對(duì)新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的初步理解

對(duì)于新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的初步理解摘要：本文基于所學(xué)知識(shí)和查閱資料，對(duì)新型干法回轉(zhuǎn)窯的主要熱工設(shè)備進(jìn)行簡單介紹。并基于自己的理解，對(duì)系統(tǒng)均衡穩(wěn)定操作和回轉(zhuǎn)窯溫度控制原則進(jìn)行了簡單的探討。關(guān)鍵詞：新型干法回轉(zhuǎn)窯熱工設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定溫度控制Abstract:Basedontheknowledgelearnedandreferencematerials,thisarticlebrieflyintroducesthemainthermalequipmentofthenewdryprocessrotarykiln.Basedonmyownunderstanding,asimplediscussionwasmadeontheprinciplesofbalancedandstableoperationofthesystemandtemperaturecontroloftherotarykiln.Keywords:newdryprocessrotarykiln,thermalequipment,systemstability,temperaturecontrol0.引言水泥是一種細(xì)磨材料，它加入適量水后，成為塑性漿體，這種漿體既能在空氣中硬化，又能在水中硬化（硬化后要達(dá)到一定的強(qiáng)度），并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起，而且具有其他一些性能的水硬性膠凝材料。在水泥生產(chǎn)過程中要經(jīng)過“兩磨一燒”（生料磨、水泥窯和水泥磨）。其中，水泥窯系統(tǒng)是將水泥生產(chǎn)過程中一個(gè)極為重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。就目前工業(yè)上所使用過的水泥窯來說，有兩大類:立窯和回轉(zhuǎn)窯。后者又包括：干法中空回轉(zhuǎn)窯（傳統(tǒng)干法生產(chǎn)）；濕法回轉(zhuǎn)窯（各種長、短濕法回轉(zhuǎn)窯）；立波爾窯（半干法生產(chǎn)）；懸浮預(yù)熱器窯SP窯）和窯外分解窯（NSP窯）。其中，SP窯和NSP窯又統(tǒng)稱為：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。在后者的更新迭代過程中，伴隨的是一次又一次的對(duì)水泥生產(chǎn)方法認(rèn)識(shí)的幾次飛躍和技術(shù)革新。目前以懸浮預(yù)熱和窯外分解為核心的新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)在水泥生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。系統(tǒng)主要熱工設(shè)備概述如圖1.1所示，為一個(gè)典型的新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的簡單流程圖。其中涉及到的主要熱工設(shè)備為懸浮預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、水泥熟料冷卻機(jī)等。下面基于所學(xué)知識(shí)和資料的查閱，依次闡述我的認(rèn)識(shí)和理解。圖I.I一個(gè)曲毋的新型干法永泥回軒食獲鞭的策他近程圖懸浮預(yù)熱器分為旋風(fēng)筒和立筒，其中氣流的基本流動(dòng)方式為旋轉(zhuǎn)流和噴射流，起到的主要功能有：分散、換熱和分離。其主要原理在于（1）生料粉在廢氣中分散與懸??；（2）在聯(lián)結(jié)管道中完成氣、固的換熱；（3）在旋風(fēng)筒內(nèi)完成氣固相的分離和生料粉的收集。影響旋風(fēng)預(yù)熱器預(yù)熱效率的因素主要包括以下幾點(diǎn)：因素之一：粉料在管道中的懸浮相應(yīng)的選擇合理的喂料位置、適當(dāng)?shù)墓艿里L(fēng)速、在喂料口加裝撒料裝置（目的是促使物料分散）以及提高來料均勻性都可以保證懸浮效果。因素之二：氣、固相的傳熱；因?yàn)閾Q熱方式已對(duì)流換熱為主，懸浮換熱效果取決于生料在氣流中的分散程度，所以用多個(gè)旋風(fēng)換熱單元相串聯(lián)組成旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)。因素之三：氣、固相的分離：氣、固相的分離的效果直接影響到換熱效率。相應(yīng)的可以通過開發(fā)新型高效、低阻的旋風(fēng)筒、新型換熱管道、新型鎖風(fēng)閥和撒料裝置來提高換熱效率。1.2分解爐說到分解爐，就不得不提到窯外分解技術(shù)：在懸浮預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)窯之間增加一個(gè)新熱源——分解爐;將生料中碳酸鈣分解過程提到窯外進(jìn)行，加快其分解提高其分解率，如預(yù)分解率課提高到85%-90%。預(yù)分解窯窯尾增設(shè)了一個(gè)分解爐，承擔(dān)了原來在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的大量碳酸鈣分解的任務(wù)；同時(shí)增加“第二熱源”，大部分燃料從分解爐內(nèi)加入，改善了回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)內(nèi)的熱力分布格局，大大地減輕了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火襯料的熱負(fù)荷，延長了回轉(zhuǎn)窯的壽命。在工藝上，將水泥熟料煅燒工藝過程中耗熱量最大的碳酸鈣分解過程移至要外進(jìn)行，燃料與生料粉處于同一空間且高度分散，燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量能及時(shí)高效地傳遞給預(yù)熱后的生料，使燃燒、換熱及碳酸鈣分解過程都得以優(yōu)化，使水泥熟料煅燒工藝更完善。水泥回轉(zhuǎn)窯，是一個(gè)傾斜的、通過若干輪帶放置在若干對(duì)拖輪上的旋轉(zhuǎn)圓筒體。其內(nèi)壁上鑲砌有耐火磚?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)按照物料各個(gè)階段物理化學(xué)過程的不同可以劃分為幾個(gè)帶。對(duì)于窯外分解回轉(zhuǎn)窯（NSP窯）來說，由于其生料的預(yù)熱和絕大部分碳酸鈣的分解，分別被移到窯外的預(yù)熱器和分解爐中進(jìn)行，所以，NSP窯只有過渡帶、燒成帶和冷卻帶?；剞D(zhuǎn)窯是一個(gè)集燃料燃燒、熱量交換、化學(xué)反應(yīng)和物料輸送功能為一體的熱工設(shè)備。1.4水泥熟料冷卻機(jī)水泥熟料冷卻機(jī)作為工藝設(shè)備，它承擔(dān)對(duì)高溫熟料的驟冷任務(wù)，驟冷可以阻止水泥熟料中礦物晶體的長大特別是阻止c3s晶體的長大，還可以使液相凝固成玻璃體，使MgO及C3A大部分固定在玻璃體內(nèi)，提高水泥熟料的活性，防止?C2S向Y-C2S的轉(zhuǎn)變。作為熱工設(shè)備：冷卻水泥熟料，并對(duì)入窯二次風(fēng)，入爐三次風(fēng)的加熱升溫任務(wù)，有利于燃料的著火和預(yù)燃。作為熱回收設(shè)備：對(duì)出窯熟料攜帶出去的大量熱焓進(jìn)行回收。（回收的熱量約1250~1650kJ/kg熟料）。作為輸送設(shè)備：輸送水泥熟料。系統(tǒng)均衡穩(wěn)定操作新型干法水泥燒成系統(tǒng)核心是懸浮預(yù)熱技術(shù)與窯外分解技術(shù)。若要保證整個(gè)系統(tǒng)安全、高效、穩(wěn)定、正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗、低污染的效果，必須與原料、燃料預(yù)均化技術(shù)、生料均化技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)、新型粉磨技術(shù)、先進(jìn)管理技術(shù)等許多現(xiàn)代化的技術(shù)完美地結(jié)合起來。一般來說，保證全窯系統(tǒng)的最佳且穩(wěn)定的熱工制度必須做到“五穩(wěn)保一穩(wěn)”。五穩(wěn)包括：生料化學(xué)成分穩(wěn)定、生料喂料穩(wěn)定、燃料成分（熱值、煤的細(xì)度或油的霧化等指標(biāo)）穩(wěn)定、燃料喂入量穩(wěn)定、設(shè)備（包括通風(fēng)設(shè)備）運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定；一穩(wěn)指全窯系統(tǒng)熱工制度穩(wěn)定。其中，熱工制度包括溫度制度、壓強(qiáng)制度和氣氛制度。回轉(zhuǎn)窯溫度控制原則保證熟料質(zhì)量和窯襯壽命，最大限度的節(jié)省燃料消耗是其基本控制原則。保持回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定合理的熱工制度，首先必須穩(wěn)住窯前燒成帶溫度及窯尾溫度，其次必須穩(wěn)定分解爐的溫度。3.1燒成帶溫度的調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)窯嫩燒熱力強(qiáng)度和氣氛是煅燒出優(yōu)質(zhì)熟料的必要條件。嫩燒溫度高，可減少熟料礦物晶相的活性和堿含量。結(jié)合回轉(zhuǎn)窯各帶耐火磚更新布置情況，靈活調(diào)節(jié)燃燒器位置和火焰，避免煤粉不完全燃燒，密切關(guān)注窯皮溫度變化情況和窯襯狀況，判斷熱工。因此控制好燒成帶溫度及窯皮是關(guān)鍵，兼顧窯尾溫度是重點(diǎn)。3.2料子成分對(duì)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量的影響生料變化會(huì)帶來易燒性的變化，比如煅燒低堿料時(shí)系統(tǒng)壓力溫度穩(wěn)定，煤耗低，產(chǎn)質(zhì)量高，此時(shí)回轉(zhuǎn)窯操作非常容易調(diào)整。在回轉(zhuǎn)窯嫩燒中要弄清生料化學(xué)組成、顆粒組成，計(jì)算熟料化學(xué)成分和礦物成分，燒成指數(shù)、結(jié)皮指數(shù)、窯皮指數(shù)、液相量、熔體量、燒失量等。3.3窯內(nèi)熟料燒成帶的溫度控制在實(shí)際控制中，燒成帶物料溫度通常用比色高溫計(jì)測(cè)量，作為監(jiān)控熟料燒成情況的標(biāo)志之一。但是由于測(cè)量上的困難，往往測(cè)出的燒成帶物料的溫度僅供參考。燒成帶物料的溫度一般控制在1350-15001。燒成帶火焰溫度一般由看火工通過窯頭看火孔觀察火焰的顏色來判斷或采用圖像測(cè)溫法得到，其溫度應(yīng)保持在1600-17000^。窯尾廢氣的溫度(通過儀表獲得)，其溫度應(yīng)保持在950-1050°C。根據(jù)看火工的經(jīng)驗(yàn)，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)喂煤量、排風(fēng)量、窯轉(zhuǎn)速、一次風(fēng)、下料量等參數(shù)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。參考文獻(xiàn)白銀濤.新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯煅燒要點(diǎn)探討[C].〃中國硅酸鹽學(xué)會(huì).2015中國水泥技術(shù)年會(huì)暨第十七屆全國水泥技術(shù)交流大會(huì)論文集.2015:119-123.李文元.新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯的問題窯況操作方法探析[J].四川水泥,2017,(7):1.梁鎰華.再論新型干法回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)化設(shè)計(jì)與增產(chǎn)節(jié)能一一SP窯的節(jié)能技術(shù)方案和節(jié)能窯型推廣之我見[J].水泥工程,2010,(2):16-23.崔信明.新型干法回轉(zhuǎn)窯緊急狀況的預(yù)防及處置要點(diǎn)[J].水泥,2021,(1):7-10.梁鎰華，魏波.再談新型干法回轉(zhuǎn)窯技術(shù)進(jìn)步一一提高過渡帶升溫速率優(yōu)化燒成熱工制度[J].水泥工程,2011,(5):14-17.鄧國海，丁明剛,陳俊，等.新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯廢氣產(chǎn)生量與產(chǎn)量的關(guān)系淺談[J].四川環(huán)境,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