技术丨浅谈预分解5000t/d窑操作

前言

在水泥厂中，烧成车间相对而言要比其它车间复杂得多。这主要是熟料烧成有严格的热工制度，要求风、煤、料和窑速进行合理匹配，出现异常情况要及时调整。否则，短时间内影响一点产质量是小，如果处理不当还会出现红窑或预分解系统堵塞等问题。通过生产实践体会到，当一个好的窑操作员，既要在中控室操作自如，判断正确、果断，又要解决好烧成现场出现的实际问题，实属不易。一般生产管理要求“五稳保一稳”，所谓“五稳”是指“入窑生料量、生料成分、给煤量、燃煤成分及设备运转稳定”，“一稳”是指“热工制度稳定”。在生产中，如何做到“五稳保一稳”，下面就5000t/d预分解窑的操作谈一些体会，供大家参考，不足之处请加以斧正。在罗茨风机中，具有较好的进出风口设计，而且其对三叶转子进行了较好应用，所以在实际运作过程中，其不会产生较大的噪声污染，对周边居民的正常生活影响较小；罗茨风机具有较好的持久性能，而且风机整体容量较大，有着较高的应用价值；轴承在风机中具有重要作用，而罗茨风机中的轴承具有较好质量，所以延长了风机的使用寿命。但是罗茨风机也极易遭受外界因素的影响，所以技术人员必须加强对其的研究。

1、 烧成带较长，窑速很快预分解窑烧成带的长度约为窑筒体直径的5.0-5.5倍，较其它窑型都长。又由于入窑生料CaC03分解率一般高达90％左右，因此窑内物料预烧好，化学反应速度加快，所以出现窜料的可能性减少，这为提高窑速创造了良好条件。正常情况下窑速一般控制在3.5--4.0r/min左右。由于窑速快，窑内料层薄，物料填充率只有7％左右，而且来料比较均匀。窑操作员普遍反映，这种窑料子好烧，好控制，好操作。

2、黑影远离窑头由于入窑生料CaCO3，分解率很高，窑内分解带大大缩短，过渡带尤其是烧成带相应延长，物料窜流性小，一般窑头看不到生料黑影。因此看火操作时必须以观察火焰、窑皮、熟料颜色、亮度、结粒大小、带料高度、升重以及窑的传动电流为主。必须指出，因为窑速快，物料在窑内停留时间只有25min左右，所以窑操作员必须勤观察，细调整，否则跑生料的现象也是经常发生的。

3、 冷却带短，易结前圈预分解窑冷却带一般都很短，有的根本没有冷却带。出窑熟料温度高达1300℃以上，这时熟料中的液相量仍未完全消失，所以极易产生前结圈。

4、 黑火头短，火力集中三通道或四通道燃烧器能使风、煤得到充分混合。所以煤粉燃烧速度快，火焰形状也较为活泼，内流风、外流风比例调节方便，比较容易获得适合工艺煅烧要求的黑火头短、火力集中的火焰形状。

5、 预分解窑入窑生料CaCO3有90％左右已经分解，所以生料从分解带到过渡带温度变化缓慢，物料预烧好，进入烧成带的料流就比较稳定。但由于预分解窑系统有预热器、分解炉和窑三部分，窑速快，生料运动速度就快，系统中若出现任何干扰因素，窑内热工制度就会迅速发生变化。所以操作员一定要前后兼顾，全面了解系统的情况，对各种参数的变化要有预见性。发现问题，预先小动用煤量，尽可能少动或不动窑速和喂料量，以避免系统热工制度的急剧变化，要做到勤观察、小动作，及时发现问题，及时排除。

操作好预分解窑，风、煤、料和窑速的合理匹配是至关重要的。喂多少料，需要烧多少煤，也就决定了系统排风量。根据窑内物料的煅烧状况，窑速该多快，窑操作员必须随时做到心中有数。

1、窑和分解炉风量的合理分配窑和分解炉用风量的分配是通过窑尾缩口和三次风管阀门开度来实现的。正常生产情况下，一般控制氧含量在窑尾为1％左右，在炉出口为3％左右。如果窑尾氧含量偏高，说明窑内通风量偏大。其现象是窑头窑尾负压比较大，窑内火焰较长，窑尾温度较高，分解炉用煤量增加时炉温上不去，而且还有所下降。出现这种情况，在喂料量不变的情况下，应关小窑尾缩口闸板开度(当三次风管阀门开度较小时也可开大三次风阀门，以增加分解炉燃烧空气量，也有利于降低系统阻力)。与此同时，相应增加分解炉用煤量，以利于提高人窑生料CaCO3分解率。如果窑尾氧含量偏低，窑头负压小，窑头加煤温度上不去，说明窑内用风量小，炉内用风量大。这时应适当关小三次风管阀门开度。需要时增加窑用煤量，减小分解炉用煤量。

2、窑和分解炉用煤分配比例分解炉的用煤量主要是根据入窑生料分解率、C5和C1出口气体温度来进行调节的。如果风量分配合理，但分解炉温度低，入窑生料分解率低，C5和C1出口气体温度低，说明分解炉用煤量过少。如果分解炉用煤量过多，则预分解系统温度偏高，热耗增加，甚至出现分解炉内煤粉燃尽率低，煤粉到C5内继续燃烧，致使在预分解系统产生结皮或堵塞。窑用煤量的大小主要是根据生料喂料量、入窑生料CaCO3分解率、熟料升重和fCaO来确定的。用煤量偏少，烧成带温度会偏低，生料烧不熟，熟料升重低，fCaO高用煤量过多，窑尾废气带入分解炉热量过高，势必减少分解炉用煤量，致使人窑生料分解率降低，分解炉不能发挥应有的作用，同时窑的热负荷高，耐火砖寿命短，窑运转率就低，从而降低回转窑的生产能力。窑／炉用煤比例取决于窑的转速、L／D及燃料的特性等。一般情况下，控制在(40％～45％)／(60％-55％)比较理想。

3、窑速和窑喂料量成正比关系，回转窑的窑速随喂料量的增加而逐渐加快。当系统正常运行时，窑速一般应控制在3.5--4.0r/min，这是预分解窑的重要特性之一。窑速快，窑内料层薄，生料与热气体之间的热交换好，物料受热均匀，进入烧成带的物料预烧好。如果遇到垮圈、掉窑皮或小股塌料，窑内热工制度稍有变化，增加一点喂煤量，系统很快就能恢复正常假如窑速太慢，窑内物料层就厚，物料与热气体热交换差，预烧不好，生料黑影就会逼近窑头，窑内热工制度稍有变化，极易跑生料。这时即使增加喂煤量，由于窑内料层厚，烧成带温度回升也很缓慢，容易出现短火焰逼烧，产生黄心料，熟料fCaO也高。同时大量未燃尽的煤粉落入料层造成不完全燃烧，还容易出现大蛋或结圈。

4、风、煤、料和窑速合理匹配是烧成系统操作的关键，窑和分解炉用煤量取决于生料喂料量。系统风量取决于用煤量。窑速与喂料量同步，更取决于窑内物料的煅烧状况。所以风、煤、料和窑速既相互关联，又互相制约。对于一定的喂料量，煤少了，物料预烧不好，烧成带温度提不起来，容易跑生料煤多了，系统温度太高，物料易被过烧，窑内容易产生结圈、结蛋，预热器系统容易形成结皮和堵塞风少了，煤粉燃烧不完全，系统温度低。在这种情况下再多加煤，温度还是提不起来，CO含量增加，还原气氛下使Fe203变成FeO，产生黄心熟料。在风、煤、料一定的情况下，窑速太快生料黑影就逼近窑头，易跑生料窑速太慢，则窑内料层厚，生料预烧不好，容易产生短火急烧形成黄心熟料，熟料fCaO含量高。由此可见，风、煤、料和窑速的合理匹配是稳定烧成系统的热工制度、提高窑的快转率和系统的运转率，使窑产量高、熟料质量好及煤粉消耗少的关键所在。

预分解窑生产工艺的最大特点之一是约60％的燃料量在分解炉内燃烧。一般入窑生料温度可达830～850℃，分解率达90％以上。这就为快转窑、薄料层、较长火焰煅烧熟料创造有利条件。因此，在窑皮较完整的情况下，窑开始喂料的起点值应该比较高，一般不低于设计产量的60％。以后逐步增加喂料量，但应尽量避免拖延低喂料量的运行时间。在喂料量逐渐增加的阶段，关键要掌握好风、煤、料和窑速之间的关系。操作步骤应该是先提风后加煤，先提窑速再加料。初期加料幅度可适当大些，喂料量达80％以后适当减缓。加料期间，只要系统的热工参数在合理范围的上限，尽管大胆操作。

5000t/d预分解窑，达到100％的设计喂料量只需约1h。一般情况下，喂料量加至设计值80％以上，窑运行就比较稳定了。我们操作5000t/d的预分解窑，在窑皮正常的情况下，从开始喂料到最高产量，一般都能在1h以内完成。如果说80％以下喂料量为塌料的危险区，那么喂料量从60％增加到80％，只需要十几分钟的时间，以后窑况就趋于稳定。这是因为预分解系统中料量已达到一定浓度，料流顺畅，旋风筒锥体出料口、排灰阀和下料管内随时都有大量生料通过，对上述部位的外漏风和内漏风都能起到抑制作用，因此很少塌料。即使有也是小股生料，对操作运行没有太大影响。所以人们都说，操作预分解窑窑产量越高越容易操作就是这个道理。

窑尾温度是烧成系统的重要热工参数，也是窑操作员必须考虑的重要操作依据。影响窑尾温度的因素很多，有入窑生料分解率、窑内物料负荷率、窑头用煤量、煤粉质量、窑内通风和火焰形状等，不能简单地认为只是窑头加点煤或减点煤的问题。如果窑尾温度偏高，预分解系统温度和压力基本正常，窑头用煤量也不少，但入窑生料CaC03分解率偏低，窑产量上不去，则说明回转窑和分解炉用煤分配比例不当。这时，应适当开大三次风管阀门开度，缓慢加大分解炉用煤比例。

由于系统总排风量不变，分解炉用煤量增加，分解炉出口直至C1出口废气温度升高。当分解炉出口废气中O2含量降低，CO含量增加时，适当减少窑头用煤量。为了严防窑头跑生料，必要时可以加大系统排风。这样，虽然短时间内熟料烧成热耗会有所增加，却使窑炉用煤分配比例趋于合理，热工制度稳定和产质量提高。窑头、窑尾负压偏高，窑内通风量大，火焰太长，也会导致窑尾温度偏高、窑尾废气O2含量增加。

这时应适当开大三次风管阀门开度或关小窑尾缩口阀门。如果窑尾温度很高，C1出口废气温度也很高，但烧成带温度却很低，这时应减少系统喂料，停用分解炉并关闭三次风管阀门，窑头适量加煤，15min左右，不正常的热工制度即可改变。至于窑尾温度偏低，通常是由于窑内通风不好引起的。其现象是窑头负压偏小，火焰偏短，窑尾O2含量低。

这时，如果再遇预热器系统塌料，窑尾温度将会更低，进一步恶化窑的操作，窑头加煤烧成温度上不去，反而增加废气中CO含量。如果系统排风和燃烧器外流风风量不小，窑内又没有结圈，则应适当关小三次风管阀门开度以加大窑内通风，同时增加窑头和减少分解炉用煤量。这样，窑尾温度将会很快恢复正常。

在设备管理上应尽量做到事前控制，避免和减少意外停机，确保设备正常运转，为窑的优质高产打下基础。总之，在生产中真正做到“五稳”才能保证最后的一稳---“热工制度稳定”，也只有热工制度稳定才能得到想要的结果---优质低耗高产。

作者：宝海霞，王岩

来源：《内蒙古乌兰察布市中联水泥有限公司》

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