窯與分解爐用煤量對(duì)熟料煅燒的影響
0 前言
預(yù)分解窯在熟料煅燒過(guò)程中熱量來(lái)源有兩個(gè),一個(gè)是主要用于預(yù)燒的分解爐喂煤(以下簡(jiǎn)稱爐煤),另一個(gè)是主要用于燒結(jié)的窯頭喂煤(以下簡(jiǎn)稱窯煤)。它們各自有各自的任務(wù),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(yù)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(zhì)熟料,并保護(hù)好窯皮和耐火材料。根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié),把煅燒時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的幾種現(xiàn)象歸納分析,以便于及時(shí)調(diào)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(duì)比(見(jiàn)表1)
項(xiàng)目 |
C3S/% |
C2S/% |
fCaO/% |
28天強(qiáng)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(wú)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(xiàn)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(jié)粒細(xì)小而均勻,黑色1~5圓粒,礦物晶體發(fā)育良好,強(qiáng)度高,游離鈣低?;剞D(zhuǎn)窯內(nèi)窯皮平整,長(zhǎng)度、薄厚合理,耐火材料使用周期長(zhǎng)。
2.2 爐煤少、窯煤多
在這種煅燒制度下,分解爐及預(yù)熱器溫度偏低,生料預(yù)燒不好,如窯分解率不高。這樣就迫使窯頭多加煤加強(qiáng)煅燒,結(jié)果短焰急燒,高溫集中,燒成帶縮短。C3S 形成時(shí)間短,熟料強(qiáng)度有所降低,且結(jié)粒大小不均齊,伴有黃心,游離鈣升高。此時(shí)在操作上感覺(jué)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(fù)荷大,容易受損,不利于長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果窯煤用得過(guò)多,沒(méi)有充分發(fā)揮預(yù)熱器及分解爐高效率傳熱的原理,單位熟料熱耗就會(huì)提高。為使熟料煅燒合格,窯速要減慢,產(chǎn)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(shí)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(nèi)溫度偏低,電流也偏低。由于入窯分解率高,預(yù)燒比較好,形成低溫長(zhǎng)帶煅燒。熟料外觀色淺、球細(xì)小,粉塵多,飛砂大,無(wú)光澤,升重低,強(qiáng)度低。粉塵飛砂對(duì)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(yīng)按比例增加用量,相應(yīng)生料量及用風(fēng)量就可增加。這是提產(chǎn)降耗的正確途徑。如果窯煤加不上或料量、風(fēng)量加不上,則爐煤多加就沒(méi)有意義了,從此,我們可以找到什么是影響提產(chǎn)降耗的瓶頸。
但是過(guò)多的爐煤量到已不能在分解爐內(nèi)完全燃燒或致使分解率過(guò)高時(shí),系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)兩種不利的情況,操作員必須清醒地認(rèn)識(shí)并嚴(yán)格避免:
?。?)分解率超過(guò)95%以上時(shí),五級(jí)預(yù)熱器會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)可能,因?yàn)橐坏┥贤瓿煞纸?,接著就要發(fā)生放熱反應(yīng)和燒結(jié)反應(yīng),此時(shí)預(yù)熱器內(nèi)就會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的燒結(jié)性堵塞。
?。?)如果由于分解爐內(nèi)空氣量不夠,或由于煤質(zhì)揮發(fā)分太少,燃燒速度慢,就會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的煤粉到五級(jí)乃至窯尾燃燒。其結(jié)果會(huì)使窯尾煙室結(jié)皮嚴(yán)重,甚至窯尾后部會(huì)掛上厚厚的窯皮,乃至結(jié)圈。
2.4 爐煤多、窯煤多
這實(shí)際是一種過(guò)燒現(xiàn)象,在這種情況下,整個(gè)系統(tǒng)溫度均偏高,筒體溫度也上升。液相出現(xiàn)早,火焰溫度高,窯電流高,形成高溫長(zhǎng)焰煅燒。雖然熟料游離鈣低、升重高,但是過(guò)燒的熟料結(jié)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(jī)結(jié)“雪人”。燃料消耗高,C3S晶體粗大,影響水泥的水化和強(qiáng)度。
2.5 爐煤少、窯煤少
與上述相反,實(shí)際是一種欠燒現(xiàn)象,系統(tǒng)溫度均偏低,窯電流低。火焰溫度低,黑火頭長(zhǎng)。熟料存在著明顯的欠燒,料球無(wú)光澤,色淺易碎,粉塵多,升重低,游離鈣高。嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)跑生料,窯頭發(fā)暗,冒黃煙,對(duì)窯皮沖刷嚴(yán)重。
3 調(diào)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(yīng)的調(diào)整,恢復(fù)到正常煅燒狀態(tài)。
?。?)爐煤少、窯煤多。可采取喂料量、窯速、篦速相對(duì)穩(wěn)定不宜作大幅調(diào)整的辦法,在三次風(fēng)足夠的情況下,逐漸加大爐煤量,待窯主機(jī)電流有上漲趨勢(shì)后,相應(yīng)減少窯煤及一次風(fēng)量與風(fēng)壓,以免發(fā)生fCaO過(guò)低的過(guò)燒現(xiàn)象。
?。?)爐煤多、窯煤少。先增加窯煤量,相應(yīng)減少爐煤量,如果為防止竄料,曾經(jīng)降低過(guò)窯速,現(xiàn)在可以適當(dāng)提高。如果沒(méi)有降低窯速,還可適當(dāng)加大喂料量。
?。?)爐煤多、窯煤多。如果系統(tǒng)各部分都具有增產(chǎn)潛力,可增加喂料量;如果無(wú)增產(chǎn)余地,則應(yīng)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(zhuǎn)速也恢復(fù)正常。
(4)爐煤少、窯煤少。降低窯轉(zhuǎn)速和篦速,增加爐煤和窯煤,嚴(yán)重時(shí)要先減少喂料量。待溫度和窯電流上漲后,提高窯速,恢復(fù)正常煅燒。
4 總結(jié)
預(yù)分解窯在操作上要做到窯溫與爐溫同時(shí)控制穩(wěn)定,不應(yīng)該寄托用爐煤去完成熟料煅燒任務(wù),更不應(yīng)該讓窯煤完成生料分解任務(wù),合理使用窯、爐用煤量。而且更應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到,預(yù)分解窯的燒成系統(tǒng)中傳熱效果最好的是在預(yù)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(shí)還應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到,窯煤的燃燒好壞與燃燒器的能力及窯用一二次風(fēng)的用量及質(zhì)量都有直接關(guān)系,一旦爐煤能力強(qiáng),窯煤的調(diào)節(jié)手段應(yīng)該充分發(fā)揮。所以,合理用好爐煤及窯煤的比例是關(guān)系到窯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗,長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
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