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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3 生产运行实绩
模拟试验表明，分解炉改造后物料在炉内停留时间大大延长，保证了物料在炉内的分解。烧成系统在热态运行中各工艺参数发生的相应变化充分印证了这一点。
(1)温度及入窑物料分解率的变化。改造前后窑尾系统各部分温度及入窑物料分解率的变化
见表5。由表5知，分解炉改造后窑尾温度下降100℃；C5级筒出口气体温度和物料温度下降30℃左右；出分解炉物料分解率提高20%以上，入窑物料分解率也提高约4%，且消除了改造前C4物料温度大于其出口气体温度的不良现象。由此可见，分解炉改造后不仅可使物料在炉内充分分解及煤充分燃烧，还消除了改前煤在C4、C5内继续燃烧和物料在C5内继续分解的不正常现象。
表5 窑尾系统物料温度及分解率变化
参数温度/℃物料分解率/%窑尾 C5出口气体 C5物料 C4出口气体 C4物料 分解炉出口 入窑
改造前 ＞1200 880～890 860～870 800±5 800±5 70 90～93
改造后 ＜1100 850～860 840～850 795～785 780～775 93 94～94
(2)窑尾系统压力变化。窑尾各部分压力变化见表6。
由表6知，分解炉改造后，窑尾上升烟道缩短，该部位阻力下降，窑内通风状况大大改善；C5出口压力下降380 Pa，其它各级筒压力也比改前大大降低，为系统的正常操作提供了条件。
表6 窑尾系统压力变化 kPa
窑尾负压 C5出口 C3出口 C2出口 C1出口
改造前 0.1 2.13 3.14 5.55 6.90(140t/h)
改造后 0.4 1.75 2.92 5.05 6.90(150t/h)
(3)气体成分的变化。分解炉改造前后窑尾系统气体成分对比见表7。
由表7可知，改造后窑内通风良好，克服了窑内通风不足导致煤的不完全燃烧现象，同时窑尾和C1出口气体中均不含CO，分解炉出口CO含量也极低，说明炉内煤粉燃烧充分，为系统提供了稳定的热工制度。
表7 窑尾部分气体分析 %
成分 窑尾 C5出口 分解炉出口 C1出口
改造前O2 0.10 8.50 0.4 1.2
CO 0.3 2.9 4～5 0
改造后O2 9.6 0 0.52 0.1
CO 2.0 0.1 3.5～4 0
(4)筒体温度变化。改造前后筒体温度分布曲线见图3。由图3知，分解炉改造后回转窑距窑头20 m处，筒体温度大幅度上升，而距窑头15 m以前的烧成带，筒体温度却有所下降。结合表5、表7数据，我们认为这是窑系统二次风及三次风分配不合理所致。由于二次风过剩，窑内风速过快，导致烧成带温度散乱且后移，从而影响了窑内正常热工制度及熟料煅烧。
图3 窑筒体温度分布曲线
(5)熟料质量的变化。改造前后熟料质量对比见表8。由表8知，分解炉改造后熟料28 d强度和质量密度(立升重)明显下降，且窑内有结蛋现象，影响回转窑正常运转。其主要原因是由于窑内通风过剩，风速快，使烧成带热量被迅速带走而达不到煅烧熟料所需温度，同时由于窑内温度后移，使高温液相过早出现造成的。后通过增设烟道调节闸板，已有效地解决了上述问题，熟料质量明显改善。
表8 改造前后熟料质量对比
参数R28/MPa质量密度/(g·l-1)fCaO/%熟料结构窑内结蛋情况 改造前 ＞670
＞1250 ＜0.5 致密，有黄心料 无
改造后 ＜630 ＜1230 ＜0.5 松散、无黄心料 多次
(6)主要技术经济指标。改造前后各三个月内主要技术经济指标见表9。由表9知，分解炉改造后窑系统月平均产量提高约10%，月平均单位熟料热耗下降约76 kJ/kg，经济效益显著，当年即可收回全部技改投资。
表9 改造前后窑系统主要技术经济指标(1998)
技改前 技改后
月份 1 2 3 5 6 7
月产量/t 56698 53565 54629 60634 61299 61781
热耗/(kJ·kg-1)
3333.13 3321.01 3316.0 3206.06 3272.94 3263.33
时产/(t·h-1) 82.0 83.6 80.8 85.0 88.4 86.4
4 结语
(1)分解炉技改后，生料在分解炉内停留时间延长，物料得到充分分解，为窑系统提高产量创造了条件。此外，由于煤在炉内的停留时间延长，从而在炉内得到了充分燃烧。
(2)改造后炉内气体流场发生了很大变化，由喷腾型转变为喷腾——旋流型，使气流在炉内的行程延长，对延长物料在炉内的停留时间有好处。
(3)合理的二、三次风的匹配及窑内合理的温度分布是烧成系统实现优质高产的前提。
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