煤粉质量对煅烧的影响
入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响
入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响我公司3200t/d生产线于2003年6月投产运行后，熟料产量维持在3 400t/d 熟料热耗3135kJ/kg，各项指标均在设计范围内且年运转率在90%以上。
进入2007年后由于燃煤紧张，由山西大同煤更换为内蒙古煤，原煤的成分发生了变化，特别是内水含量变高，给窑煅烧带来不小的影响。
1.燃料情况煤的工业分析见表l。
表1 煤的工业分析产地M ar/％S t.ad／％M ad／％A ad/％V ad/％FC ad％Q net,ad／(kJ／kg)内蒙古17.0 0.71 9.8316.2229.9643.9920506山西 6.75 0.38 3.40 16.4832.1947.55235682 出现的问题2007年7月2 日夜班窑操作员发现，分解炉出口负压突然增高600Pa，最高达到-l 800Pa，并且来回波动，窑电流随之下降，大约5min后分解炉出口压力最高达-2000Pa，最后达到压力表的最高量程。
从分解炉到高温风机进口所有压力均有不同程度升高，期间操作员减料运行并马上通知现场巡检工，检查分解炉缩口部位和窑尾烟室部位是否有结皮垮塌堵塞，经检查未发现异常，烟室生料也不黏。
从窑头观察窑内通风效果很差，浑浊不清，返火严重并流向三次风管，窑头微正压，窑煅烧困难，系统压力持续偏高。
系统正常操作参数与故障参数对比见表2。
表2 正常运行和故障时运行参数测量点或控制点名称压力/Pa 温度/℃正常参数事故参数正常参数事故参数预热器出口-5500-6000C1出口-5300 -5 800 325 330 C2出口-4200 -4 800 520 525C3出口-3500-3 800 670 680C4出口-2800 -3200 790 810C5出口-2100 -2600 870 880TSD炉出口-l 200 -2000 890 880入炉三次风-450 -650 880 870窑尾烟室-300 -100 1 050 1100SC出口960 935C5出料温度850 8553 处理经过当班操作员认为窑内结圈起蛋，于是第一次止料停窑从窑头往窑内观察，但并未发现异常现象，然后升温投料，开始压力并不高，10min后问题依然出现，随后窑内开始跑黄料，故决定停窑。
煤粉细度及浓度对炉内燃烧的影响
爆炸三个必要条件：可燃物浓度，氧，点火能量。
水分的影响： 煤粉水分影响流动性与爆炸性。
☻ 水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥。影响着火与燃烧。 ☻ 水分低：自燃与爆炸。干燥耗能增加。
煤粉细度 Rx
煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如 筛孔边长为xμm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上 的煤粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示
这是因为在一定的煤粉浓度下, 煤粉越细, 进行 燃烧反应的表面积就会越大, 而煤粉本身的热阻却 减小, 因此可以加快化学反应速度, 更快达到着火; ☻煤粉细度R90 由10% 减小到5% 时, 着火温度降低 了239 ℃, 着火距离缩短了130 mm;
☻煤粉细度R90由20% 减小到10%, 着火温度降低了 36 ℃, 着火距离缩短了70 mm, 变化幅度减小。 因此, 仅从促进低挥发分煤着火稳燃的角度考虑, 煤粉细度R90为5%是一个较好选择。
☻由于高温空气与煤粉气流温差较大，在与煤粉气 流混合时其温度略有降低； ☻随着煤粉脱出挥发分及挥发分的着火燃烧，周围 烟气温度又开始升高； ☻当烟气温度突升时，煤粉开始着火，本文以烟气 温度突升时所对应的距离为着火距离。
煤粉浓度对着火的影响研究
图2
煤粉浓度与着火距离的关系
煤粉浓度对着火的影响研究
☻煤种特性 ☻加热环境的温度 ☻加热时间的长短
daf
T越高，Vdaf越大。
时间越长，Vdaf越大。
煤粉越细，Vdaf越大。
☻煤粉颗粒的直径
挥发分对燃烧的影响
着 火 温 度 （ ）
℃
Vdaf (%)
Vdaf （%,） 挥发分对着火温度的影响
挥发分对稳燃负荷的影响
入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响
入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响我公司3200t/d生产线于2003年6月投产运行后，熟料产量维持在3 400t/d 熟料热耗3135kJ/kg，各项指标均在设计范围内且年运转率在90%以上。
进入2007年后由于燃煤紧张，由山西大同煤更换为内蒙古煤，原煤的成分发生了变化，特别是内水含量变高，给窑煅烧带来不小的影响。
1.燃料情况煤的工业分析见表l。
表1 煤的工业分析产地M ar/％S t.ad／％M ad／％A ad/％V ad/％FC ad％Q net,ad／(kJ／kg)内蒙古17.0 0.71 9.8316.2229.9643.9920506山西 6.75 0.38 3.40 16.4832.1947.55235682 出现的问题2007年7月2 日夜班窑操作员发现，分解炉出口负压突然增高600Pa，最高达到-l 800Pa，并且来回波动，窑电流随之下降，大约5min后分解炉出口压力最高达-2000Pa，最后达到压力表的最高量程。
从分解炉到高温风机进口所有压力均有不同程度升高，期间操作员减料运行并马上通知现场巡检工，检查分解炉缩口部位和窑尾烟室部位是否有结皮垮塌堵塞，经检查未发现异常，烟室生料也不黏。
从窑头观察窑内通风效果很差，浑浊不清，返火严重并流向三次风管，窑头微正压，窑煅烧困难，系统压力持续偏高。
系统正常操作参数与故障参数对比见表2。
表2 正常运行和故障时运行参数测量点或控制点名称压力/Pa 温度/℃正常参数事故参数正常参数事故参数预热器出口-5500-6000C1出口-5300 -5 800 325 330 C2出口-4200 -4 800 520 525C3出口-3500-3 800 670 680C4出口-2800 -3200 790 810C5出口-2100 -2600 870 880TSD炉出口-l 200 -2000 890 880入炉三次风-450 -650 880 870窑尾烟室-300 -100 1 050 1100SC出口960 935C5出料温度850 8553 处理经过当班操作员认为窑内结圈起蛋，于是第一次止料停窑从窑头往窑内观察，但并未发现异常现象，然后升温投料，开始压力并不高，10min后问题依然出现，随后窑内开始跑黄料，故决定停窑。
原燃材料质量波动对熟料煅烧的影响
２７ ． ２７ ．５
２７ ．４
９ ．８ ９５
９ ． ’ ｌ ９７ ３７ ６
６ 中 国 水 泥 ２ １ ．０ ０ １１
项 目 铜 矿 渣 含铁 量 ／ ％ 熟 料 ２ ｄ强 度 ／ＭＰ ） ８ （ ａ
Ｆｌ — ４． ０２ ５３ ８
Ｆ２ 一 ３－ ９４ ５． ７９
高 ，当然较用最理 想 的煤 粉仍然有 些差距 。分 析原 因 是 。 生料率值均 没有变化 的情况 下 ， 在 煤的发热量 越低
的差异 和液 相性 的不 同 ， 熟料 煅 烧温 度 和形成 晶体 反
应时 间 的不 同 ．原燃 材料 质量 的波 动及 品位 的高 低 ，
耗煤就会 增加 ， 熟料整个 预热 、 在 分解 、 烧过程 中 ， 煅 因
Ａ 灰 石 石
Ｂ 灰 石 石
４． ３ ５
４． １ ９
０ ０ ３ ０ １ ５ ． ３６ ＿ ． ４ ３４
１２ １ ６ ０５ ５ ． ３ ． ４ ０ ２６
１ ． ６
１ ． ８
９ ． ０８ ６ ２８ １ ２ Ｏ９ ９ ．９ ． ２ ４ ． ．８ ４
（ｈ ｔ） ／
ｌ １１ ２．
头 煤 ｌ 尾 煤
６９ ． ９９ ．
合 计
ｌ． ６８
ａ Ｏ合 格 率／ ％
９． ０９
强 度／ＭＰ ） ａ ３ ｄ ２ｄ ８
３． ０８ ５． ８８
Ｂ 煤
２４ ． ４
２． ０５ ５
２ ７２ ４
４． ９２ ６
‘
∑ ｆＯ Ｋ Ｓ Ｃ Ｈ ａ Ｍ
９ ．４ ７３ １４ ． ７ ０ Ｏ８ ．５ Ｏ８ １ ．９ ０８ ９ ８
．
Ｉ Ｍ
45、煤粉细度对窑的煅烧和熟料质量有什么影响
煤粉细度对窑的煅烧和熟料质量有什么影响煤粉的粒度直接影响燃烧的速度进而影响烧成带的温度和长度。
煤粉细一些，燃烧迅速、完全。
如果煤粉过粗，燃烧速度慢，高温带拉长，火力不集中，将降低烧成带温度从而影响质量。
对立窑来说，熟料中煤灰份分布不均匀而相对集中，形成所谓的煤灰窝，这样影响熟料质量的均匀性，降低熟料的成品率。
在采用白生料和半黑生料的立窑工艺中，作为外加煤，一般要求粒度不大于5mm，其中3mm以下的应占90％以上。
但煤粉过细会降低煤磨产量，增加电耗，回转窑用的煤粉细度一般控制0.08mm方孔筛筛余在8%～15%。
煤挥发分高的取低值，即应放粗些；反之取高值，即挥发分低的磨得粗些。
对立窑工艺来说，煤粉过细还会对煅烧带来不良后果。
因为立窑生产是燃料与生料一起成球入窑，料球在煅烧中逐渐下降，与向上的冷空气逆向而行。
由于窑中进行的一系列的物理化学反应消耗了空气中大量氧气，因此当料球进入予热带后，窑内的热气体中的氧就已很少，而碳酸盐却已分解出一定数量的C02气体，该带温度已达750～800℃，此时，料球表面的细煤就与C02发生包氏反应：C+C02→CO (吸热反应)在底火稳定，通风良好时，生成的CO迅速被气流带到上层，因上层更加缺氧，且温度更低，CO便不能与02燃烧而同烟气一同被排出窑外，造成不完全燃烧热损失，浪费能源。
当窑内通风不良且物料间又形成了空穴时，CO不能及时被排往窑外，而大量聚积在空穴中，一旦达到一定浓度且具备其它条件时，则可能发生CO爆炸喷火事故。
另外，煤粉过细，煤粉在烧成带的燃烧速度很快，使底火层较薄，边部更甚，使物料在烧成带煅烧的时间缩短，烧结反应进行得不充分，易产生生烧料。
而较粗的煤粒燃烧速度慢，在予热带不易与C02发生包氏反应，而是下移到温度较高、氧气较多的高温带去燃烧，既使高温带热力集中，提高烧成温度，又可使底火层有一定厚度，使物料在高温带停留必要的时间，充分进行烧结反应。
因此，一般认为立窑煅烧所需的煤粉细度以0.08mm方孔筛筛余在40±5％左右为宜。
煤炭品质对烧成的影响
煤炭品质对烧成的影响张国茂一、煤灰份：煤的灰份高低直接与煤份热值相关联，灰份高则热值低，反之灰份低则热值高。
若灰份过高则煤粉在窑内煅烧时，煤灰在火焰末端大量沉降，使该处液相量增多（约22m左右），容易引起结圈，从影响窑内通风甚至导致窑内结球。
二、煤挥发份低挥发份的煤，煤粉燃尽时间长、着火温度高，因此必须通过增加煤粉研磨细度来改善煤粉的燃烧情况，缩短煤粉燃尽时间。
若挥发份过低而煤粉细度又不能控制偏细，则喷煤管火焰会太长，导致火焰热度不够，窑内煅烧困难，同时引起窑尾温度过高，使得预热机严重结料，影响窑内通风，如此形成恶性循环。
三、热值煤粉热值直接影响火焰热度，影响窑内烧成温度，热值低则窑内提温困难，产量大副下跌。
四、可磨煤炭的可磨性直接影响到煤磨的运转状况及煤粉的煅烧状况。
煤炭易磨性差则煤磨振动大且产量低，单位耗电增加，同时易磨性差的煤炭往往燃烧速度亦慢（固定炭含量高），在窑内燃烧时间长，导致火焰长，火力不集中，更严重的是引起窑尾温度高而导致结料，影响窑内通风。
五、以往各种煤炭使用案例1、高灰份、低挥发份、高热值煤：全水份（%） 内水份（%） 灰份（%）挥发份（%） 固定炭（%） 全硫（%）6-8 1.0-1.2 20-25 13-14 64-65 0.5-0.6 收到基低位发热量(kcal/kg) 空干基高位发热量(kcal/kg)煤粉细度(R75μm) 5500-5900 6400-6500 7-10对于高灰份、低挥发份的煤，煤粉燃尽时间长、着火温度高，因此必须通过增加煤粉研磨细度来改善煤粉的燃烧情况，缩短煤粉燃尽时间。
在使用该种煤的过程中，因煤的易磨性的问题，有时煤粉细度不能达到预期要求，使得烧成上出现两种截然不同的情况，以下分两种情况来叙述：1.1、煤粉细度R75μm为7%：煤粉细度达到预期要求。
窑头煤粉燃烧快速完全，且因此而窑尾温度控制较低，故预热机结料少，窑内通风良好。
1.2、煤粉细度R75μm为10%以上：煤粉粗且固定炭含量高，致使窑头煤粉燃烧速度较慢且不完全，火焰黑火头长,火焰长度长，窑内形成还原气氛。
窑灰及高灰分煤对煅烧的影响
根据生产实践中产生和存在的问题，提出几个值得注意的问题，与广大水泥工作者共同探讨。
1 吨熟料生料喂料量与吨熟料生料消耗量新型干法的熟料成本计算是一个值得注意的问题，如概念不清楚，将直接影响企业成本的计算及经济效益的真实性。
一般设计院给出的吨熟料生料理论料耗都在1.50t生料／t熟料左右，但多数企业通过调查和了解认定的吨熟料生料料耗多在1.61～1.62之间。
因此，企业中控室按l.61～1.62t的生料给料量进行喂料设定。
如2500t／d生产线每小时生产熟料lOOt，则每小时的生料给料量设定值为162t。
长时间以来企业在生产上并没有发现熟料和生料的盘盈或盘亏，而且也发现如果生料喂料量不给到1.62t，就不能生产出1吨熟料。
一般企业对出窑熟料没有直接计量，熟料的产量是以水泥产量的多少反推熟料产量；而生料的库存量也难以通过计算的办法进行准确计算。
因此导致企业的生料量和熟料产量之间1.62的比例关系在一定时期内也没有发现有什么不准确的地方，企业的生产就在这种不确定的比例关系中以次类推地进行下去，生料车间则按吨熟料消耗l.62t的生料指标向公司报产计奖。
生产经验告诉企业工作者，如果生料喂料量低于1.62t就不能生产出lt熟料。
这就要问：设计给出的熟料理论料耗为1.50t，实际料耗为l.62t，其中是什么原因造成实际料耗与理论料耗存在如此大的差距，也就是说每小时生产100t熟料，理论料耗为l50t，而实际给料量为l62t，两者相差12t，一天内两者相差为288t，一年相差量约达9万t。
生料的制造成本约在25～30元／t，一年间的成本费用增加大致在250万元左右，如果是5000t／d生产线，这之间的成本费用增加可达500万元。
新型干法生产线与机立窑不同，机立窑含煤生料是以成球的形式喂入立窑，但新型干法是以粉状物料喂入预热器。
由于预热器一级筒的收尘效率一般在94％～95％左右，故喂入的生料在进入一级筒后，同时有5％～6％的生料被窑尾风机抽走，进入电收尘器或袋收尘器回收，回粉由生料提升机重新进入生料均化库。
熟料质量控制及煅烧方面的影响因素
培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心，熟料质量达不到要求，难以磨制优质的水泥产品。
其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。
2、从生料到熟料，是一个化学反应过程。
化学反应，最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。
参预化学反应的某一物质的量，不得过剩或者不足，否则，化学反应形成的结果，不是当初设计的结果。
因此，熟料生产过程实际上要求是很精细的，不是表面上的那种粗糙现象。
3、设计合理的熟料率值，通过良好的煅烧，才干生产出优质的水泥熟料。
1、原料磨工艺变化现代水泥企业，以节能高效为主要导向，装备和工艺流程日益简化和高效。
2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨，原料磨工艺装备的改变，对产品质量的影响。
3、球磨机的工艺特点，决定了生料细度更加均匀，900 孔细度小，只在 3.0%以内， 1800 孔细度在 12%以内。
立磨的生料细度粗， 900 孔细度在 6.0-8.0%， 1800 孔细度在 22%摆布。
由上看出，现代水泥工业改成立磨后，生料的颗粒级配产生了较大的变化，立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升，中等颗粒的比例，也较球磨机增加了一倍。
4、现代水泥工业、细度标准的变化。
80 年代，国家旋窑管理规程对细度有控制要求，最开始的标准规定生料细度小于等于 10%，作为一次水泥工艺管理的标准来执行，其后更改为 12%。
后来随着先进水泥工艺发展，生料细度作为一次过程控制指标，再也不强制执行，由企业根据自身生产需要自行控制。
质量体系认证，也将细度标准作为企业自行制定来审核，细度标准被企业自身不断放松标准。
按照现行立磨的生产工艺，生料细度按 10%、12%、16% 等等标准，已经无法满足当前立磨工艺的要求，根据立磨的特点及与窑的产能关系，细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。
但是 , 目前的细度控制指标，不表示细度粗对煅烧没有影响。
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煤粉质量对煅烧的影响
一、生产中经常遇到的问题
1.出磨煤粉水分难以控制，合格率90％，虽然提高出磨温度至65～75℃(原来5 5～65℃，出磨水分就很容易控制在1．0％以下)，水分有时仍高达5．0％，烧成带温度低且难以控制，窑况不易稳定，副窑皮忽长忽消，造成熟料中黄块较多。
2.黑火头长，窑内发浑，二次风温比原来(1100±50) ℃低50℃左右，造成煤粉燃烧不好，CO浓度高。
3.结后圈、结球，黄心料增多。
4.窑台时产量降低，标准煤耗大幅上升。
二、原因分析
在煤品种的改变时，虽然煤粉的灰分、挥发分和发热量变化不大，但Mad会有较大差别，有的达到8．0％左右，有时甚至更高，给煅烧带来较大困难。
煤粉中保持l．0％～1．5％的水分可以促进燃烧，但过量的水分会阻碍煤粉燃烧。
煤粉水分每增加1．0％，火焰温度约降低l0～20℃，煤粉水分对火焰温度的影响比灰分约大一倍。
三、采取措施
1. 加强原煤管理，稳定入磨原煤质量
1)原煤最好能定点供应，矿点越少越好，不能过勤更换。
2)加强进厂原煤的监控力度，严格按照公司下达的指标控制进厂原煤质量，尤其是
内水含量高的。
应按产地分批、分堆存放，加强原煤化验，为原煤均化提供合理搭配依据。
3)搭建原煤堆棚，做好防雨措施，降低入磨原煤水分，减轻煤磨负担，为降低出磨
煤粉水分创造条件。
4)加强原煤均化。
2. 加强煤磨操作，降低煤粉细度和水分
当煤粉水分较高时，必须用更低的煤粉细度来弥补高水分对火焰燃烧速度带来的影响。
特别是煤粉水分高达8.0％左右时，会对煅烧影响很大，必须将入磨温度适当提高，并适当调小细度控制参数（这两项调整均应保证安全和煤粉正常供给）。
3. 加快煤粉燃烧速度、提高火焰温度
3.1提高并稳定二次风温，兼顾二次风量。
1)篦冷机料层太厚时，冷却风很难吹透料层，严重时会造成返风，高温风量减
少，冷风漏入量相应增大，二次风温难以提高。
大多说企业都是满负荷生产，熟料冷却能力不够，篦冷机冷却风机应全开，通过调节篦床速度(二段为一段的l．4倍)来控制窑头罩压力在-10～-30Pa，从而稳定二次风量和二次风温。
2)调整燃烧器位置，热态下将燃烧器调整离窑口200mm处。
其一是烧成带前移，
有利于提高二次风温。
其二是因为距燃烧器喷口较近的窑断面上（0．3d处，d 为窑的直径）射流区域内，轴向速度峰值与二次风之间的速度差最大，一次风卷吸二次风的能力也最强，有利于提高火焰燃烧速度，缩短黑火头。
3)减少系统漏风，特别是加强窑头、窑尾、窑门、篦冷机和三次风管的密封。
4)C1出口O2在1．8％～3．5％，CO<0．15％，在不塌料的情况下，尽可能关小
系统拉风，减少二次风量，压缩火焰长度，提高二次风温。
5)适当加大窑头喂煤量，提高煅烧温度，从而提高二次风温。
3.2调整燃烧器参数，提高燃烧速度
在煤粉水分较大时，可以保持一次风压不变，但将内风阀门开到100％，根据煤质外风调整在50％～l00％之间，煤风管端部与外风管喷嘴端部平齐，将一次风截面积调至最小，一次风量最小，加大高温二次风的用量，提高煤粉的燃烧速度和烧成带温度。
3．3 改变配料方案，改善生料的易烧性
大多企业熟料三率值控制指标为：KH=0.89±0.02、SM=2.6±0.1、IM=1.6+ 0．1，窑煅烧较为正常。
当煤质水分偏高时，烧成带温度上不去，fCaO会一直居高不下，加大窑头煤用量CO会偏高，降产量后二次风温也上不去。
应适当降低熟料SM和IM，改善生料的易烧性，窑况会明显好转。
3．4 加大通风量，改善煤粉燃烧环境
由于喂煤量加大，O2含量明显不足，CO会报警频繁，为改变这种局面，可以在大修时提高篦冷机部分风机的能力、适当扩大分解炉缩口直径、清理分解炉出口弯管及三次风管积料等方法增加系统通风量，为加大煤粉用量提供足够的风量。
3．5 加强操作意识，提高操作水平
因为高水分煤粉起火慢，所以更应该精心操作，保持高而稳定的煅烧温度。
要做到这一点，必须勤和相关人员联系，力求“五稳保一稳”(用入窑生料化学成分及喂料量、入窑煤粉化学成分及喂煤量、燃烧器位置及参数、篦床上料层厚度以及设备运转率的稳定来保证热工制度的稳定)的操作制度得以落实。
调整上采取少调微调，先动煤、风，再动窑速和喂料的操作原则，稳定热工制度。
2011年1月15日。