預分解窯溫度的調節(jié)與控制

1、【編者按】預分解窯是當今水泥（熟料）生產的主流方式，它的操作是否正確、穩(wěn)定，對水泥企業(yè)的影響是周知的。本刊發(fā)表韓進有同志的“預分解窯溫度的調節(jié)與控制”一文，旨在引起廣大讀者就此問題加以重視與討論。文中如有不全面或不正確的地方，請你提出自己的觀點，通過討論，求得正確的操作方法。希望大家在討論的過程中取長補短，讓全優(yōu)質、高產、低熱耗。國的回轉窯都能穩(wěn)定、預分解窯溫度的調節(jié)與控制韓進有（義馬煤業(yè)集團騰躍水泥有限責任公司，澠池472411）中圖分類號：TQ172.622文獻標識碼：B文章編號：1007-6344（2011） 02-0005-050前言在水泥熟料煅燒過程中，系統(tǒng)的熱工制度穩(wěn)定、產量高、質

2、量好、熱耗低是水泥企業(yè)共同追求的目標。因此，“在生產中必須做到生料化學成分穩(wěn)定，生料喂料量穩(wěn)定，燃料成分（包括熱值、煤粉的細度等）穩(wěn)定，燃料喂入量穩(wěn)定和設備運轉穩(wěn)定（包括通風設備），即五穩(wěn)保一穩(wěn)。這是預分解窯生產中一條重1要的工藝原則。”。筆者長期從事熟料煅燒工作，對此有著深刻的體會和認識。然而由于種種因素的影分燃燒，入窯物料達到要求的分解率，同時保證分解爐不超溫，以避免由于溫度過高使預分解系統(tǒng)產生結皮堵塞。分解爐溫度包括爐下游、中游及出口溫度，為了討論上的方便同時結合現(xiàn)場實際控制情況，本文選取分解爐出口溫度作為討論對象。1.2分解爐溫度的調節(jié)方法調節(jié)燃料喂入量分解爐用煤量的大小，主要是根據生

3、料喂料量，入窯生料CaCO 3分解率，C 1和C 5旋風筒出口氣體溫度的高低來調節(jié)的。而溫度的高低取決于燃料燃燒放出熱量與達到要求的分解率時物料所需熱量的改變燃料加入量，在完全燃差值。在喂料量不變時，燒的條件下，就是改變了爐的發(fā)熱能力，物料的分解率也就相應發(fā)生變化。一般情況下，加入燃料越多，燃燒放出的熱量越多，分解爐溫度越高，物料的分解率也越高。用煤量減少，分解爐溫度必然降低。需要注意的是，增加用煤量受系統(tǒng)風量的限制，同時與煤粉質量有很大的關系。在生產控制中，最常用的方法就是通過改變燃料喂入量來調節(jié)分解爐溫度。調節(jié)燃料的燃燒速度響，并不是每一個企業(yè)都能夠很好的做到上述“五穩(wěn)”。這時要想獲得或者

4、保持穩(wěn)定的熱工制度，中控操作員的操作思路與操作方法就顯得尤為重要。思路正確，方法得當，能迅速扭轉被動的生產局面，使系統(tǒng)盡快恢復正常。反之，則容易使系統(tǒng)參數偏離正?？刂品秶?，甚至引發(fā)各類工藝故障影響生產。現(xiàn)就預分解窯生產中燒成系統(tǒng)溫度控制的方法，及當溫度發(fā)生波動時的調節(jié)思路，根據實踐中的體會和認識，從分解爐、回轉窯這兩方面作一初步探討，供參考。11.1分解爐分解爐溫度控制原則分解爐溫度控制的原則是：保證燃料在爐內充在最初的預分解窯中，分解爐一般采用單通道噴煤管，而今大多采用三通道或四通道噴煤管，這就四川水泥-05-給調節(jié)燃料燃燒速度創(chuàng)造了條件。調節(jié)軸流風和旋流風的比例可以很方便地改變燃料的燃燒速

5、度來適應煤質變化時帶來的影響。當煤粉水分大、細度粗、灰分大、發(fā)熱量低時，燃料燃燒速度慢，熱量相對分散，溫度低，分解速度也就慢。此時可適當增加旋流風量，減小軸流風量，使燃料燃燒速度加快，熱量相反之則應對集中，從而達到提高分解爐溫度的目的。減小旋流風量，增大軸流風量，以免出現(xiàn)局部高溫。通常只有在煤質發(fā)生明顯的變化時才使用該方法。調節(jié)系統(tǒng)通風量哪一種方法才能夠使系統(tǒng)參數盡快恢復到正常的控制范圍，同時又最大限度的節(jié)約燃料消耗（關于這一點往往被操作者所忽視）。下面談一下與此有關的調節(jié)思路。根據煤質或料子成分選擇調節(jié)思路（1）煤質好，揮發(fā)分高、發(fā)熱量高、料子易燒性好時首先應采用調節(jié)喂煤量的方法來控制分解爐

6、溫度。由于分解爐中燃料與物料是以懸浮態(tài)混合在一起的，燃料燃燒放出的熱量能立刻被物料吸收。當分解爐溫度發(fā)生波動時，增加或減少一點喂煤量，爐內熱量很快就會發(fā)生變化，爐溫恢復到正?？刂扑玫臅r間短。（2）煤質差，揮發(fā)份低，料子難燒，KH 高時，當分解爐溫度降低時，調節(jié)爐溫最快的方法就是減料。同時，也可增加旋流風量的比例，在系統(tǒng)工況允許的情況下，增加三次風量，提高三次風溫。有些人不主張用調節(jié)喂料量的方法來調節(jié)分解爐或者系統(tǒng)溫度，認為會影響窯內物料負荷率，增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素，而習慣于采用加煤的方法進行調整。當分解爐溫度降低時，增加用煤量后，由于煤質差，燃燒放熱速度慢，或生料KH 高，需要吸收更多的熱量

7、用于分解。使分解爐響應滯后的影響相對延長（一般在10min 左右），不能達到迅速有效地遏制溫度持續(xù)下降的目的。如果采用調節(jié)喂料量的方法進行調整，物料從均化小倉進入分解爐所需的時間不到2min ，小于煤粉調節(jié)的響應時間。根據筆者的操作經驗，喂料量的調整在2t/h范圍內，5min 就能達到目的，如果在5t/h時，23min 能起到立竿見影的效果。而5t/h的料量對于回轉窯內的填充率來說影響應該是很小的。因此當采用此方法時，建議調節(jié)幅度不要超過5t/h，最好能控制在2t/h。同時當使用劣質燃料或煅燒KH 高的生料時，分解爐溫度應控制在正常范圍的上限，給調節(jié)控制留有余地。根據系統(tǒng)溫度變化順序選擇調節(jié)思

8、路若進入分解爐的三次風量過小，爐內煤粉燃燒需要的氧含量和熱焓低，煤粉燃燒速度就會減慢，燃燒不完全，發(fā)熱能力降低，從而造成入窯物料分解率連接管低，同時未完全燃燒的煤粉在以后的預熱器、道內繼續(xù)燃燒，容易產生局部高溫引起結皮堵塞。因此，在燃料、生料喂入量不變時，適當增加分解爐的通風量將使分解爐內氣流速度加快，從三次風中獲得更多的熱焓和助燃用的新鮮氧氣，有利于改善爐內煤粉的燃燒狀況，對提高分解爐內溫度有利。在其它條件不變的情況下，增加系統(tǒng)通風量，或者增加三次風與二次風的比例，將使分解爐溫度相應提高。調節(jié)喂料量當分解爐中燃料加入量不變時，增加喂料量，物料吸熱量增加，由于總熱量不變，將使分解爐溫度降低，入

9、窯物料分解率隨之降低。若減少喂料量，物料吸熱量相對變小，分解用熱量有余時，爐溫必然升高。因此，在調節(jié)控制時，也可采用調節(jié)喂料量的方這個調節(jié)量是有限的；法來改變分解爐溫度。注意：且必須與窯頭對喂料量的需求保持一致；否則，得用別的方法來調節(jié)分解爐溫度。提高三次風溫由于分解爐內料氣停留時間短，因此分解爐內煤粉的燃燒對分解爐溫度有著非常重要的影響。而三次風溫的高低對煤粉的燃燒又起主要作用。文獻指出：“每當三次風溫升高70，燃燒速率會提高一1倍”。所以在其它條件不變的情況下，三次風溫越高，分解爐內煤粉燃燒速度越快，溫度也越高。當然，調節(jié)分解爐溫度的方法還有很多，比如改變煤粉的細度和水分等，但這已不是窯中

10、控操作員所能解決的問題，因此本文不再敘述。1.3分解爐溫度的調節(jié)思路上面介紹了調節(jié)分解爐溫度的方法。具體到實際操作過程中，當發(fā)現(xiàn)分解爐溫度波動時，應該選擇在旋風預熱器的各級管道和旋風筒中，熱交換作用在順流中發(fā)生，但如果從整體來看，則是逆流進行的。也就是說，物料溫度的變化由預熱器的最高級向下逐漸升高。而氣流溫度則恰恰相反。（1）分解爐、C 5出口溫度沒有變化，但C 1出口溫度降低，在沒有搞清原因之前，不應盲目增加分解爐用煤量，正確的做法是應先適當減料，維持一級筒正常的出口溫度，保證物料預燒穩(wěn)定。然后分析C 1溫度降低的原因，以便采取對應的操作 。-06-且還在持續(xù)上升，此時應立即較大幅度減煤，阻

11、止溫度進一步升高。在原因沒有搞清楚的情況下采用加料降溫的方法，一會增加高溫堵塞的幾率；二如果溫升是由于預熱器堵塞引起，則會加重堵塞的程度和C 2錐體沒有設置測壓裝置，處理的難度。TY 廠C 1、在生產時曾發(fā)生過多次由于此部位堵塞，造成分解爐出口溫度超高，操作員沒有及時發(fā)現(xiàn)，只是根據分解爐出口溫度的變化一味增加喂料量，其結果可想而知。（3）由于操作失誤或責任心不強長時間未觀察分解爐溫度狀況，或者為了節(jié)省燃料消耗，爐溫長時間控制偏低，甚至低于控制范圍的下限，遇到這種情況，首先應減料，阻止爐溫繼續(xù)降低，然后緩慢加煤，切忌加煤量一次增加幅度過大，出現(xiàn)不完全燃燒現(xiàn)象。待爐溫恢復正常，穩(wěn)定一段時間后，恢復

12、正常喂料量。（2）C 1出口溫度沒有明顯變化，分解爐溫度開始降低，應及時增加分解爐喂煤量，保持分解爐出口溫度穩(wěn)定，保證物料達到要求的分解率。增加用煤量后，有可能出現(xiàn)分解爐溫度上升緩慢，或者沒有升C 5出口高，有時還會出現(xiàn)繼續(xù)降低的現(xiàn)象，而此時，或C 5下料管溫度卻一直在上升，出現(xiàn)溫度倒掛現(xiàn)象。這說明煤粉在分解爐內不能完全燃燒，出現(xiàn)還原氣氛。遇到這種情況應迅速減少用煤量，同時適當減料。待分解爐溫度有上升趨勢時，再增加用煤量，并逐漸恢復正常喂料。若三次風或系統(tǒng)風量調節(jié)比較方便（取決于三次風閘板的靈活程度和風、煤、料的合理匹配），可適當增加三次風量，保證煤粉燃燒所必需的氧含量和溫度。節(jié)思路根據熟料熱

13、耗、分解爐溫度升高或降低的幅度選擇調對于任何一條生產線，經過一段時間的運行，通過匯總、分析、總結，可以大致得出系統(tǒng)的最低熱耗和最高熱耗范圍。根據投料量、頭尾煤的比例，即可計算出分解爐小時用煤量的大致范圍。在原燃材料成分波動不是很大的情況下，分解爐用煤量基本上應在這一范圍內波動，偏差不會太大。（1）分解爐溫度降低時，通過增加用煤量來調節(jié)，若用煤量已經超過上限，而溫度沒有達到預期目的，此時不應再增加煤粉用量。但有些操作員習慣于這種調節(jié)方法，只要爐溫不升就一直加煤，多用三噸五噸也在所不惜。有時反而出現(xiàn)越加煤溫度越低的現(xiàn)象。這種情況多數是由于三次風溫降低引起的。正確的做法是，適當減點料，減點煤，在系統(tǒng)

14、允許的情況下增大三次風量。待溫度有上升的趨勢時再緩慢增加用煤量和喂料量。同時在減料后應找出三次風溫降低的原因，盡快調整使之恢復到正?？刂浦?，為爐內煤粉的燃燒創(chuàng)造條件。特別是點火投料時更應嚴格控制尾煤用量，防止煤粉發(fā)生爆炸性燃燒，損壞耐火襯料。另外增加三噸五噸煤與減少三噸五噸生料的經濟帳，哪一個更合算應該很明顯。（2）分解爐溫度升高時，通過減煤來調節(jié)，若用煤量已經低于下限，而溫度沒有達到預期目的，在進一步降低煤粉用量的同時，應迅速檢查系統(tǒng)下料情況，包括均化小倉下料和分解爐以上各級旋風筒下料情況以及煤粉秤的喂煤情況，如果下料正常，此時可適當增加喂料量。當分解爐溫度迅速升高，已經達到控制上限，并22

15、.1回轉窯回轉窯溫度控制原則在預分解窯的操作控制中, 應將回轉窯的操作控制放在首位，因為它直接影響熟料質量高低和窯內耐火材料壽命長短。所以應在保護好窯襯，努力延長耐火材料使用周期，保證煅燒出優(yōu)質熟料的同時，又最大限度的節(jié)省燃料消耗為控制原則?；剞D窯的溫度控制主要是指燒成帶溫度的控制。2.2燒成帶溫度的調節(jié)思路系統(tǒng)所有參數的調整（風、煤、料、窯速）都是為穩(wěn)定燒成帶溫度服務的。操作員在中控室內通過窯電流，NO X 濃度，比色高溫計顯示溫度，窯尾煙室溫度、二、三次風溫以及升重和游離鈣的變化結合窯頭看火電視經過綜合分析判斷，找出導致燒成溫度變化的原因，采取對應的操作干預，維持燒成溫度的穩(wěn)定。在喂料量和

16、入窯分解率基本穩(wěn)定的情況下，燒成帶溫度的高低很大程度上取決于用煤量的大小和煤粉的燃燒狀況。操作控制應以保持合適的火焰長度、形狀、溫度為重點，兼顧其它相關因素。2.3燒成帶溫度的調節(jié)方法風（風量、風溫、風的分配比例）、煤（煤質、喂煤量、窯爐煤的比例）、料（喂料量、料子成分、入窯物料分解率）、窯速、設備運行的穩(wěn)定性等，其中任一發(fā)生當該溫度發(fā)生改變，都會影響到燒成帶溫度。所以，變化時，應根據變化趨勢和幅度，通過調整上述因素中的一種或兩種以上參數， 將其盡快恢復到正常控四川水泥-07-制范圍。燒成帶溫度高時的表現(xiàn)與操作風溫，保證頭煤燃燒所必需的溫度和氧含量。需要注意的是，在增加頭煤用量的同時，應密切關

17、注窯尾氣體中CO 含量的變化，防止在窯內溫度降低的情況下，由于風煤配合不好，煤粉的燃燒環(huán)境發(fā)生變化形成不完全燃燒。如果沒有氣體分析裝置，則應重點監(jiān)控窯尾溫度的變化，如果該溫度升高而燒成帶溫度沒有變化，或者燒成帶溫度升高幅度明顯低于尾溫的升高幅度，則說明煤粉存在不完全燃燒現(xiàn)象，這時不應再盲目增加頭煤用量，正確的做法是適當減少在操作過程中，應時刻牢記加煤的前提是保用煤量。證煤粉完全燃燒。幾種不正確的操作方法燒成帶溫度由正常向高溫發(fā)展時，通過看火電視可以看到：窯內清晰，火色發(fā)亮，火焰形狀、窯內煅燒狀況容易觀察，粉沙料較少；隨著溫度繼續(xù)升高，火焰發(fā)白，熟料被窯帶起得高、離窯熟料溫度高、發(fā)黏“出汗”呈面

18、團狀；溫度過高時，煤粉燃燒速度極快，有時甚至沒有黑火頭，窯內白光刺眼，異常清晰，出窯熟料呈大小不均的片狀。在中控CRT 監(jiān)控畫面上窯電流、二次風溫、煙室溫度、NOx 濃度等均有不一次風機在轉速沒有改變的情況下，同程度的升高。風壓增高，電流增大。窯內出現(xiàn)熟料過燒或燒流，主要由于對系統(tǒng)操作過程的掌握和對系統(tǒng)偏離正常生產要求（回轉窯電流趨勢及各控制點趨勢）時沒有及時發(fā)現(xiàn)或出現(xiàn)判斷失來料少而用煤量沒有及誤造成。如用煤量控制偏高，時減少；燃燒器內流風太大，致使火焰太短，高溫帶集中；二次風溫度太高，黑火頭短火點前移等。剛開始升高時，可適當減煤，如果物料發(fā)粘，在減煤的同時，應減小一次風和旋流風用量，增大系統(tǒng)

19、拉風，拉長火焰，同時增加篦冷機一室風量，必要時短時間停煤，待粘液變成大塊，火色不刺眼，窯皮顏色基本正常后再逐漸增加用煤。窯內溫度低時的表現(xiàn)與操作不愿意調節(jié)頭煤用量。在實際操作中，常常見到這樣的情況，不管窯內溫度如何，窯頭用煤量，幾班甚至幾天更有甚者長時間都沒有調動，除非遇到點火投料時才調節(jié)頭煤用量。當燒成帶溫度降低時，不管降低的幅度如何，原因是什么，只是一味增加分解爐煤量，靠提高入窯物料分解率來改變燒成帶溫度。如果燒成帶溫度的降低不是由于分解率降低引起的，這樣做的弊端有三：一是預分解系統(tǒng)溫度控制偏高，增加了燒結性結皮堵塞的幾率；二是新生成的礦物在較長的過渡帶內使化學反應活性降低不利于C 3S

20、礦物的形成；三是在燒成帶溫度沒有提起之前，出窯熟料的質量肯定退一步說，即使燒成帶溫度降低是由于入要打折扣。窯分解率降低引起的，這樣做也只是解決了還沒有進入窯內物料的問題，而對于已經入窯的物料起不到絲毫作用。操作者之所以不愿意增加頭煤用量，筆者認為可能是基于這樣的認識：害怕增加頭煤后出現(xiàn)還原氣氛形成黃心熟料。殊不知形成黃心料的原因有多種，除了還原氣氛外還與熟料結粒過大，內核部分由于致密，空氣滲透性差；形成的高貝利特和硫酸鹽濃縮減少了熟料的滲透性；以及由于硫化物及堿的存在窯內高溫煅燒增加了燃燒氣體中有高SO 22組分，促進了硫酸堿的揮發(fā)等因素有關。況且增加窯頭用煤是在保證煤粉完全燃燒的前提進行的。

21、因此當燒成帶溫度降低時，首先應做的就是增加頭煤燒成帶溫度低時, 火色漸暗由白色變?yōu)榉奂t色, 黑火頭逐漸伸長，窯內細粉料增多, 進篦冷機時揚起NOx 濃度、窯電流、二次風溫降低?；覊m較大，窯內溫度低, 除不下煤和機械影響停窯外, 大都是操作處理不當造成的。原因有以下幾種：窯頭喂煤量小，熱耗控制偏低、風量分配不合理、火焰太長，高溫帶不集中；預熱器系統(tǒng)出現(xiàn)塌料、窯圈垮落、入窯物料分解率降低；燃料成分發(fā)生變化熱值降低、生料KH 、SM 升高，料子變得吃火難燒，當其中一種或幾種因素發(fā)生變化時，用煤量沒有及時增加使燒成帶溫度偏離正常控制范圍。另外當篦床上料層厚度發(fā)生變化，二次風溫降低，煤粉的燃燒速度發(fā)生變

22、化，也會造成燒成帶溫度降低，特別是煤質差時影響更明顯。當燒成帶溫度降低較少時，只需增加窯頭喂煤就可以了。但如果塌料嚴重或者窯圈垮落量較大，窯內溫度降低較多，首先應減料，同時調大旋流風量和二次風量，改善篦冷機操作，盡可能獲得較高的二次用量，然后再分析降低的原因，采取對應的調節(jié)手段。靠改變窯速和頭煤用量來適應窯內煅燒溫度。產生這種現(xiàn)象的根源是產量意識太重。不管是過去還是現(xiàn)在的水泥生產企業(yè)， 對于操作員的考核，-08-掉磚造成停窯的現(xiàn)象大為減少。這就使相當結圈、一部分操作員放松了對此溫度的監(jiān)控，結果筒體高溫者有之，留下黑疤產生永久變形者有之，許多廠都有類似的現(xiàn)象。因此建議操作員在操作時應加強對該溫度

23、的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，及時調節(jié)火點位置及火焰形狀，防止出現(xiàn)筒體高溫。特別是遇到窯圈、窯皮垮落時更應增加監(jiān)控頻次。一般僅局限于產量和質量。其工資又常與產量掛鉤。溫度高時，不管三七二十一先加料，加一點是一點，溫度低時，又不愿意減料，不管窯內煅燒狀況如何一味采取加頭煤頂燒，實在不行就慢窯。即使在窯內產生了還原氣氛也不管不問。對于預分解窯，高窯速、薄料層操作已經形成共識，如果靠調節(jié)窯速和加煤頂燒來改變窯內煅燒溫度，很容易引起系統(tǒng)熱工制度出現(xiàn)大的波動，產生還原氣氛，導致熟料礦物晶體結構和尺寸發(fā)生變化。很多文獻已經指出水泥強度以及與外加劑的相容性，不單單與粉磨有關，同時也與熟料形成時的氣氛和礦物微觀結構有很大的關系。而對于這方面的監(jiān)測大多數工廠尚是一個空白，更不要說考核了。2.4筒體溫度的控制3結束語預分解窯燒成系統(tǒng)需要控制的溫度參數還有很多，但在實際生產過程中，只要我們抓住了上述重點溫度