低，窯頭負壓小，窯頭加煤溫度上不去，說明窯內用風量小，爐內用風量大。這時應適當關小三次風管閥門開度。需要時增加窯用煤量，減小分解爐用煤量。

2、窯和分解爐用煤分配比例分解爐的用煤量主要是根據入窯生料分解率、C5和C1出口氣體溫度來進行調節的。如果風量分配合理，但分解爐溫度低，入窯生料分解率低，C5和C1出口氣體溫度低，說明分解爐用煤量過少。如果分解爐用煤量過多，則預分解系統溫度偏高，熱耗增加，甚至出現分解爐內煤粉燃盡率低，煤粉到C5內繼續燃燒，致使在預分解系統產生結皮或堵塞。窯用煤量的大小主要是根據生料喂料量、入窯生料CaCO3分解率、熟料升重和fCaO來確定的。用煤量偏少，燒成帶溫度會偏低，生料燒不熟，熟料升重低，fCaO高用煤量過多，窯尾廢氣帶入分解爐熱量過高，勢必減少分解爐用煤量，致使人窯生料分解率降低，分解爐不能發揮應有的作用，同時窯的熱負荷高，耐火磚壽命短，窯運轉率就低，從而降低回轉窯的生產能力。窯／爐用煤比例取決于窯的轉速、L／D及燃料的特性等。一般情況下，控制在(40％～45％)／(60％-55％)比較理想。

3、窯速和窯喂料量成正比關系，回轉窯的窯速隨喂料量的增加而逐漸加快。當系統正常運行時，窯速一般應控制在3.5--4.0r/min，這是預分解窯的重要特性之一。窯速快，窯內料層薄，生料與熱氣體之間的熱交換好，物料受熱均勻，進入燒成帶的物料預燒好。如果遇到垮圈、掉窯皮或小股塌料，窯內熱工制度稍有變化，增加一點喂煤量，系統很快就能恢復正常假如窯速太慢，窯內物料層就厚，物料與熱氣體熱交換差，預燒不好，生料黑影就會逼近窯頭，窯內熱工制度稍有變化，極易跑生料。這時即使增加喂煤量，由于窯內料層厚，燒成帶溫度回升也很緩慢，容易出現短火焰逼燒，產生黃心料，熟料fCaO也高。同時大量未燃盡的煤粉落入料層造成不完全燃燒，還容易出現大蛋或結圈。

4、風、煤、料和窯速合理匹配是燒成系統操作的關鍵，窯和分解爐用煤量取決于生料喂料量。系統風量取決于用煤量。窯速與喂料量同步，更取決于窯內物料的煅燒狀況。所以風、煤、料和窯速既相互關聯，又互相制約。對于一定的喂料量，煤少了，物料預燒不好，燒成帶溫度提不起來，容易跑生料煤多了，系統溫度太高，物料易被過燒，窯內容易產生結圈、結蛋，預熱器系統容易形成結皮和堵塞風少了，煤粉燃燒不完全，系統溫度低。在這種情況下再多加煤，溫度還是提不起來，CO含量增加，還原氣氛下使Fe203變成FeO，產生黃心熟料。在風、煤、料一定的情況下，窯速太快生料黑影就逼近窯頭，易跑生料窯速太慢，則窯內料層厚，生料預燒不好，容易產生短火急燒形成黃心熟料，熟料fCaO含量高。由此可見，風、煤、料和窯速的合理匹配是穩定燒成系統的熱工制度、提高窯的快轉率和系統的運轉率，使窯產量高、熟料質量好及煤粉消耗少的關鍵所在。

預分解窯生產工藝的最大特點之一是約60％的燃料量在分解爐內燃燒。一般入窯生料溫度可達830～850℃，分解率達90％以上。這就為快轉窯、薄料層、較長火焰煅燒熟料創造有利條件。因此，在窯皮較完整的情況下，窯開始喂料的起點值應該比較高，一般不低于設計產量的60％。以后逐步增加喂料量，但應盡量避免拖延低喂料量的運行時間。在喂料量逐漸增加的階段，關鍵要掌握好風、煤、料和窯速之間的關系。操作步驟應該是先提風后加煤，先提窯速再加料。初期加料幅度可適當大些，喂料量達80％以后適當減緩。加料期間，只要系統的熱工參數在合理范圍的上限，盡管大膽操作。

5000t/d預分解窯，達到100％的設計喂料量只需約1h。一般情況下，喂料量加至設計值80％以上，窯運行就比較穩定了。我們操作5000t/d的預分解窯，在窯皮正常的情況下，從開始喂料到最高產量，一般都能在1h以內完成。如果說80％以下喂料量為塌料的危險區，那么喂料量從60％增加到80％，只需要十幾分鐘的時間，以后窯況就趨于穩定。這是因為預分解系統中料量已達到一定濃度，料流順暢，旋風筒錐體出料口、排灰閥和下料管內隨時都有大量生料通過，對上述部位的外漏風和內漏風都能起到抑制作用，因此很少塌料。即使有也是小股生料，對操作運行沒有太大影響。所以人們都說，操作預分解窯窯產量越高越容易操作就是這個道理。

窯尾溫度是燒成系統的重要熱工參數，也是窯操作員必須考慮的重要操作依據。影響窯尾溫度的因素很多，有入窯生料分解率、窯內物料負荷率、窯頭用煤量、煤粉質量、窯內通風和火焰形狀等，不能簡單地認為只是窯頭加點煤或減點煤的問題。如果窯尾溫度偏高，預分解系統溫度和壓力基本正常，窯頭用煤量也不少，但入窯生料CaC03分解率偏低，窯產量上不去，則說明回轉窯和分解爐用煤分配比例不當。這時，應適當開大三次風管閥門開度，緩慢加大分解爐用煤比例。

由于系統總排風量不變，分解爐用煤量增加，分解爐出口直至C1出口廢氣溫度升高。當分解爐出口廢氣中O2含量降低，CO含量增加時，適當減少窯頭用煤量。為了嚴防窯頭跑生料，必要時可以加大系統排風。這樣，雖然短時間內熟料燒成熱耗會有所增加，卻使窯爐用煤分配比例趨于合理，熱工制度穩定和產質量提高。窯頭、窯尾負壓偏高，窯內通風量大，火焰太長，也會導致窯尾溫度偏高、窯尾廢氣O2含量增加。

這時應適當開大三次風管閥門開度或關小窯尾縮口閥門。如果窯尾溫度很高，C1出口廢氣溫度也很高，但燒成帶溫度卻很低，這時應減少系統喂料，停用分解爐并關閉三次風管閥門，窯頭適量加煤，15min左右，不正常的熱工制度即可改變。至于窯尾溫度偏低，通常是由于窯內通風不好引起的。其現象是窯頭負壓偏小，火焰偏短，窯尾O2含量低。

這時，如果再遇預熱器系統塌料，窯尾溫度將會更低，進一步惡化窯的操作，窯頭加煤燒成溫度上不去，反而增加廢氣中CO含量。如果系統排風和燃燒器外流風風量不小，窯內又沒有結圈，則應適當關小三次風管閥門開度以加大窯內通風，同時增加窯頭和減少分解爐用煤量。這樣，窯尾溫度將會很快恢復正常。

在設備管理上應盡量做到事前控制，避免和減少意外停機，確保設備正常運轉，為窯的優質高產打下基礎?？傊?，在生產中真正做到“五穩”才能保證最后的一穩---“熱工制度穩定”，也只有熱工制度穩定才能得到想要的結果---優質低耗高產。

作者：寶海霞，王巖

來源：《內蒙古烏蘭察布市中聯水泥有限公司》

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