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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我公司4.3m×64m带五级双系列旋风预热器和N-MFC分解炉的回转窑，设计转速为0.40--3.96r/min，设计产量3 000t/d，配用丹麦史密斯公司四通道DBC型多福乐燃烧器。在试生产期间，当回转窑达到设计产量时，系统温度偏高控制时熟料还欠烧，迫不得已降低喂料量。当fCaO合格时，再增加喂料量至设计产量，又出现欠烧料。周而复始，严重影响着回转窑的产质量，始终不能使系统进入良性循环状态。鉴于此，公司各部门全力合作查找原因，并采取相应的措施，取得了良好的效果。
1 欠烧料成因
1.1 窑头用煤量太大，温度偏低在生产过程中，当fCaO不合格时，总是认为窑头用煤量过少，温度低，煤灰掺入量少。于是便增加窑头用煤量，试图以此来提高烧成带温度，有时甚至出现窑头用煤量与分解炉用煤量倒置的现象，造成系统温度偏高，窑尾温度达到1 200℃，C5级筒出口温度≥500℃，窑尾废气中CO含量高，直接威胁预热器的安全运行。
对于回转窑来说，它的容积热力强度是有一定限度的。当容积热力强度已到极限时，增加窑头用煤量，会造成煤粉不完全燃烧，窑内还原气氛加剧，窑头温度进一步降低。当窑温较低时，再多加煤反而更解决不了问题，因燃烧速度与温度有关，多加煤会造成火焰黑火头长，火焰温度低，窑尾温度过高。还会引起窑内还原气氛加重，结长厚窑皮，造成预热器系统结皮堵塞，从而使工艺系统进一步恶化，热工制度紊乱。
1.2 燃烧器火力不集中
我公司燃烧器的中心位于回转窑端面第四象限(+30mm，-30mm)，伸入窑内300mm（见图1）。在调整燃烧器的过程中，其具体位置固定不变，只调整内外风阀门开度及内外筒间隙。内风为旋流风，增加内风火焰粗短；外风为轴流风，增加外风火焰细长；内外筒间隙正常生产时调整范围为15mm--30mm，间隙越小火焰短，为超强火焰。间隙越大火焰长。另外，内外筒间隙的调整对火焰形状的影响特别大，调整不当容易烧毁窑皮及耐火砖。
在试生产期间，内风风阀臆40%，外风风阀≥80%，内外筒间隙30mm，火焰粗长，火力不集中，又不敢大幅度调整间隙。燃烧器与煤质适应上没有大胆尝试（煤的低位发热量为20 900kJ/kg）。当回转窑达到设计产量时，熟料欠烧，fCaO高达3.0，熟料立升重约1 100g/L。
1.3 熟料结粒过大
在试生产期间，由于窑头用煤量太大，窑速低，窑尾温度过高，导致液相提前出现，物料发黏形成大块，致使在烧成带无法烧透，造成出窑熟料结粒不均。
1.4 窑系统用风不当
(1)窑尾缩口闸板尺寸不合适，物料喷腾效应差，有落料现象，入窑内物料出现温差，加剧结粒现象的发生同时也加重了窑内的热负荷。
(2)为避免预热器温度高，不能拉大风，则易导致预热器内积料，当温度尧风量波动较大时，积料突然塌落，窜入窑内，破坏窑内热工制度。
(3)篦冷机的风量偏低且风量不稳，篦速和喂料的关系掌握不好，料层厚度不能有效控制。风量主要通过窑和三次风管两个管道导入预热器，兼顾分解炉内煤的完全燃烧和喷腾效应的产生，一味强调某一方面，结果都会适得其反。
2 解决措施
2.1 解决煤粉燃烧问题
(1)提高进厂煤的发热量，调整头煤尧尾煤比例，逐渐降低窑头用煤量，增加分解炉用煤量；使入窑物料的表观分解率控制在95%以上，减少窑内的热负荷。
(2)降低篦冷机篦速，采取厚料层操作，努力提高了二次风温和三次风温，使煤粉的燃烧更加充分，烧成带热力更加集中。
2.2 调整燃烧器参数
调整内外风的关系，使窑内火焰形状与火焰长度控制在合理的范围内，以保证窑内的热力强度。经反复研究与试验，对燃烧器进行了大幅度的调整，内风风阀80%，外风风阀90%，内外筒间隙15mm，火焰细短，火力集中，火焰活泼有力。窑的喂料量可达240t/h （设计喂料量206t/h），fCaO均在1.0左右，熟料立升重1 350±75g/L。
2.3 解决结粒问题
(1) 优化操作参数，严格控制C1级筒出口温度在840±10℃，分解炉出口温度870±10℃，窑尾温度1 000±50℃。
(2)严格控制生料中粉煤灰的掺加量，控制入窑生料Al2O3含量。
(3)在生产过程中，采用野薄料快烧冶的操作方法，在窑系统稳定的情况下尽量提高窑速，窑速由原来的2.60r/min提高到3.50r/min。
(4)实践证明，所采取的措施是有效的。熟料结粒细小均齐，直径大部分臆3cm,直径≥10cm的几乎没有，熟料颜色发亮尧致密尧强度高。
2.4 调整窑尧炉用风比例
适当调整窑尧炉用风比例及相关参数。三次风阀门尧窑尾缩口闸板调节以保持窑炉用风比例适宜，窑内通风适当为原则；总排风量调节根据喂料量大小，以满足生料悬浮需要和煤粉燃烧需要，保持适宜窑尧炉过剩空气系数为原则。通过采取上述措施后，欠烧料得到了较好的控制，窑系统热工制度趋于稳定，熟料质量和水泥质量稳步提高，熟料3天抗压强度达32MPa以上。
摘自《中国水泥》
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