新型干法窯投料前后的精細(xì)操作與控制

　　對預(yù)分解窯來說，升溫投料一定要把握好以下幾點(diǎn)：投料前燒成帶和投料時(shí)分解爐出口氣體的溫度、投料時(shí)的窯速、投料量的大小和加料的幅度、窯尾排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量等。

　　1 投料前燒成帶溫度的控制

　　投料前二、三次風(fēng)溫比正常時(shí)要低許多，特別是在使用質(zhì)量差的煤粉時(shí)，若窯內(nèi)火焰不加適當(dāng)控制，易出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象，投料后易出現(xiàn)燒成帶窯襯呈暗紅，窯頭溫度低，黑火頭長，甚至出現(xiàn)煤粉不完全燃燒現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)窯內(nèi)煤粉不立即著火，片刻后又爆燃，即“閃燃現(xiàn)象”。分解爐開始喂煤后，煤粉燃燒所需的溫度是依靠窯內(nèi)高溫氣體提供，若窯內(nèi)熱氣溫度不足，就不能為分解爐煤粉完全燃燒提供足夠的熱量，爐內(nèi)未燃盡的煤粉會(huì)被氣流帶入最下級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)繼續(xù)燃燒，易造成該旋風(fēng)筒堵塞。另外，當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)“閃燃現(xiàn)象”時(shí)，預(yù)熱器系統(tǒng)負(fù)壓會(huì)產(chǎn)生較大幅度的波動(dòng)，易造成投料后預(yù)熱器內(nèi)物料塌料和旋風(fēng)筒堵塞；燒成帶溫度不足，投料生產(chǎn)后還容易“竄生料”。當(dāng)燒成帶溫度不足時(shí)，可通過適當(dāng)增加窯頭喂煤；增大燃燒器旋流風(fēng)閥門開度、適當(dāng)減少系統(tǒng)排風(fēng)量、適當(dāng)增加一次風(fēng)用量等措施，待燒成帶溫度正常后，方能進(jìn)行投料操作。

　　當(dāng)使用煤質(zhì)好，窯頭燃燒器旋流風(fēng)過大，系統(tǒng)排風(fēng)量小，窯頭喂煤量大時(shí)，則易形成燒成帶溫度過高，且窯頭溫度集中。透過看火鏡，火焰白亮刺眼，窯襯白亮，這時(shí)很容易燒壞前窯襯，造成紅窯事故。當(dāng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即較大幅度減少窯頭喂煤，增加系統(tǒng)排風(fēng)量，根據(jù)情況適當(dāng)減少一次風(fēng)量，調(diào)整內(nèi)外風(fēng)比例，加大外風(fēng)，減少內(nèi)風(fēng)，待燒成帶溫度、亮度適中，窯尾及預(yù)熱器溫度適當(dāng)后，再進(jìn)行投料操作。

　　2 投料時(shí)，分解爐出口氣體的溫度的控制

　　投料前分解爐喂煤量一般控制在正常水平的20%～30%，爐內(nèi)煤粉著火燃燒溫度由窯內(nèi)高溫氣體提供，燃燒所需氧氣主要由三次風(fēng)提供。煤粉燃燒后分解爐內(nèi)溫度逐漸上升，當(dāng)分解爐出口氣體溫度或最低級(jí)旋風(fēng)筒出口氣體溫度上升到某一溫度時(shí)，就應(yīng)投料。投料時(shí)分解爐出口氣體的溫度我們稱為“投料溫度”，此溫度比正常生產(chǎn)時(shí)分解爐出口氣體的溫度低，這有幾方面的原因：

　　（1）開始投料后，生料從均化庫下計(jì)量倉卸出，經(jīng)輸送設(shè)備、預(yù)熱器、旋風(fēng)筒，到分解爐，尚需要一段時(shí)間（約5～6min）。在這段時(shí)間內(nèi)，分解爐溫度是不斷升高的，若“投料溫度”與正常生產(chǎn)時(shí)爐出口溫度相近，在投料后，當(dāng)物料到達(dá)分解爐時(shí)，爐內(nèi)溫度會(huì)高出正常溫度許多。

　?。?）喂料量是由0逐漸增加到設(shè)定喂料量的，因卸料閥是由關(guān)閉狀態(tài)逐漸增大到設(shè)定喂料量對應(yīng)的某一閥門開度的，所以首先進(jìn)入爐內(nèi)的物料要比設(shè)定的喂料量低（這一時(shí)間段較短），若此時(shí)窯內(nèi)溫度太高，會(huì)造成發(fā)粘的物料未入窯先堵在最低級(jí)旋風(fēng)筒。須指出，投料時(shí)，若爐溫不斷升高，已接近或超過正常生產(chǎn)時(shí)的爐溫，且上升速度較快，應(yīng)立即減少分解爐喂煤量，而不應(yīng)通過增加喂煤量來降低爐出口氣體溫度。因?yàn)槲谷霠t內(nèi)的煤粉是以氣力輸送裝置送至爐內(nèi)的，運(yùn)動(dòng)速度快，生料從計(jì)量倉卸出到達(dá)分解爐所需時(shí)間要比煤粉從煤粉倉卸出到達(dá)分解爐所需時(shí)間要長得多，一般前者是后者的幾十倍。

　?。?）冷窯升溫時(shí)間相對較長，頭煤燃燒后煤灰留在窯內(nèi)，特別是窯內(nèi)大面積換耐火磚后，需要較長時(shí)間升溫，這時(shí)帶入窯內(nèi)的煤灰是不能被忽視的問題。煤灰的摻入使出窯熟料KH降低，SM降低，IM升高，煤灰量大時(shí)料子特別易燒，往往會(huì)出現(xiàn)窯內(nèi)物料結(jié)成軟而粘的大塊，大塊在窯內(nèi)的翻滾中不斷粘結(jié)變大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生“燒流”現(xiàn)象。其掉落在篦冷機(jī)后易堵塞前端箆板，堆“雪人”，造成前端箆床工作電流大等。因此，投料后有意將投料溫度控制低一些，其目的是有意放一些入窯物料分解率低的物料到窯內(nèi)，使這些物料中一部分硅酸鹽分解反應(yīng)在窯內(nèi)完成，相當(dāng)于減少了物料在窯內(nèi)燒成帶停留的時(shí)間，若操作得當(dāng)，在窯內(nèi)大量煤灰的影響下頭股物料仍能達(dá)到正常煅燒狀態(tài)。但應(yīng)注意低爐溫控制時(shí)間一般較短，以后要及時(shí)恢復(fù)爐溫，否則會(huì)造成“竄料”。

　　3 投料時(shí)窯速的控制

　　投料后在窯系統(tǒng)正常情況下，保持較快窯速，使熾熱的熟料盡快出窯，對提高二、三次風(fēng)溫、防止窯內(nèi)低溫長焰、防止結(jié)長副窯皮和防止窯尾煙室結(jié)皮有利。二次風(fēng)溫的提高對投料后燒成帶補(bǔ)掛窯皮有利；三次風(fēng)溫的提高能夠有效改善分解爐內(nèi)煤粉燃燒環(huán)境，防止?fàn)t內(nèi)煤粉的不完全燃燒。爐內(nèi)煤粉燃燒狀況變好，為進(jìn)一步增加喂料量創(chuàng)造了條件。但投料后喂料量相對正常喂料量少，喂料量、喂煤量相對波動(dòng)較大。物料在預(yù)熱器、分解爐內(nèi)分散及與熱氣體換熱效果較差。窯、預(yù)熱器、篦冷機(jī)系統(tǒng)壓力溫度相對波動(dòng)較大，操作控制比正常生產(chǎn)要困難一些，所以以較快窯速運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意監(jiān)控窯尾煙室溫度、分解爐出口氣體溫度、主機(jī)電流等參數(shù)的變化趨勢。若窯內(nèi)溫度有下降趨勢時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低窯速，加強(qiáng)窯內(nèi)煅燒，以保證出窯熟料質(zhì)量的合格。針對2500t/d預(yù)分解窯，投料時(shí)窯速控制在2.2r/min較為適宜。

　　4 喂料量的大小

　　投料前分解爐爐壁襯料溫度較低，三次風(fēng)溫低，若起步投料量大，物料在爐內(nèi)分解時(shí)，吸收熱量較大，更不利于爐內(nèi)煤粉的燃燒，爐溫波動(dòng)大，會(huì)造成爐內(nèi)煤粉不完全燃燒。例如某2500t/d水泥廠，冷窯點(diǎn)火升溫投料，起步投料100t/h，但因該廠使用煤粉質(zhì)量差，投料后雖然分解爐喂煤量不斷增加，但爐出口氣體溫度出現(xiàn)了不升反降的現(xiàn)象，被迫止料，重新起步投料量改為70t/h，才再未出現(xiàn)此情況。一般情況下，冷窯點(diǎn)火升溫投料的起步喂料量約為正常投料量的40%～50%，當(dāng)然這與分解爐結(jié)構(gòu)、爐燃燒器型式、安裝位置、煤質(zhì)、料子成分等有關(guān)。

　　5 投料時(shí)系統(tǒng)的排風(fēng)量控制

　?。?）在滿足燒成溫度的條件下，投料前及投料時(shí)，適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)排風(fēng)量，對加強(qiáng)預(yù)熱器及分解爐的預(yù)熱，以及對生料在預(yù)熱器內(nèi)與高溫氣體進(jìn)行換熱，和對穩(wěn)定分解爐內(nèi)煤粉燃燒和碳酸鹽分解有利。

　?。?）預(yù)分解窯和傳統(tǒng)窯比較，增加了分解爐以及與窯爐相匹配的預(yù)熱器，這使主排風(fēng)機(jī)用風(fēng)量與傳統(tǒng)窯有較大差別。對某一具體型式、規(guī)格的預(yù)熱器系統(tǒng)來說，各級(jí)旋風(fēng)筒進(jìn)、出口氣體流量、流速有一定范圍要求。若偏離此范圍，則影響旋風(fēng)筒連接管道內(nèi)生料與熱氣的換熱效率，影響旋風(fēng)筒的分離效率。若旋風(fēng)筒出口風(fēng)量小，該旋風(fēng)筒上方的生料部分會(huì)短路，直接塌落在該旋風(fēng)筒內(nèi)，引起預(yù)熱器系統(tǒng)塌料。

　　各級(jí)旋風(fēng)筒的分離效率與其進(jìn)口風(fēng)量有密切關(guān)系，風(fēng)量過低，則氣體流速低，物料在旋風(fēng)筒內(nèi)所受離心力小，不僅影響該旋風(fēng)筒分離效率，而且使整個(gè)預(yù)熱器系統(tǒng)物料與熱氣體的換熱、分離處于紊亂狀態(tài)。但這并不是說預(yù)熱器系統(tǒng)排風(fēng)量越大越好，若排風(fēng)量過大，系統(tǒng)壓損大，主排風(fēng)機(jī)電耗急劇增大，廢氣溫度高，系統(tǒng)熱耗大，而且加重了降溫設(shè)備、窯尾收塵器的負(fù)擔(dān)。在旋風(fēng)筒因氣體風(fēng)速過高，已收集的料粉會(huì)被高速氣流重新帶入氣流中，反而造成旋風(fēng)筒分離效率下降。

　　對分解爐而言，一般都是經(jīng)過冷模試驗(yàn)，對其截面風(fēng)速、縮口處氣體、進(jìn)出口氣體流速，以及物料、氣體在爐內(nèi)停留時(shí)間等均有要求，若通過爐內(nèi)氣體量偏離設(shè)計(jì)值過大，會(huì)對分解爐的溫度場、濃度場、速度場產(chǎn)生較大影響。因此，投料時(shí)主排風(fēng)機(jī)排風(fēng)量應(yīng)與設(shè)計(jì)值相近。 6 投料后的加料幅度及加料至正常喂料量的時(shí)間

　　投料后每次增加生料喂料量的幅度一般為正常喂料量的5%左右。增加喂料量的幅度不應(yīng)過大，以免引起預(yù)熱器系統(tǒng)塌料或分解爐、預(yù)熱器內(nèi)溫度、壓力產(chǎn)生較大波動(dòng)，但可適當(dāng)提高加料頻率，以及縮短窯系統(tǒng)過低喂料量運(yùn)行時(shí)間。應(yīng)注意的是，當(dāng)喂料量達(dá)到正常喂料量的85%左右時(shí)，應(yīng)保持此喂料量穩(wěn)定30min左右。

　　分解爐內(nèi)煤粉燃燒速度受其化學(xué)反應(yīng)速度控制。當(dāng)窯喂料量達(dá)到正常生產(chǎn)的85%時(shí)，雖然熱熟料已進(jìn)入冷卻機(jī)，但窯、分解爐、預(yù)熱器、冷卻機(jī)內(nèi)部襯料及氣體溫度與正常生產(chǎn)時(shí)相比還有差別。若從投料到喂料量達(dá)到正常的時(shí)間過短，爐內(nèi)煤粉燃燒反應(yīng)因環(huán)境溫度不足，其燃燒反應(yīng)速度慢，產(chǎn)生的熱量不足以補(bǔ)償正常喂料時(shí)生料中碳酸鹽分解吸收的熱量，造成煤粉不完全燃燒。雖然這時(shí)分解爐喂料量已不少，但爐溫卻不斷下降，爐內(nèi)煤粉不完全燃燒現(xiàn)象加劇，若不及時(shí)扭轉(zhuǎn)這種局面會(huì)造成窯內(nèi)物料因預(yù)熱不足而跑生料，或造成爐內(nèi)大量未燃盡煤粉在最下級(jí)旋風(fēng)筒繼續(xù)燃燒而引起旋風(fēng)筒堵塞。

　　一般冷窯升溫投料后2h左右，喂料量可加至正常水平。