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【技术】新型干法水泥生产操作问答(四)

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型干法水泥生产操作问答(四)

1. 一次风量过小有何不利?

一次风量太少会造成如下不利影响。

① 火焰难以稳定形成循环火焰。一次风量过低,不仅不能将二次风挟带进一次风内, 提高火焰的燃烧速度,更没有多余的动量,形成循环火焰,不利于火焰稳定。间接燃烧系统尤其要注意这点。

② 对燃烧器的制作要求过高。一次风量过低的燃烧器,相应的风压必须很高,否则会 造成动量不足,燃料与二次风的混合很难有效。过高的风压势必对燃烧器及风机的 制作提出更高的要求。

③ 不利于煤粉中挥发分燃烧。尤其是烟煤,挥发分含量较高的煤粉本是燃烧快的优势,当一次风量过少时,就不利于使挥发分在一次风中得到氧气而充分燃烧,反而降低火焰燃烧速度。一次风量与一次风速确实是影响火焰燃烧的重要参数,它对二次风挟带作用,是加快燃烧速度的关键,形成适度的再循环火焰是保持火焰稳定的必需。关键是要在一次风量不过高的条件下,使用优异的燃烧器就能够产生足够一次风速,并在篦冷机、窑门罩处的空气动力配合下,实现上述控制火焰的目标。


2. 一次风压过大过小的利弊是什么?

现在流行使用的各种多风道燃烧器,都强调要有充足的一次风压,以保证一次风有较高的出口风速,有利于煤粉与一次空气的混合,更有利于二次风的吸入,并形成再循环火焰。 因此风压过小时再好的燃烧器也不会发挥出优势甚至无法克服这类新型燃烧器的阻力形成有力的火焰。 但一次风压越大,风机所需要克服的阻力越大,将会对风机的性能提出更高的要求,甚至难以承受。同时,所消耗的电能越大。 因此,合理的一次风压选择是操作员应当掌握的。


3. 如何控制烧成温度?

① 首先应及时准确判断烧成温度。 由于烧成温度不可以直接测量,操作者就要参照很多相关参数或者征兆判断该温度的高低与变化趋势。这是对它实现正确控制的前提。

② 根据已知参数的综合判断,迅速找出导致烧成温度变化的原因。这需要较丰富的经验,正确清晰的思路及综合判断能力。 即便是诸多因素同时作用,也要识别出主要原因。

③ 遵循正确控制烧成温度的原则。


4. 正确控制烧成温度的原则是什么?

① 在系统处于稳定运行时,发现烧成温度辩护,即便变化的原因一时难以准确判断,也应该立即采取措施:首先调节窑的喂料量,烧成温度变低时减料,减少的幅度是依据 预测温度可能降低的幅度:并视喂料量变动大小及窑内情况,随之及时调整相应风、煤用量当烧成温度变高,且喂料量处于较高水平时,首先减煤,减少的幅度取决于温度已 经增高的程度,而不要急于加料。

② 在判断出烧成温度改变的原因后,采取对症施治的办法。比如:由于生料或原煤质量变化时,则应该反映到相关部门解决;由于计量系统失灵无法控制料量、煤量时,则应安排现场修复;由于预热器系统或排风系统发生故障,则应该尽快排除等。

③ 同时采取其他相应补救措施。比如:在煤质发生变化后,可以对三风道燃烧器的内、外风道面及风量合理调整,予以适应等。


5. 在调节烧成温度时有哪些常见的不正确操作?

常见调节烧成带温度的不正确的操作主要有如下两方面。

① 发现烧成温度降低时,立即降低窑速,或增加用煤量。这两种做法之所以不妥的原 因是:窑速变慢只能增加物料在窑内的停留时间, 同时增加了物料在窑内的填充率,不利于窑内的无聊煅烧所需要的热交换操作员之所以愿意减慢窑速,是因为窑的断面负荷增大会使窑 电流增加,操作员便误认为窑烧成温度提高很快。这种误导反而改变了电流反应窑温的基准值。 靠加煤硬顶,会使窑内火焰变形,燃烧不完全,反而窑内温度不能尽快提高回复,并伤 及窑皮。

② 在烧成温度升高时加料,或者提高窑速。这种操作的不利之处在于:在没有明确温度升高的原因之前,加料不一定能维持长久,增加了窑况的不稳定因素。提高窑的转速 并不能降低已经升高的温度,只是降低因填充率减小的窑主机电流,因而不能迅速扭转对窑皮、耐火砖的危害。这些操作之所以不合理, 最主要是习惯用窑速调节温度这种传统回转窑调节温度这种传 统回转窑的操作方法。如果追溯到传统的回转窑,因为它的窑速很低,而且喂料量与窑速被 设计成正比。预分解窑恰恰与此相反,上述的操作方法,在原有加料量以及煤量已经偏高的 情况下,如果窑温低先考虑减料,要问高先考虑减煤,会使稳定操作更为主动。这样,它不 仅提供了稳定高窑速的可能,而且为稳定喂料量及喂煤量的操作创造可能。


6. 对窑速的控制中有哪些模糊认识?

中控操作员对窑速的控制中,难免有如下几种看法和做法:

① 认为窑速快会使物料在窑内停留时间缩短,不利于孰料质量提高,因此不愿将窑速控制在高速上。一旦见孰料游离氧化钙高,则首先降低窑速。

② 将调解窑速作为改变窑内热工制度及保证孰料质量的主要手段,内调整窑速 5~10 8h 次之多。特别当窑内温度较低时,就将窑速减慢。一旦窑有塌料或窜料时,不论料量大小,都迫不及待地打慢窑速。

③ 认为窑速慢时,才有利于窑衬寿命的提高。

④ 认为窑速快会加大窑传动装置的磨损,耗电量。上述各种认识应该尽快予以澄清,才能自觉的正确操作。


7. 预分解窑在正常运行时应该如何控制窑速?

在正常运行时,应遵循如下两大原则。

① 必须保持在高窑速下运行。根据经验,窑的符合填充率应在 8%~13%的范围内。现在国际上,预分离窑的转速已提 3.5~4.5r/min(80~100cm/s) ,甚至更高,物料在窑内的停留时间约有 20min,但这 20min 是窑内翻滚而无窜动的 20min。只要电机、减速机及传送装置允许,窑速就应该设定在高窑速的水平上,没分钟 4 转是理想的。如果原设计允许的最高窑速偏低,完全有必要进行改造。

② 保持窑速稳定。这是保证窑的工艺参数稳定的前提。不要轻易将窑速当作调节窑内温度等参数的手段,运行正常时,应该做到连续数日都不改变窑速。这是因为高速运转时,不仅所形成的硅酸三 盖最满意;而且在高窑速下,窑速调节的灵敏度已经大大下降,如大幅度调整则会造成系统工艺的紊乱。


8. 预分解窑为什么必须保持高窑速运行?

① 孰料在高温带停留时间越短,越有利于阿力特矿物的形成,更有利于对铝酸三盖得包容。因此,快窑速有利于孰料质量的提高。

② 可以使物料单位时间内在窑内的翻转次数成比例增加,物料与窑皮、窑内衬料的热 交换频次增加;物料自身的翻转次数增多,提高了热交换的质量;物料被带起的高 度随窑的转动惯性而增加,也有利于传热效果。所有这些影响,都有利于提高孰料 质量的均匀程度。

③ 降低了窑内衬料的温度变化幅度,有利于衬料寿命的延长。窑速快导致薄料层有助 于减少生料在入窑后的窜动,使物料充分利用在窑内停留时间进行热交换。

④ 随着窑的负荷率降低,减少了窑的偏重程度,改善了机械负荷,同时单位电耗会降低。


9. 物料在窑内的停留时间与窑速成反比吗?

按照人们的想象,物料时靠窑的旋转带起一定高度,又在下落的过程中由于窑有一定斜度向窑头滑动前进一段距离。每提升一次,向前移动的距离与窑的斜度及物料被提升的高度 有关,而单位时间内物料被提升的次数则与窑转动的次数有关,窑转动得越快,提升的次数越多。当然,物料在窑内的运动得越快,在窑内的停留时间越短,所以物料在窑内的停留时 间与窑速理所当然呈反比关系。 但是上述推理,只适用于形成颗粒的孰料,对于刚入窑的生料,流动性极强,如流水一般,它在窑后部的前进速度完全取决于它最初所具备的势能,尤其是预热器下来的生料比传送回转窑所具备的势能更大。此时窑速越慢,就越发有利于他向前窑口冲出更远的距离,通 过冷窑状态投料试验完全可以验证,这段距离可以占窑总厂的 1/4 左右。如果窑速加快,料 层变薄,入窑的生料会有相当的量贴着窑的衬砖,靠他们之间的摩擦力被迫随窑带起。这样就变相阻止了生料入窑的窜动,相对延长了物料在窑内、特别是在窑后部的停留时间。而且窑的速度越快,被窑带起、随窑转动得生料量就越多。这就好比让人从窑尾跑向窑头,窑在 快转时远不如在窑慢转时跑得快,而窑停时人跑的最快。 把势能作为动力的生料与有动力向 前跑的人,在受窑转速影响时的道理是类似的。在投料阶段挂窑皮,如果做过不同操作方法 的对比,更会由此体会。


10. 为什么预分解窑能实现稳定的高窑速运行?

凡是操作过传统回转窑的人都知道,用窑速调节窑内烧成温度是最及时有效的手段。但是预分解窑则不然,它在操作上的重大区别就在于能实现快速转窑并且稳定不变。这是因为:

① 入窑的生料及原煤已被均化,化学成分不会有大的波动, 这是实现稳定运行的前提;

② 入窑生料基本上完成分解,窑内所承担的人负荷大大减轻,这是实现高窑速运行的 关键条件;

③ 使用多风道燃烧器可以更加适应煤质的变化,对火焰的调节及稳定能力提高,火焰 的稳定与窑速稳定密不可分、互相影响;

④ 自动控制回路与仪表的可能性为高窑速的稳定创造了锦上添花的条件。 总之,预分解窑具备了可疑恒定高窑速的优势。


11. 什么情况下预分解窑才需要调节窑速?

预分解窑操作中,希望尽量保持窑速的稳定,但下述两种情况,应该调整窑速。

① 当设计中是以保持窑的负荷填充率恒定为目标时,靠 DCS 系统的自动控制回路,将窑的喂料量与窑速实现正比线性关系。此时,只要减少喂料量,窑速会自动降低,反之,窑速也会自动增加。但是,采取此种控制方法时,窑的负荷填充率始终要保持在较低水平(如 8%) 。

② 在遇到大的工艺波动时,如大量窑皮脱落,或有大的塌料时,必须迅速大幅度降低窑速。而且要首先及时减少入窑生料量,否则,窑内高填充率的突然增加很难使孰料煅烧正常,降低窑速的作用不仅难以显现,而且会有相当一段时间料层很厚、煅烧很难。回复正常煅烧所需要的时间更长。


12. 窑速快会影响窑内烧成温度的升高吗?

有的操作员认为:调节窑速对窑内烧成温度的控制最为灵敏,所以当窑温度降低时,仍坚持采用打慢窑速的办法。实际上,这种结论多来自只能用窑主电机电流判断烧成温度的窑操作员,这种唯一观察窑温的途径使他们产生了错觉,窑速变慢后,窑的填充率升高,当然 窑电流变大,显得窑温是上升了。实际上,这是操作员人为的心里感觉而已,并不符合窑内实际情况。窑速变慢后,物料在窑内停留时间会延长,似乎有利于物料的煅烧,但物料与热 空气的热交换效率变差,窑内气流的温度即使升高,物料接受热量的能力也会下降,决不会有利于孰料的煅烧。显然这不是操作者所希望的。相反,随着窑速的提高,窑内物料的翻转频次加快,有利于物料与空气、火焰、衬砖及 窑皮的热交换。这种传热速率的提高大大缩小了窑皮、火焰与物料之间的温度差,提高了窑热负荷的承受能力,有利于提高煅烧温度、降低窑尾温度,有利于提高孰料的产、质量。


13. 窑速快时窑内的通风阻力会变大吗?

提出这种问题的操作者并没有找出理论依据,只是一种感觉。感觉的来源究竟是因为当窑速提高时,窑尾负压力变大,窑头负压变小,甚至系统负压增大,还是因为窑尾温度降低,不得而知。如果非要找窑速与窑内阻力的关系,可能会有以下三个因素:

①窑速快时,窑内物料的填充率降低,气流通过面积增大,此时应该表现在窑尾负压 变大,但同时窑头负压也变大。这种状况不仅说明窑内阻力没有变大,反而是变小的表现。

② 如果考虑窑速快致使窑内粉料扬起较多,使得窑内通风阻力增加,但这种增加应该 微乎其微。

③ 窑速快可以使传热效率提高,有利于降低窑尾温度,而温度低的气体重度变大,使窑尾负压变大。无论如何,任何解释都不能对稳定在高窑速下运转的必要性产生怀疑 丧失预分解窑操 作的先进性。


14. 控制窑尾温度有什么意义?

在烧成系统的温度分布中,窑尾温度是能够直接观察到的重要温度参数之一。

① 它表示窑头火焰的位置及煅烧情况好坏,如果燃料燃烧速度慢或高温点偏后,窑尾 温度就会偏高。但影响燃料燃烧速度的因素很多,操作人员在控制窑头加煤量时,必须参考该参数的变化趋势。

② 它能反映窑、炉用风量的平衡情况。窑内拉风偏大时,窑尾温度要高。而影响窑内拉风大的因素也很多,比如系统拉风加大,三次风管用风变小,系统的结皮及漏风量少等。因此,它可以间接反映出这种状态是否正常。

③ 间接反映出生料入窑分解率的高低以及分解炉用煤量是否合理、是否燃烧完全。当入窑生料分解率偏低时,如要生料温度也不会提高,此时窑尾温度偏低;当分解炉 用煤过量燃烧不好时,窑尾温度会偏高。

④ 确保窑正常运行的重要参数。该温度过高会造成垂直上升烟道结皮严重,表明窑煅烧功能已延续到窑尾,甚至进入预热器系统内,造成预热器烧结性的堵塞。

⑤ 点火升温过程中窑内温度控制的主要数据,是决定能否投料的重要数据之一。


文章来源于:中国水泥备件网论坛


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