水泥工艺技术培训课件

窑预分解系统的问题分析及改进措施摘要:

我厂1号RSP窑通过6年多的运转，系统耐火材料呈现出不同程度的磨损、烧坏现象。SB室下部掉砖，进而壳体烧损；SC室用风不良，导致边壁物料爱护层不均衡，局部衬砖磨损严峻；斜烟道及鹅颈管侧墙衬砖垮落，由于鹅颈管结构缺陷，经常结皮和堆料；MC室断面物料分布不均，物料稀相区炉壁烧损，直至筒体严峻变形；因窑尾缩口处风速低，喷腾能力减弱而塌料；高温级旋风筒分离效率低，导致物料大量返回，内循环增加等。本文依据热工标定结果，对该预分解系统出现的问题进行分析，并提出改进措施。

1 RSP窑系统工况分析

热工标定要紧参数对比见表1、表2，窑尾高温区工艺流程见图1。

表1 预热预分解系统温度变化℃

表2 RSP炉的分解进程变化

注：1997年数据为南京化工大学硅酸地点国营工程研究所的热工标定结果，SC室出口指斜烟道出进口等同于鹅颈管出口。

图1 窑尾高温区工艺流程

1.1 三次风温度及其对SC室工况的阻碍由表1可见，三次风温度和入炉生料温度分不只有600℃和671℃。入炉生料温度低要紧是由于C4锥体及下料管增开人孔门较多，外漏风量和散热损失增加引起的，通过加强治理，隔热堵漏后完全能够解决；三次风温度目前差不多稳定在560～580℃，提高的余地专门小。其缘故是:我厂采纳单筒冷却机，通过多年的运转，内部装置所遭受的磨损和腐蚀不断加剧，而且增加了砌筑耐火砖的长度，熟料停留时刻短(约为30min)，出机熟料温度高(～29 0℃)，使热效率本身就不高的单筒冷却机热回收率进一步降低(1997年热工标定结果为56.6%)。

三次风温度是阻碍分解率和燃尽率的重要因素。较低的三次风温度导致炉内煤粉着火速度减慢，形成滞后燃烧，特不是SC室内煤粉是在纯助燃空气中燃烧，助燃空气的温度在专门大程度上决定了煤粉燃尽率，三次风温度低，即使分解炉多加煤，SC室内温度也可不能高，反而会加剧煤粉滞后燃烧。从表1和表2能够看出，SC室生料出口温度和分解率分不是948℃和43.4%，结合入炉生料表观分解率已达22.6%的实际情况，讲明SC室内的分解反应极低，煤粉燃烧状况不理想。

1.2 MC室及其鹅颈管由于SC室内煤粉燃尽率及物料分解率低，使得绝大部分的燃烧及分解反应在MC室内进行，进而加

重MC室及鹅颈管的燃烧负荷，致使MC室炉壁烧损。从总体而言，MC室A侧衬料烧损较轻，残存耐火砖厚度普遍在50～70mm，而B侧耐火砖残存厚度仅有40～50mm，多处有烧蚀掉砖(图2中的a、b两点)，且掉砖在托砖板上下两侧，托砖板烧损表现为B侧的近半圈严峻烧损，而越靠近A侧(进料端)损坏程度越轻。从以上现象可初步断定，由于托砖板表露于高温热气中，将其热量传给筒体，筒体受热膨胀，硅钙板与之脱离，顶垮耐火衬料。再结合炉内壁温度的检测结果，A、B两侧的炉壁温度分不为830℃和864℃，证明了A、B两侧所承受的热负荷不均衡，B侧物料浓度低、热负荷高，致使炉壁烧损较A侧严峻。

图2 MC室及鹅颈管结构

鹅颈管的结构缺陷是RSP窑系统的最大不足，设计的意图是在不增加预热器框架高度的前提下尽可能地延长MC室与级的连接段，增加物料在炉内的停留时刻。但预热器呈2-1-1-2-1布置，2个C4筒挡住了MC室上升的空间，同时需避开横梁的阻挡，鹅颈管实际结构如图2所示，形成先拐弯后倾斜(60°)过渡，如此导致后果有:

1)因MC室出口变径拐弯，且温度较高(902℃)，常常引起结皮，每次停窑检修都需要清理。

2)结皮形成缩口，使炉内阻力增大，阻碍MC室内料气的流通，

增大了物料在炉内的返混度，直接引起MC室内单位容积物料负荷的增加，当达到一定程度时，物料由窑尾缩口处直接“短路”入窑。返混度的增加，降低了炉内风速，颗粒与气流间的速度差减小，不利于传热和物质的扩散以及燃烧、分解的进行。

3)斜坡段堆料，尤其在投料初期系统内气料比大，断面风速较低，部分生料易在斜坡段失速沉降堆积，当拉风投料、喂料量大幅波动、系统气流量或压力发生变化时，原沉积的物料被触动滑落造成塌料。

1.3 级旋风筒的效率分析级旋风筒进口温度稳定在约88 0℃时，入窑物料温度仅750℃，比正常理论温度降低了近100℃，出口气体温度也只有808℃，这充分讲明级旋风筒散热损失及外漏风比较严峻。外漏风要紧集中在锥体及下料管部位，生产中经常将锥体及下料管捅灰孔打开，预热器系统中有60%以上堵塞现象发生在该部位，为便于清堵，我们依照堵塞的多发点，先后开了4个人孔门，提高了清堵效率，但也带来了不容忽视的负面阻碍:①外漏风导致热效率急剧下降，入窑物料温度仅为7 50℃，不利于快速烧成；②开孔无法保证筒体内壁光滑，物料滞留粘结，最终形成堵料；③由于所开人孔门没有严格的隔热措施，散热损失进一步加大。从表2可知，C4下料管内物料表观分解率已从14.1%增加到2

2.6%，这只能靠级旋风筒内的物料大量返混来实现。由于级内筒经常烧掉，1998年将内筒拆除，

分离效率下降了许多。

2 窑尾烟室及缩口的改造

1号窑缩口尺寸先后采纳过1.40m×1.40m、1.20m×1.40m 和1.10m×1.10m等多个截面尺寸，使用效果均不理想。由于经常使用压缩空气清吹结皮，内部截面积变得无规则，动力损失增加，导致缩口风速下降。2001年8月停窑检修时，测量缩口尺寸为1.36m×1.40m，比预设截面增大了许多，而窑尾烟室则因结皮层的长期累积，有效通风面积大幅度变小，实测通风截面积仅为2.03m×1.53m(窑轴向的烟室捅灰孔已于1998年被封死，要紧目的是为了减少漏风引起的冷凝聚皮，同时增加内壁浇注料整体牢固性)。随着烟室有效面积的减小，缩口的喷射效应降低，加之在生产中缩口断面的逐渐变大，使窑系统缩口处风速偏低，MC室内形成的喷射能力减弱，物料无法及时排出，加剧了MC室内物料的返混度。当MC室内物料负荷增至一定程度后整体或局部“短路”入窑，形成塌料。发生塌料后，减料降窑速，系统步入恶性循环中，长时刻停留在低产时期。改造时，考虑原有浇注料损坏严峻，凸凹不平而阻碍气流畅通，故将其全部打掉重新浇注，保证浇注料整体的牢固性和密闭性，幸免分层脱裂。为确保窑尾烟室有效通风面积，严格按原设计

的有效尺寸来操纵HN-13NL耐碱浇注料及100mm耐高温硅酸钙绝热板(简称硅钙板)的总体厚度。由于缩口部位施工空间狭窄，对浇注质量有较大阻碍，因此在保证衬料质量的同时也考虑浇注料的施工性能，选用的莫来石质浇注料要有较好的保温性能、良好的施工性能(施工加水量仅为7%～8%)和流淌性，同时又具有较高的机械强度和使用温度(≤1400℃)。

分析历次使用的缩口截面积情况，确定截面积为1.4 4m2具体结构尺寸见图3，并将四角浇注成圆弧过渡形式，从而有利于喷射和旋流效应，使气流在断面较均匀地分布和减少死角，有利于提高浇注墙体的稳定性和耐久性。窑尾斜坡耐火砖仍选用X-17型抗剥落高铝砖。该砖的耐火及耐磨性完全能满足窑尾工况的要求。

图3 缩口改造结构尺寸

停窑检查时发觉的局部“抽签”现象，要紧缘故是经常使用高压空气清理结皮积料和施工质量只是关，“抽签”部位正是平常清理的要紧受力点。因此，此次检修时我们设专人负责全程监督，注意幸免出现台阶和膨胀缝的留设。缩短下料“溜子”长度，并尽可能的倾斜，大大减少下料斜坡堆料的现象。改造后系统压力变化见表3。

表3 缩口改造前后系统压力变化Pa

依照1号窑预热预分解系统的匹配及地处高海拔地区，正常运行时适当提高空气过剩系数，阻力比平原地区同类型窑有较大幅度的提高。生产经验数据表明，完成设计产量时系统总压降低于4600Pa，高温风机进口压力低于4850Pa，被认为是不正常的，无法保证各管道内的物料悬浮良好，更不可幸免在局部发生物料“短路”。从表3可见，改造后的系统压力趋于合理。

3 调整三次风匹配，改善SC室流场。

3.1 问题分析分解炉着火不良，煤粉预燃效果差，火焰燃烧区较长，从而导致操作中操纵不住分解炉出口温度(即进口温度)。为提高入窑物料温度，保证分解率，只有将分解炉出口温度稳定在880～910℃，窑系统热工制度才能差不多稳定，但、C4出现了频繁的烧结堵塞。当分解炉出口温度下跌至865℃以下时，物料流速快，窑内煅烧特不吃力，865℃时取样测定入窑物料表观分解率仅为82.6%。分析以上现象得知，分解炉内煤粉存在严峻的“后燃”现象，有许多煤粉跑至鹅颈管乃至级旋风筒内接着燃烧，形成炉出口及C4进口温度过高而炉内部热力强度并不高的温度“倒挂”现象。依照生产经验数据，C4进口与进口温降应在100～120℃之间，但当时的温降仅为80～90℃，这也证明了温度“倒挂”和物料“返混”现象的存在。SC室边壁烧蚀情况见图4。

图4 炉壁烧蚀部位

生料进入SC室后由于携带风速不足，直落一段距离，同时借助B路风的旋流效应才作旋转运动，失去了对该侧炉壁的爱护作用，形成稀相区，致使该部位温度相对过高而烧蚀。从现场观看的情况，A路风携带物料的能力不足，存在物料下冲现象。

3.2 问题的解决1)增大三次风量。在改造过缩口通风截面之后，将三次风阀开度由原来的20%～30%开至50%～70%，入炉风速明显提高，CA物料下冲现象差不多消除。此后却加剧了A、B两路风的严峻不平衡度，通过现场测压仪发觉两侧风压分不达168Pa和290Pa，且炉内着火未有明显改观，“后燃”依旧存在。

2)调节预燃风。将SB阀开到80%～85%，使入SB室的三次风达12%左右，加之三次风总量的增大，其问题差不多得以解决，入SC室A路和B路(预燃风从B路抽取)压力分不为-208Pa和-223Pa，两侧的风量、风速差不多上趋于平衡。

改进局部衬料

更换MC室耐火衬料时，各接口部位由原来的GT-16B耐碱浇注料改用HN-13NL高强耐碱浇注料，锚固件(钯钉)由“V”形改为“Y”形，表面裹一层1～2mm厚的黑胶布；硅钙板与筒体之间采纳PA-80高强高温粘结剂，该粘结剂具有粘度高(30%～3 5%)、密度大(1.44～1.60t/m3)、固体含量高(>50%)等优点，也可用其填补筒体变形处。分解炉内衬设计时多采纳耐火砖，

但由于小型预分解窑系统工况容易波动，开停窑频繁，砖衬表面骤冷骤热次数增多，掉砖现象严峻，与之匹配的分解炉断面较小，斜烟道、鹅颈管等连接过渡管道尤其突出。凡是掉砖部位，都改打浇注料，幸免了因烟气冲刷、受热等导致掉砖。

5 体会

1)RSP窑分解系统出现的问题仅靠操作调节是无法完全解

决的，必须从结构上作适当的改进，如将斜烟道与MC室连接由正中心进入改为切线进入方式，重新更新单筒冷却机扬料装置，加强扬料区的隔热及减少筒体淋水等措施，可进一步提高三次风温度，改善SC室的燃烧环境，减少煤粉滞后燃烧。

2)加强各人孔门的隔热堵漏，所开人孔门补打的浇注料尽量保持过渡圆滑，恢复内筒等，差不多上提高热效率及分离效率的有效途径。

3)窑尾下料溜子属关键部位，施工质量至关重要。一是溜子伸入窑内不能过短，应伸到窑内200～300mm；二是浇注料不宜过厚(260mm)；三是浇注料与斜坡耐火砖之间幸免形成台阶，防止堆料。4)对窑尾预热器系统的各种损坏，应及时修补和修复(如SB阀的阀杆)

摘要:在水泥厂中，烧成车间相对而言要比其它车间复杂得多。这要紧是熟料烧成有严格的热工制度，要求风、煤、料和窑速进

行合理匹配，出现异常情况要及时调整。否则，短时刻内阻碍一点产质量事小，假如处理不当还会出现红窑或预分解系统堵塞等问题。通过生产实践体会到，当一个好的窑操作员，既要在中控室操作自如，推断正确、果断，又要解决好烧成现场出现的实际问题，实属不易。下面就预分解窑的操作谈一些体会，供大伙儿参考。

1 看火操作的具体要求

1)作为一名回转窑操作员，首先要学会看火。要看火焰形状、黑火头长短、火焰亮度及是否顺畅有力，要看熟料结粒、带料高度和翻滚情况以及后面来料的多少，要看烧成带窑皮的平坦度和窑皮的厚度等。

2)操作预分解窑要坚持前后兼顾，要把预分解系统情况与窑头烧成带情况结合起来考虑，要提高快转率。在操作上，要严防大起大落、顶火逼烧，要严禁跑生料或停窑烧。

3)监视窑和预分解系统的温度和压力变化、废气中O2和CO含量变化和全系统热工制度的变化。要确保燃料的完全燃烧，减少黄心料。尽量使熟料结粒细小均齐。

4)严格操纵熟料fCaO含量低于1.5％，立升重波动范围在±5 0g／L以内。

5)在确保熟料产质量的前提下，保持适当的废气温度，缩小波动范围，降低燃料消耗。

6)确保烧成带窑皮完整牢固，厚薄均匀，牢固。操作中要努力爱护好窑衬，延长安全运转周期。2预热器系统的调节2.1 撒料板角度的调节撒料板一般都置于旋风筒下料管的底部。

经验告诉我们，通过排灰阀的物料差不多上成团的，一股一股的。这种团状或股状物料，气流不能带起而直接落入旋风筒中造成短路。撒料板的作用确实是将团状或股状物料撒开，使物料均匀分散地进入下一级旋风筒进口管道的气流中。在预热器系统中，气流与均匀分散物料间的传热要紧是在管道内进行的。尽管预热器系统的结构形式有较大差不，但下面一组数据差不多相同。一般情况下，旋风筒进出口气体温度之差多数在20℃左右，出旋风筒的物料温度比出口气体温度低10℃左右。这讲明在旋风筒中物料与气体的热交换是微乎其微的。因此撒料板将物料撒开程度的好坏，决定了生料受热面积的大小，直接阻碍换热效率。撒料板角度的太小，物料分散效果不行。反之，极易被烧坏，而且大股物料下塌时，由于管路截面积较小，容易产生堵塞。因此生产调试期间应反复调整其角度。与此同时，注意观看各级旋风筒进出口温差，直至调到最佳位置。

2.2 排灰阀平衡杆角度及其配重的调整预热器系统中每级旋风筒的下料管都设有排灰阀。一般情况下，排灰阀摆动的频率越

高，进入下一级旋风筒进气管道中的物料越均匀，气流短路的可能性就越小。排灰阀摆动的灵活程度要紧取决于排灰阀平衡杆的角度及其配重。依照经验，排灰阀平衡杆的位置应在水平线以下，并与水平线之间的夹角小于30。有人作过计算，最好能调到15 0左右。因为这时平衡杆和配重的重心线位移变化专门小，而且随阀板开度增大上述重心和阀板传动轴间距同时增大。力矩增大，阀板复位所需时刻缩短，排灰阀摆动的灵活程度能够提高。至于配重，应在冷态时初调，调到用手指轻轻一抬平衡杆就起来，一松手平衡杆就复位。热态时，只需对个不排灰阀作微量调整即可。

2.3 压缩空气防堵吹扫装置吹扫时刻的调整预热器系统中，每级旋风筒依照其位置、内部温度和物料性能的不同，在锥体一般都设有1～3圈压缩空气防堵吹扫装置。空气压力一般操纵在0.6—0.8MPa。系统正常运行时，由计算机定时进行自动吹扫。吹扫时刻能够依照需要人为设定。一般为每隔20min左右，整个系统自动轮流吹扫一遍。每级旋风筒吹扫3—5s。当预热器系统压力波动较大或频繁出现塌料等异常情况时，随时能够缩短吹扫时刻间隔，甚至能够定在某一级旋风筒上进行较长时刻的连续吹扫。因此无异常情况，不应采取这种吹扫方法。因为吹人大量冷空气将会破坏系统正常的热工制度，降低热效率，增加系统热耗。