FR5型超短窯的特點及運行管理

　　晉牌水泥集團有限公司的熟料煅燒系統(tǒng)是引進加拿大富樂-史密斯公司,FULLER—RECIRULA?鄄TION—5 STAGE CYCLON型超短窯。使用旋流式SF型分解爐，窯規(guī)格為?準3.962m×42.672m,兩檔支撐,長徑比為10.8,日產(chǎn)熟料2000t。
1　系統(tǒng)特點
　　預熱器系統(tǒng)設有物料再循環(huán)系統(tǒng)。設計思路是：使物料多次循環(huán)通過分解爐,從而增加物料在分解爐內的停留時間,以提高入窯生料的分解率。分解爐的設計容積為485m3（包括上升煙道），是一般分解爐容積的170%，確保入窯生料的分解率達90%以上。窯的長徑比縮短以后,物料在回轉窯內停留時間相應縮短,從而可控制C2S晶體生長，提高熟料的質量與易磨性，同時由于窯長的縮短，鋼材、耐火材料減少，傳動電耗減少，散熱損失減少，有利于節(jié)能降耗。采用兩檔支撐也便于窯筒體上下竄動的調節(jié)。但是短窯對操作控制要求較高,對系統(tǒng)出現(xiàn)的各種問題的處理要有較強的預見性。
　　超短窯窯尾廢氣溫度控制較高，可達1 050℃~1 150℃，保證了燒成帶物料的煅燒溫度和停留時間，但當原料、燃料中堿、氯、硫等有害成分含量高時或生料成分不均、煤粉不完全燃燒、喂料波動時，極易引起窯尾斜坡和上升煙道的結皮與堵塞，處理困難，影響正常生產(chǎn)。如果控制較低的窯尾溫度，則影響熟料的產(chǎn)量、質量。生料中的Cl含量已達0.0276%，超過我國和德國暫定的0.015％～0.020%。由于氯化堿熔點較低,再次揮發(fā)造成循環(huán)富集,從而促進結皮形成。在設計中已設置了旁路放風措施，但考慮熱量的損失、廢料的處理較為困難，以及生料中R2O含量不高等因素，故在實際生產(chǎn)中并未使用。而是采用優(yōu)化配料方案穩(wěn)定生料成分，控制合理的熱工制度，現(xiàn)場采用空氣炮和高壓風槍處理系統(tǒng)結皮等方法，確保了窯系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)主要的熱工參數(shù)范圍見表1。
2　初始投料的控制
　　由于各級旋風筒出口管道風速較低，影響旋風筒的分離效率。投料時在系統(tǒng)蓄熱較好的情況下，喂料量在1h內可達到滿負荷的85%以上，并力求在最短的時間內達到滿負荷，以越過塌料短路及旋風筒堵塞的危險期。嚴格控制分解爐出口及C5級筒下料溫度，密切注意預熱器各級的壓力與溫度。投料初期，窯速可略滯后于喂料量，以期盡快提高燒成帶的溫度，隨著系統(tǒng)的穩(wěn)定，喂料量的增加，盡快提高窯速使之與喂料量相對應。并在選擇投料的時機、系統(tǒng)排風量的大小、窯爐的兼顧等方面，互相密切聯(lián)系，要求操作上有較強的預見性。
3　系統(tǒng)各參數(shù)的控制
3.1　預熱器各級壓力、溫度的控制
　　無論在投料初期還是在正常運行階段，系統(tǒng)參數(shù)的變化直接反映出當前的運行狀態(tài)。每個參數(shù)均應在一定的范圍內波動。
投料初期由于系統(tǒng)的不穩(wěn)定，各參數(shù)的波動較大，因而是預熱器最易發(fā)生堵塞的時期。各級進出口的壓力、溫度波動較大超過正常范圍時，要參考系統(tǒng)相鄰的參數(shù)及時分析、處理。避免和減小預熱器堵塞帶來的損失。
3.2　分解爐溫度的控制
　　分解爐子系統(tǒng)包括下部蝸殼、中部錐體、上部柱體及出口垂直向下管道幾個部分，總有效高度達到24m。根據(jù)工藝需要爐體布置在窯氣尾罩上方，可充分利用分解爐上部出口與C5級筒之間管道，延長物料與燃料的停留時間，有利于煤粉的燃燒和物料的分解，所以在預熱器系統(tǒng)不利用再循環(huán)的情況下,爐溫仍可控制在900℃以下，分解率可達到90﹪以上。晉水的生產(chǎn)實踐也證明了這一點。1995年開始試生產(chǎn)，由于受設備運轉率低、均化庫存少等因素的影響，特別是對預分解技術認識不足，窯系統(tǒng)長期處于低喂料階段，分解爐出口溫度難以穩(wěn)定，預熱器堵塞頻繁，再循環(huán)系統(tǒng)輸送斜槽的堵塞尤其嚴重，堵塞后的處理極為困難，嚴重影響燒成系統(tǒng)的運行。投入運行后沒有多長時間就無法使用,因分解爐及其出口管道的容積較大，物料與燃料在爐內停留的時間延長，C5級筒內氣溫較高，內筒易變形燒壞更換困難，且由于沒有內筒，C5級旋風筒設計的分離效率較低(87%)，物料在筒內有“返渾”現(xiàn)象。即筒內物料進入分解爐出口管道再次參與熱交換，從而提高入窯物料的分解率。所以盡管再循環(huán)無法使用，入窯分解率仍能穩(wěn)定在90％以上。
　　穩(wěn)定、合理的爐溫，分解爐的用煤極為重要。結合三次風溫、風量，窯尾溫度，來料成分的變化等因素，有預見性的調整。既要防止加煤滯后，造成系統(tǒng)溫度偏低,入窯生料沒有足夠的分解，窯傳動電流在幾分鐘內就有大幅下降，燒成帶溫度隨之下降，物料在窯內停留時間縮短，出現(xiàn)生燒料甚至窯內跑出黃粉;同時也要防止由于爐溫低而一味加煤，造成過量的煤粉在爐內的不完全燃燒，被帶入Ｃ５級筒內繼續(xù)燃燒，使筒內溫度偏高，易結皮堵塞。提升爐溫可通過增加系統(tǒng)排風，調節(jié)三次風量，提高煤粉細度，增加爐煤用量等方法綜合考慮進行調整。
3.3　窯速與喂料量的控制
　　超短窯對入窯物料的分解率、煤質、窯頭的火焰極為敏感。在實際生產(chǎn)中，窯傳動電流是反映熱工制度穩(wěn)定與否的重要參數(shù)。如果入窯物料的分解率低于90%,窯電流會有明顯的下降。降低窯速可以在短時間內提高燒成帶溫度，但靠窯速來調節(jié)必然會使窯內填充率頻繁變化導致熱工制度的波動，造成周期性慢窯。窯內出料或多或少使篦冷機的料層也發(fā)生變化，從而影響二次、三次風溫，反過來又影響爐、窯內煤粉的燃燒速度，造成系統(tǒng)熱工制度的紊亂。因此喂料量與窯速對應，遵循薄料快燒的原則，穩(wěn)定C5級筒下料溫度，保持窯頭火焰的長度和形狀,縮短黑火頭，提高燒成帶溫度更適合超短窯的煅燒。
3.4　篦冷機的供風量與二、三次風量、風溫的控制
　　在滿足窯、爐能正常煅燒的情況下，保證窯尾、C5級筒出口合理的氣體氧含量分別在1.5%～2%、2.5%～3%的范圍內,及冷卻機內的熟料能正常冷卻為宗旨，盡量減少篦冷機的總供風量，以減小窯尾、窯頭排風機、收塵器的處理風量,提高二、三次風溫，有利于改善煤粉的燃燒環(huán)境,加快煤粉在窯、爐內的燃燒速度。從而穩(wěn)定爐溫、窯尾溫度，有著重要的作用。
　　分解爐的三次風全部來自篦冷機，三次風量的調節(jié)由可調節(jié)開度的閘板閥來控制，并在上升煙道安裝有截流棒以平衡二、三次風量。截流棒長時間處于高溫氣流的沖刷中，易變形，后改為空心耐熱鋼管外部加澆注料，中間通風，使用效果較好。
三次風量的大小、風速直接影響爐內的噴騰與旋風效應，改變物料在爐內的停留時間，最終影響入窯物料的分解率。同時造成入窯二次風量的改變，影響窯內的正常煅燒。三次風量的調節(jié)應參考C5級筒出口氣體的氧含量，控制在2.5%～3%，窯爐兼顧,避免還原氣氛的產(chǎn)生。
4　窯系統(tǒng)與兩磨的關系
　　晉水集團的生料磨、煤磨分別采用富樂公司的LM32.40、LM16.20萊歇立磨，烘干物料所需熱源均來自窯尾預熱器的廢氣，系統(tǒng)本身未設置熱風爐，節(jié)約了一次性投資和降低了系統(tǒng)熱耗，但窯系統(tǒng)的運轉率，直接影響到生料磨煤磨的開停和均化庫庫存，窯磨相互制約，需要窯系統(tǒng)有較高的運轉率。
　　高溫風機的排風量為33.6萬m3/h，窯尾收塵器處理風量為43.2萬m3/h。為保護濾袋，入收塵器風溫控制低于250℃。生料磨停車后廢氣走旁路管道進入大布袋收塵器，原設計有一冷風閥，并設有一自動控制回路。入大布袋的廢氣超溫后打開，滲入外界冷風以降低廢氣溫度，卻使收塵器處理的風量進一步增加，濾袋隨著工作時間的增加透氣性逐漸下降，收塵器差壓偏高，系統(tǒng)排風嚴重受阻，甚至自高溫風機后系統(tǒng)出現(xiàn)正壓,嚴重制約著窯系統(tǒng)的正常運行。公司于2001年在C1級筒出口5m處增設一組噴頭往管道內由水泵噴射高壓霧化水，與入大布袋收塵器的溫度聯(lián)鎖，控制噴水量的大小，取代了冷風閥。在實際運用中即使生料磨長時間停車，由于沒有了外界冷風的摻入,效果較明顯，系統(tǒng)通風得到了較大的改善。高溫風機入口管道內溫度較高，噴水后溫降較大在50℃～60℃之間，產(chǎn)生的應力易使噴水附近的管道變形開焊，安裝前應提前加固，防止在運行中出現(xiàn)問題。

摘自《中國水泥》2005年 04月號