分解爐和回轉窯用煤比例的探討

文章來源：lntbhr　更新時間：2017/08/18

　　對分解爐和回轉窯在預分解窯系統中所起作用的認識差異，決定了管理和操作人員在生產過程中對其燃料使用比例控制上的差異，影響著操作人員的操作思路，同時也影響著燒成系統的產質量及熱耗。已有不少文章[1-5]從理論和實際應用方面對此進行過論述，本文對這些論述進行梳理。并結合我公司5000t/d生產線在線CDC分解爐燒成系統2010年熟料28d強度偏低和2013年窯內頻繁出現黃心料時，在系統投料量和總用煤量不變的情況下，對窯爐用煤比例進行過大調整的經驗，總結窯爐用煤比例的變化對生產的影響，同時探討判斷窯爐用煤比例是否合理的依據。
　　1　分解爐和窯在燒成系統中作用的認識差異
　　1.1　分解爐占主導地位　　
　　持此觀點的人認為：
　?、兕A分解窯由于增加了分解爐，才使系統產量大幅提升，分解爐用煤量（以下簡稱爐煤）多可以提高入窯物料分解率，減輕窯的負荷，進而達到提產的目的；
　?、谠谙到y通風和喂料不變的情況下，多用爐煤相應就減少了窯用煤（以下簡稱窯煤），能有效避免因窯內煤粉不完全燃燒產生黃心料的問題；
　?、塾捎跔t氣對窯氣中的NOx有稀釋作用，在總用煤量沒有增加的情況下，爐煤比例越大，生成的NOx量越少，系統排出廢氣中的NOx濃度就越低。所以分解爐在系統中應占主導地位，爐煤應盡量多加。
　　1.2　回轉窯占主導地位　　
　　持此觀點的人認為：
　?、俑G內煅燒決定熟料質量，只有多用窯煤才可以強化窯的煅燒功能，保證燒出高質量的熟料；
　?、谠诳傆妹毫坎蛔兊那闆r下，爐煤比例增大，將導致窯尾和上升煙道結皮，同時因燒結造成預熱器堵塞的幾率增大。所以窯在煅燒中應占主導地位，窯煤應盡量多加。
　　1.3　無所謂的觀點　　
　　持此觀點的人認為：分解爐和回轉窯在系統中的作用無所謂孰輕孰重，只要能燒出合格的熟料就行。對于系統的穩定運行程度并不關注，也不會考慮窯爐喂煤比例的變化對熟料強度和熱耗等方面的影響。
　　2　不同觀點在系統操作方面的差異
　　2.1　窯爐用煤比例的差異　　
　　認為分解爐占主導地位的，窯爐用煤比例基本控制在30∶70，高時控制在25∶75。認為窯占主導地位的，窯爐用煤比例基本控制在45∶55，高時控制在48∶52。持第三種觀點的，窯爐用煤比例完全是根據出窯熟料fCaO含量和升重的變化來調整的，波動范圍較大，在（30~50)∶（70~50）之間頻繁調整。
　　2.2　系統工況異常時操作調整方法的差異　　
　　當窯電流降低時，持第一種觀點的人首先選擇增加爐煤用量，只有當爐煤達到上限（系統設定或者設備能力允許的最大值）時，才考慮增加窯煤用量，有時甚至采用降低窯速的辦法來避免或者預防窯電流的下降，而不愿意增加窯煤用量。持第二種觀點的人則是首先選擇增加窯煤用量，當窯煤用量達到上限還不能扭轉窯電流的波動時，才增加爐煤用量或者降低窯轉速。而持第三種觀點的人往往是眉毛胡子一把抓，窯煤、爐煤甚至窯速都同時調整，完全沒有章法。　　
　　當窯電流升高時，持第一和第三種觀點的人都是首先考慮增加系統生料喂料量，而不愿意減少窯煤或者爐煤用量。持第二種觀點的人則是首先選擇減少爐煤用量或者提高窯的轉速。
　　3　我公司窯爐用煤比例的變化對生產的影響
　　3.1　熟料外觀　　
　　隨著窯煤用量的增多，熟料升重升高，外觀變的光滑，結構致密。當窯煤超過42%后，出現熔融痕跡，易碎性變差。當超過45%時，開始出現黃心料，砸開后發現有過燒現象，同時熟料顆粒大小不均，圓形度差。窯煤低于38%時，熟料外觀開始變的粗糙，內核疏松，同時升重降低。窯煤低于36%時，熟料中細顆粒和粉料含量增多，顏色發灰，無光澤。
　　3.2　窯電流　　
　　隨著窯煤用量的增多，窯主電動機電流升高。窯煤超過45%時，波動幅度增大；窯煤在38%~42%時，窯電流平穩，波動幅度??；窯煤低于36%時，在投料量和總用煤量不變的情況下，窯電流開始下降，為保證熟料質量，不得不減產運行或者增加窯煤用量。
　　3.3　二、三次風溫　　
　　二、三次風溫隨窯煤用量的增大而升高，減小而降低。當窯煤比例低于37%時，二次風溫開始出現波動，低于35%時，波動幅度明顯增大，存在忽高忽低現象，平均溫度偏低，三次風溫沒有明顯波動。
　　3.4　窯皮長度　　
　　窯煤用量增多較少時，窯皮變化不明顯，當超過45%后，整體窯皮變長，但高溫區窯皮變短，且窯皮不規整，在6m、12~15m處出現兩道溝槽，燒成帶后部容易長厚窯皮，30~31m、46~48m處容易結圈。窯煤比例低于30%～35%（煤質不同）后窯皮變長，最長時達到29m，厚度均勻，但是窯皮疏松，容易垮落。
　　3.5　窯尾煙室溫度和入窯物料狀態　　
　　窯煤增多后，窯尾煙室溫度明顯上升，基本都在1160℃以上，同時煙室和上升煙道容易結皮，且結皮較硬不易清理。增加爐煤比例到65%后，雖然分解爐出口溫度升高，但入窯物料和窯尾煙室溫度并不高，在1020~1050℃，如果達到70%，則入窯物料溫度開始升高，有時甚至超過分解爐出口溫度，入窯物料發黏，在斜坡上堆積，窯尾摩擦圈處容易漏料。
　　3.6　燒成系統熱耗　　
　　窯煤用量在38%~42%時，在投料量不變的情況下，單位熟料熱耗為2989~3031kJ/kg，在內控指標范圍以內。窯煤用量超出這個范圍后，盡管維持投料量不變，但原有的用煤量已經不能滿足系統正常煅燒的需求，要靠增加總用煤量來保證煅燒出合格的熟料，此時單位熟料熱耗達到3093~3135kJ/kg。如果再增加投料量，則用煤量與投料量的增加明顯不成比例，熱耗最高時達到3302kJ/kg，導致生產成本增加。　　
　　另外，當窯爐用煤比例發生變化時，還帶來熟料強度、需水量和易碎性等方面的變化，繼而影響水泥粉磨系統的電耗和水泥的使用性能。　　
　　通過這兩次調整，得出我公司窯爐用煤比例的最佳范圍是（38%~42%）∶（58%~62%）。筆者認為，對于某一具體的預分解系統，在生料喂料量和總用煤量一定的情況下，存在一個最佳的窯爐用煤比例。由于各廠窯爐相對位置、爐型、原燃材料和配料方案等方面的差異，這個比例不可能完全一致，但是如果以燃料消耗最低為評判準則，應該不會偏離40∶60太遠，否則只能是熱耗的大幅攀升。另外，高質量的熟料是在均質穩定的前提下，在合理的生料成分、穩定的熱工制度和快燒急冷等綜合因素下形成的。并不是單靠提高入窯物料分解率或者窯內一把火就能燒出來的。
　　4　判斷窯爐用煤比例是否合理的依據　　
　　判斷窯爐用煤比例是否合理，應以實際的熟料熱耗為依據，在生產過程中，主要看以下幾個方面：
　　1）窯尾煙室溫度和二次風溫。正常情況下，窯尾煙室溫度應低于二次風溫50~100℃。如果煙室溫度高于二次風溫，則系統大多處于不正常的運行狀態。
　　2）系統是否穩定。預分解系統不能經常發生塌料、結皮和堵塞；窯內窯皮應均勻一致，窯皮長度合理，無長厚窯皮、結圈和溝槽，沒有結球現象；熟料產質量穩定；窯速和投料量穩定，無大幅度或者頻繁調整現象。　　3）投料量與喂煤量是否對應，系統熱耗應在要求范圍之內。　
　　4）熟料外觀應無結粒不勻、輕燒和過燒現象。　　
　　5）整個系統的溫降和壓降應在合理范圍內。　　
　　6）窯筒體溫度應無異常偏高現象。
　　5　結束語　　
　　在當今水泥市場已經成為買方市場的情況下，水泥企業必須從"以產量論英雄"的舊觀念中轉變過來，樹立以"降低能源消耗"為第一目標的意識。這也是水泥協會提倡在企業中開展"對標管理"工作，并特別強調主要內容是"能源消耗"的根本目的所在，因此水泥企業有必要對窯爐用煤比例的合理范圍及其對系統熱耗的影響做出重新的驗證，以期達到利潤最大化的目的。【返回】

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