对于预分解窑来说, 回转窑主要承担烧成( 结) 的任务, 熟料煅烧状况的好坏很大程度上取决于高温烧成带温度的高低, 也即窑前热力强度的强弱, 稳定一定的窑前热力强度是日常工艺管理和操作的一项重要内容。

  1 窑前热力强度的影响因素及调整措施

  1.1 窑头煤的喂入量及入窑煤粉的质量波动

  1.1.1 窑头煤的喂入量

  由于烧成工艺的变化, 预分解窑的热力负荷较传统的SP窑大大降低, 窑头煤的作用主要是提供熟料烧成所需的烧结温度, 窑头煤偏低时fCaO被C₂S吸收不充分, 熟料疏松多孔, 升重轻; 窑头煤偏高, 窑内不完全燃烧情况加剧, 实际烧成温度反而降低, 严重者可能导致煤粉散落于出窑熟料上继续燃烧, 造成“堆雪人”等工艺事故的频繁发生, 这种情况往往发生在熟料fCaO偏高不合格的情况下, 经验不足的操作员为了改善熟料烧成往往只是采取“增加头煤”的简单处理办法, 甚至有时大幅度增加头煤, 造成以上情况, 结果适得其反。

  应该说当入窑煤粉在质量比较稳定和窑况比较稳定时, 其喂入量存在一个合适的范围, 优秀的操作员依靠经验在不减弱窑前热力强度的前提下, 能够偏下限控制, 也就是适当地减少头煤, 其产生的经济效益是非常显著的。

  1.2 入窑煤粉的质量波动

  1.2.1 煤质

  当前国内煤炭市场供应日趋紧张, 许多水泥公司选用多家原煤供应商, 由于管理和场地限制等多方面原因, 大多无法真正做到“定点存放, 分批搭配”, 往往造成入窑煤粉热值的波动。窑前热力强度的微小变化, 操作员很难觉察, 往往要等到熟料烧成后才有所觉察。

  还有一种情况是原煤本身的重要组分含量发生重大变化: 当煤的挥发分含量增加时, 相应地窑头火焰会变长, 窑头热力强度会随之下降; 当煤的结晶水增大时, 势必放慢燃烧速度, 从而导致窑前热力强度降低。

  1.2.2 煤粉细度

  这种情况往往发生在采用煤粉立磨的公司, 当煤立磨系统漏风较多或者磨辊辊皮磨损后期, 煤磨的台时产量会有一定的下降, 如遇进厂原煤热值同时下降, 会加剧煤粉供应的紧张程度, 为维持窑系统的需要不得已放粗煤粉细度。很显然, 细度放粗会减慢煤粉的燃烧速度, 从而导致窑前热力强度降低。

  1.3 入窑的二次风量及二次风温的变化

  1.3.1 二次风量

  入窑的二次风主要是供给煤粉中焦炭燃烧所需的O₂, 并帮助形成火焰的长度, 但入窑二次风量的多少一般没有直观的仪器监测和显示, 一般最直观的参照就是窑头罩负压的控制, 该负压一般的范围在0~- 50Pa, 但也有一些厂家对此不太重视, 窑头罩负

  压有时甚至维持在- 100Pa左右, 这势必大大减少了入窑的二次风量, 放慢了煤粉的燃烧速度, 减弱窑前火力强度, 造成熟料轻烧偏轻。

  实际控制中还有一个窑、炉风量匹配的问题, 当窑内通风阻力发生变化时(表现在窑尾负压的变化),虽然入窑二次风量未发生大的变化, 但炉内和窑内风量的分配比例会发生变化, 经常发生窑内通风不足,三次风过大的现象, 生产中需加强工艺管理减少这种情况的发生, 否则会减弱窑前火力强度, 影响出窑熟料的质量。

  1.3.2 二次风温

  二次风温是影响煤粉燃烧速度的一个非常关键的因素, 二次风温主要取决于窑内投料量、篦速以及篦冷机的用风。一般来说, 投料量较低时, 二次风温一般较低, 很难达到800℃以上。投料时只要把握了风、煤、料、窑速的匹配平衡, 快速加料, 可以很快提高二次风温, 改善窑前的热力强度。二次风温与投料量是一个相辅相成的关系。

  1.4 生料的易烧性差异及入窑生料的率值波动

  1.4.1 生料易烧性

  生料易烧性与原料本身的物理性质有很大关系,如石灰石的成矿年代, 石灰石、砂岩中的SiO₂结晶体的含量等。各水泥厂都有适合自身原料性能的熟料率值方案, 不能盲目照抄照搬。生料的易烧性较差, 势必要靠提高热耗和煅烧温度来弥补窑前热力强度的下降。同样的熟料率值, 在有的厂家使用窑前很清亮, 在有的厂家可能就是飞砂阵阵。

  1.4.2 入窑生料的率值

  虽然各个厂家都有比较理想的率值控制目标, 但入窑生料的率值实际上是存在着很大波动, 从而导致入窑生料的液相量和易烧性的变化, 要求操作员根据窑尾温度和预热器五级筒出口温度的变化能够预见性地调整操作参数(主要调整尾煤喂入量), 否则就会导致窑电流和窑前热力强度的大幅波动。

  1.5 煤粉燃烧器的选型及日常调整

  燃烧器是工艺管理人员手中的“枪”, 知名厂家的燃烧器使用起来可以合理地组织窑内空气动力场, 强化高温气体的回流, 从而保证煤粉与一、二次风混合均匀, 形成较好的火焰形状和火焰刚度, 维持窑前热力强度的较大余量, 并且在生产波动时可以灵活地调整, 也就是俗称的“顶得住料”。

  生产实践中, 燃烧器的定位及内、外风的比例对窑前火力强度影响是很明显的, 而且影响窑衬寿命及熟料质量, 除非熟料配料和煤质变动很大, 正常生产中一般不做多少调整, 只做微调, 并要求“专人负责每调必记”。

  1.6 喂料量的调整

  烧过SP窑的人都有这样的体会: 烧SP窑时的窑前亮度非常清晰, 尽管此时入窑的二次风温也仅仅在500℃左右, 烧结的熟料结粒细小致密发亮。这从一个侧面反映了喂料量对窑前热力强度的影响程度。一般而言, 喂料量减少, 可以改善窑前的热力强度, 正常生产中的“减料提温”操作也是基于这样的考虑, 而且对熟料强度的提高有一定的积极意义。

  2 结语

  以上的各种因素在实际控制中是不能截然分开的, 在实际生产中经常调整的主要是头煤的喂入量和入窑的二次风温。从窑前热力强度入手, 结合熟料的外观和化学分析, 是分析出窑熟料质量的出发点和主要方法。保持适宜的窑前热力强度是窑系统工艺管理的核心内容之一, 应该引起水泥工厂质量管理者和工艺操作人员的高度重视。