窯與分解爐用煤量對熟料煅燒的影響
0 前言
預分解窯在熟料煅燒過程中熱量來源有兩個,一個是主要用于預燒的分解爐喂煤(以下簡稱爐煤),另一個是主要用于燒結的窯頭喂煤(以下簡稱窯煤)。它們各自有各自的任務,爐煤是為完成分解而用的,窯煤是為分解后的生料煅燒成熟料而用的,它們之間的比例究竟是多少,這要取決于原料中與預熱分解所需要的熱(主要取決于原料中的碳酸物含量及含水量)與熟料煅燒所需要的熱(主要取決于配料高低)的比例,一般約為6:4。分解爐與窯的用煤量的比例合理才能以最少的燃料消耗煅燒出優(yōu)質熟料,并保護好窯皮和耐火材料。根據長期實踐總結,把煅燒時經常出現的幾種現象歸納分析,以便于及時調整操作,創(chuàng)造合理、穩(wěn)定的煅燒制度。
1 幾種煅燒熟料的對比(見表1)
項目 |
C3S/% |
C2S/% |
fCaO/% |
28天強度 |
熟料外觀 |
爐煤/(t/h) |
窯煤/(t/h) |
煤耗/(kg/t.cl) |
正常煅燒 |
54.79 |
21.39 |
0.45 |
60.12 |
均齊、1~5cm黑色圓粒 |
8.8~9.0 |
5.0~5.2 |
168 |
爐煤少、窯煤多 |
51.12 |
23.20 |
1.56 |
54.36 |
大小不均、有黃心 |
8.2~8.5 |
5.8~6.0 |
186 |
爐煤多、窯煤少 |
48.60 |
26.52 |
1.38 |
51.40 |
飛砂大、無光澤 |
9.5~9.8 |
4.3~4.5 |
182 |
爐煤多、窯煤多 |
55.82 |
20.56 |
0.28 |
55.52 |
致密、有大塊 |
5.5~5.8 |
9.3~9.6 |
176 |
爐煤少、窯煤少 |
43.43 |
28.82 |
2.17 |
47.20 |
粉塵多、黃心重 |
4.3~4.5 |
8.3~8.5 |
172 |
2 不同煅燒制度的現象與分析
2.1 爐煤、窯煤均合理用量
系統(tǒng)各部位溫度都正常,熟料結粒細小而均勻,黑色1~5圓粒,礦物晶體發(fā)育良好,強度高,游離鈣低?;剞D窯內窯皮平整,長度、薄厚合理,耐火材料使用周期長。
2.2 爐煤少、窯煤多
在這種煅燒制度下,分解爐及預熱器溫度偏低,生料預燒不好,如窯分解率不高。這樣就迫使窯頭多加煤加強煅燒,結果短焰急燒,高溫集中,燒成帶縮短。C3S 形成時間短,熟料強度有所降低,且結粒大小不均齊,伴有黃心,游離鈣升高。此時在操作上感覺料子吃火,不易燒。筒體掃描顯示燒成帶溫度高,窯皮和耐火材料承受的熱負荷大,容易受損,不利于長期安全運轉。
如果窯煤用得過多,沒有充分發(fā)揮預熱器及分解爐高效率傳熱的原理,單位熟料熱耗就會提高。為使熟料煅燒合格,窯速要減慢,產量要降低。這種情況的極端情況就是中空窯。
2.3 爐煤多、窯煤少
此時分解爐出口溫度升高,而中下部因分解速度加快吸收了大量的熱,所以溫度變化不大。窯內溫度偏低,電流也偏低。由于入窯分解率高,預燒比較好,形成低溫長帶煅燒。熟料外觀色淺、球細小,粉塵多,飛砂大,無光澤,升重低,強度低。粉塵飛砂對窯口及噴煤管澆筑料磨損大。
如果多加的爐煤燃燒完全,則窯煤就應按比例增加用量,相應生料量及用風量就可增加。這是提產降耗的正確途徑。如果窯煤加不上或料量、風量加不上,則爐煤多加就沒有意義了,從此,我們可以找到什么是影響提產降耗的瓶頸。
但是過多的爐煤量到已不能在分解爐內完全燃燒或致使分解率過高時,系統(tǒng)會出現兩種不利的情況,操作員必須清醒地認識并嚴格避免:
(1)分解率超過95%以上時,五級預熱器會出現燒結可能,因為一旦生料完成分解,接著就要發(fā)生放熱反應和燒結反應,此時預熱器內就會發(fā)生災難性的燒結性堵塞。
(2)如果由于分解爐內空氣量不夠,或由于煤質揮發(fā)分太少,燃燒速度慢,就會導致過多的煤粉到五級乃至窯尾燃燒。其結果會使窯尾煙室結皮嚴重,甚至窯尾后部會掛上厚厚的窯皮,乃至結圈。
2.4 爐煤多、窯煤多
這實際是一種過燒現象,在這種情況下,整個系統(tǒng)溫度均偏高,筒體溫度也上升。液相出現早,火焰溫度高,窯電流高,形成高溫長焰煅燒。雖然熟料游離鈣低、升重高,但是過燒的熟料結粒尺寸大,致密難磨。這樣極易損壞窯皮和耐火材料,甚至篦冷機結“雪人”。燃料消耗高,C3S晶體粗大,影響水泥的水化和強度。
2.5 爐煤少、窯煤少
與上述相反,實際是一種欠燒現象,系統(tǒng)溫度均偏低,窯電流低?;鹧鏈囟鹊?,黑火頭長。熟料存在著明顯的欠燒,料球無光澤,色淺易碎,粉塵多,升重低,游離鈣高。嚴重時出現跑生料,窯頭發(fā)暗,冒黃煙,對窯皮沖刷嚴重。
3 調整與操作
遇到不正常狀態(tài)后,要全面觀察,分析出原因,在操作上作出相應的調整,恢復到正常煅燒狀態(tài)。
?。?)爐煤少、窯煤多??刹扇∥沽狭俊⒏G速、篦速相對穩(wěn)定不宜作大幅調整的辦法,在三次風足夠的情況下,逐漸加大爐煤量,待窯主機電流有上漲趨勢后,相應減少窯煤及一次風量與風壓,以免發(fā)生fCaO過低的過燒現象。
?。?)爐煤多、窯煤少。先增加窯煤量,相應減少爐煤量,如果為防止竄料,曾經降低過窯速,現在可以適當提高。如果沒有降低窯速,還可適當加大喂料量。
(3)爐煤多、窯煤多。如果系統(tǒng)各部分都具有增產潛力,可增加喂料量;如果無增產余地,則應該盡快減少爐煤和窯煤的用量,窯電流和系統(tǒng)溫度正常后,轉速也恢復正常。
?。?)爐煤少、窯煤少。降低窯轉速和篦速,增加爐煤和窯煤,嚴重時要先減少喂料量。待溫度和窯電流上漲后,提高窯速,恢復正常煅燒。
4 總結
預分解窯在操作上要做到窯溫與爐溫同時控制穩(wěn)定,不應該寄托用爐煤去完成熟料煅燒任務,更不應該讓窯煤完成生料分解任務,合理使用窯、爐用煤量。而且更應該清醒地認識到,預分解窯的燒成系統(tǒng)中傳熱效果最好的是在預熱器及分解爐的懸浮狀態(tài)下,為了提高傳熱效率,就要充分發(fā)揮分解爐加煤的潛力,如果分解爐燃燒能力不足將是系統(tǒng)的致命軟肋。同時還應清醒地認識到,窯煤的燃燒好壞與燃燒器的能力及窯用一二次風的用量及質量都有直接關系,一旦爐煤能力強,窯煤的調節(jié)手段應該充分發(fā)揮。所以,合理用好爐煤及窯煤的比例是關系到窯系統(tǒng)實現優(yōu)質、高產、低消耗,長期安全穩(wěn)定運轉的關鍵環(huán)節(jié)。
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