产业峰会 | 齐砚勇：烧成系统操作方法改进可促进水泥行业绿色发展
3月28日上午，由中国水泥网主办的“第十三届中国水泥产业峰会”顺利召开。西南科技大学副教授 齐砚勇为峰会带来了以《碳减排背景下烧成系统操作方法》为主题的精彩报告。
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表5 我厂与国内部分水泥厂预分解系统总压降对比
厂名 冀东 宁国 新疆 江西 柳州 耀县
预热器级数 4 4 5 4 4 5
系统压降/Pa 5640 3480 5400 6270 炉：6230 5100 窑：5250
分析表2～表5不难看出，我厂各级旋风筒阻力系数值均较高。我厂预热器系统以追求高分离效率为出发点来设计各级旋风筒的结构，但该类结构必然产生较高的阻力系数。为了克服可能导致的系统压降的提高，采取了低风速的操作方式，由于低风速操作，预热器管道内物料必然容易产生短路现象，因此在各级上升管道中设置撒料器。
根据上述分析，可以对预热器频繁塌料堵塞的几个有规律的问题做出合理的解释。
(1)为什么投料30 min～90 min预热器出现堵塞?
投料前三次风温为60℃～70℃，三次风压为-700 Pa～-800 Pa，最大时达到-1 000 Pa。而系统正常(即维持正常的系统操作参数，并保持一定的三次风阀门开度)时，三次风风压为-350 Pa～-450Pa。在正常与不正常情况下，三次风压变化如此之大，说明鼓风机(篦冷机风机)严重供风不足。
投料后物料在窑内通过的时间可用下式计算：
t=1/ω=60/0.00159×s×d×n=60/0.00159×3.5×3.5×1.9
=27min
式中
t——物料通过回转窑时间，min;
l——回转窑长度，m；
w——物料在窑内运行速度，m/s；
s——回转窑斜度，%；
d——回转窑有效内径，m；
n——回转窑转速，r/min。
即：物料30 min即可通过回转窑到达篦冷机内，在这期间三次风温逐渐上升，当预热器堵塞时，三次风温可达到450℃～550℃。从投料到预热器堵塞，三次风温前后变化这两种状态下，预热器系统风量的相对减小量可用下式计算：
P1V1T1 = P2V2T2
V2V1 = P1T2P2T1
投料前后三次风压基本不变，即P1=P2
V2V1 = T2T1 = (273+550)/(273+70) =2.3994
只有获得一定的能量，管道内的空气才能以一定的速度向前运动。空气获得能量一靠抽，二靠鼓。只有不断的鼓风和抽风，才能形成稳定的流场。由于篦冷机冷却风量减少(风机皮带
丢转速和锁风阀漏风)，这一风量的变化足以使管道内的风速由正常时的12 m/s～16 m/s进一步降低，使生料粉达不到悬浮状态需要的风速而造成短路，进而造成预热器塌料堵塞。
(2)为什么预热器的堵塞常发生在C4筒?这要从系统的实际工况来分析。我厂预热器系统为双列，C1～C5的排列为4-2-2-2-2结构，各级旋风筒的除尘效率分别为C1=950%，C2=92.1%，C3=90.0%，C4=89.0%，C5=86.5。在当时的条件下，C3、C4、C5级下料管膨胀节处存在裂缝和C4级下料翻板阀烧损，存在着较为严重的内、外漏风。有资料表明，当漏风为1%时，除尘效率下降10%～15%，当漏风为3%时，除尘效率只有50%，当漏风为8%时，除尘效率几乎为零。在没有更换膨胀节和烧损的翻板阀前，由于存在着较为严重的内、外漏风，C3～C5级预热器的内循环必然加大，C3出口的含尘浓度亦随之增大。因C1、C2级旋风除尘器的下料锁风效果最好，在一定喂料量下，C2级旋风筒内的实际料气比必然增大，下料管的排灰量随之加大，C2旋风筒上升管道内的风速又最低，生料在上升管道内形成短路，直接进入C4级旋风筒，瞬间内四级下料管既要通过本身收下的料粉，又要通过来自二级的塌料，两部分料量之和超过了四级下料口的排灰能力，再加之四级下料管本身漏风又给下料以向上的浮力，造成四级锥体的堵塞是必然结果。
(3)为什么调整预热器的两路阀就可预知A、B两列哪一列要堵?开始预热器堵在C4a，两列的温差在允许的范围内(10℃～15℃)。A列温度低于B列，说明A列物料量较B列多，有意识调整两路阀后，使B列温度低于A列时，很明显出现B列堵塞。由于系统总风量的减少，随着投料量的增加，上升管道内超过料气比的临界状态时，低风速无法满足物料的分散性和悬浮性要求时，C2管道内物料短路直接冲入C4，C4锥体下料口无法满足来自本身和C2短路的料量，造成C4堵塞是必然的结果。
2 结语
经过以上分析，可以得出以下结论：
(1)由于该预热器系统具有高除尘效率、高阻力系数、低压损和操作的低风速等显著特点，系统风量的匹配是以满足生料在预热器内达到分散和悬浮为首要条件。在一个较为密闭的工况环境中，预热器内通过的风量和上升管道内的风速大小与篦冷机的供风量关系很大，仅靠高温风机的排风无法满足预热器系统内风速的需求，负压大而风量小，不能满足正常的生产。但在满足系统风量要求和熟料冷却的前提下，适当控制供给的总的冷却风量，提高三次风温和二次风温，以达到降低能耗之目的，而非风量越大越好。
(2)预热器系统漏风，尤其是下料管处膨胀节和翻板阀锁风不好造成的漏风，是预热器的大
敌，应当始终高度重视该系统的密闭堵漏。
(3)对于新型干法熟料生产线预热器频繁的堵塞，首先应从系统用风上寻找原因，系统的用风量应适合预热器系统设计的特点，其次，要在大系统上(包括废气处理、生料磨用风、
篦冷机系统供风、窑头排风)查找风量是否匹配。
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