1　不同煤對熟料及相關(guān)參數(shù)影響

　　各種入廠原煤和使用煤粉的相關(guān)參數(shù)分別見表1、2(其中B、C煤為本次試驗用煤)。

　　自從使用揮發(fā)分較高的B、C煤以來，經(jīng)常出現(xiàn)窯尾廢氣溫度升高，熟料大球內(nèi)包裹著生料粉的現(xiàn)象。取熟料大球分析其成分，結(jié)果見表3。

　　使用以上3種煤時熟料狀況及相關(guān)運轉(zhuǎn)參數(shù)見表4。

2　主要原因

　　從熟料大球內(nèi)的生料粉與C₅原料成分的比較可以看出，它們的化學(xué)成分很相近，說明C₅原料在進入窯尾不久即在窯尾高溫下產(chǎn)生液相，將未充分分解的生料包裹起來，然后在窯內(nèi)運動而逐漸滾成熟料大球。
　　以上3種煤使用時熟料液相量和入窯原料分解率變化不大，所以可以說使用高揮發(fā)分煤時熟料大球內(nèi)包裹著生料粉的原因主要是窯尾廢氣溫度過高，熟料液相出現(xiàn)過早。而導(dǎo)致窯尾廢氣溫度升高的原因是煤的揮發(fā)分與碳粒子的燃燒脫節(jié)。
　　眾所周知，煤粉在窯內(nèi)的燃燒過程可看成2個連續(xù)的過程即分解燃燒和表面燃燒。煤粉隨著一次空氣一起噴入窯內(nèi)，受高溫窯皮或耐火磚、火焰的輻射熱，碳粒溫度升高，水分蒸發(fā)，所含的揮發(fā)組分揮發(fā)并燃燒，這個過程所需時間很短，只需數(shù)百毫秒。揮發(fā)分放出后剩下的殘留物質(zhì)稱殘余焦碳；分解燃燒將近結(jié)束時，O₂擴散至焦碳表面，焦碳開始表面燃燒，這個過程所需時間較長。另外，煤粉揮發(fā)分含量升高，則其燃點降低，揮發(fā)分急速放出燃燒，O₂不足，碳粒子表面燃燒滯后，導(dǎo)致窯尾廢氣溫度升高^[1，2]。
　　影響煤粉燃燒的主要因素是噴嘴外回流和旋流的大小。而影響火焰外回流的主要因素是噴嘴出口動量與二次風(fēng)動量的比值，可以用Craya-Curtet參數(shù)(m)來定量描述。
　
式中:K———對于水泥窯，K=1；
　　d₀———噴嘴外進流外徑，m；
　　D———窯有效內(nèi)徑，m；
　　υ₀———外進流風(fēng)速，m/s；
　　υ_a———二次空氣流速，m/s。
　　當m<1.5時，說明無外回流；當m>1.5時，說明有外回流發(fā)生(可以促進煤粉和二次空氣混合)。過小的噴嘴出口動量會導(dǎo)致二次空氣和煤粉不能很好地混合和燃燒不完全，使窯尾廢氣溫度升高。過強的旋流會形成雙峰火焰，導(dǎo)致火焰發(fā)散，也使窯尾廢氣溫度升高^[3，4]。表5為我公司與日本某廠窯頭噴嘴相關(guān)參數(shù)。

3　運轉(zhuǎn)參數(shù)的調(diào)整

　　根據(jù)以上分析，我們采取了以下對策:
　　1)將煤粉80μm篩余由5%左右調(diào)整為12%～15%；
　　2)將內(nèi)旋流葉片角度由29°降低至27°；
　　3)關(guān)閉內(nèi)風(fēng)擋板，內(nèi)旋流風(fēng)量由標況下45m³/min降為42m³/min；
　　4)將外進流風(fēng)量由標況下55m³/min增大到60m³/min。
　　經(jīng)過實施后3項措施，窯頭噴嘴相關(guān)參數(shù)變化見表6。

4　效果

　　1)熟料質(zhì)量得到了明顯改善，熟料大球減少，熟料fCaO平均降至0.59%(最高0.79%)；
　　2)入窯生料喂料量由307t/h增加到310t/h，熟料產(chǎn)量由180.6t/h增加到182.4t/h；
　　3)窯尾廢氣溫度降低到1080℃，窯尾上升煙道結(jié)皮減少，系統(tǒng)壓損降低；
　　4)因為煤粉變粗煤粉制備系統(tǒng)電耗降低，再加上燒成系統(tǒng)內(nèi)壓損降低，所以整個系統(tǒng)電耗降低0.69kWh/kg；
　　5)火焰形狀好；熟料粒度變小，熟料冷卻機效率提高，燒成熱耗降低約84kJ/kg。

5　結(jié)論

　　通過調(diào)整內(nèi)旋流葉片角度、內(nèi)外流風(fēng)量和煤粉細度，可以適應(yīng)不同品種煤的要求，并保證熟料質(zhì)量合格，窯運轉(zhuǎn)穩(wěn)定及能耗降低。
　　當煤揮發(fā)分升高時，可適當降低內(nèi)旋流葉片角度及風(fēng)量，增加外進流風(fēng)量，煤粉細度也可適當粗一些。