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回转窑精细化操作技术建议
发布时间:2016-06-20 有524人点击

1    使用好燃烧器做到高效节能

1.1    窑内燃烧器的最佳位置

   燃烧器是水泥生产的重要设备,燃烧器的位置和使用方法及燃料性质决定着火焰的温度和火焰的长短。传统使用燃烧器的方法是把燃烧器放在第四象限,偏近物料方向。

   火焰与物料的热交换是通过:传导、辐射和对流来实现的,在这三种热传递方式中辐射热占火焰传递热量的70%到80%;因此燃烧器的位置放于窑内中心与轴线重合会使窑内热传递更均匀,实践也证明燃烧器放在中轴线上窑内的耐火砖使用周期比燃烧器放在第四象限上使用周期长。因为燃烧器放在第四象限位置虽然接近了物料使物料温度快速升高但同时也接近了耐火材料,并且这种做法在煅烧过程中产生的窑皮没有燃烧器放于中轴线上产生的窑皮均匀。另外窑内耐火材料是水泥生产过程中的高消耗品,尤其烧成带的耐火砖价格都比较高(一般在4000~8000元/吨),因此延长了耐火材料的使用周期也就降低了生产成本。从燃烧器使用寿命来看,放于中轴线的燃烧器使用时间更长。因燃烧器靠近物料后随着窑的旋转高温物料被带起,其中扬起的细料对燃烧器头部冲涮和磨蚀更为严重,并有部分粉料更容易在燃烧器头顶部堆积,如长时间不处理会使燃烧器前端逐渐向下弯曲从而造成火焰扎料的现象,最终会导致煤粉不完全燃烧,窑内出现还原气氛、窑内结大球、熟料质量下降。因此燃烧器的放置位置是在窑中心并与窑轴线一致为最佳。

1.2    控制一次风比例

控制好一次风用量不仅能提高煤粉燃烧效率还能降低风机能耗,并且还能降低氮氧化物的产生;因为水泥窑系统产生氮氧化物的位置主要有两处,即头煤燃烧和尾煤燃烧。因窑预热器部分不需要太高的温度,一般分解炉内控制在800到900度即可所以尾煤的燃烧产生氮氧化物较少,而头煤的燃烧温度却很高,火焰温度可高达1700度是水泥窑系统产生氮氧化物的主要来源,因此控制好一次风比例对降低氮氧化物尤其重要。国内很多工厂使用一次风比例偏高,并且对一次风少有标定。所以很多工厂窑尾氮氧化物和氧气含量都偏高,以下是对国内部分工厂窑尾氮氧化物和氧气含量的调研数据。

这些工厂的一次风比例在10~15%之间,从窑尾氧气含量来看以上部分工厂由于一次比例较高导致窑内的过剩空气较多。从而产生了较高的氮氧化物,通过长期的实践摸索,当一次风比例控制在7~10%窑尾氧气含量控制在1~1.5%之间即可以保证熟料正常煅烧又能降低风机能耗和氮氧化物的排放。

1    精细化操作与节能提产

2.1  温度高而且较短的烧成带

   什么样的烧成带有利于提高熟料质量和易磨性,在生产实践中控制温度较高并且较短的烧成带会生产出更易磨、活性更好的熟料并能增加水泥的强度。因为烧成带短且温度高,经预热分解后的生料进入烧成带后温度提升的速度更快更有利于cao的吸收和C3S的形成,并且在这种条件下形成的熟料矿物多为微晶和微孔结构,这样的熟料活性更好更易磨、强度更高;熟料易磨性提高了在水泥粉磨阶段就降低了研磨电耗,熟料强度提高了在生产水泥时可多加些混合材从而降低了生产成本;即同标号的水泥C/K值越高生产成本越低。但要控制好烧成带的长度和温度就要控制好火焰的长度和温度,在熟料煅烧过程中窑内火焰可分为层流火焰和湍流火焰,层流火焰平滑,有限的气流混合;湍流火焰无序,大量的气流混合。因此要控制好火焰形状就要控制好燃料喷出速度和气流混合速度。根据不同的煤质和不同的煤粉水份和细度,可通过对轴流风和旋流风及输煤风的调节控制火焰的长短但不要使火焰过于发散。通常提高空气与燃料的混合速度会提高火焰温度,但当火焰过于发散时可适当降低旋流风比例,让火焰坚挺有力、热力集中从而控制出长度较短但温度较高的烧成带。

2.2  通过控制游离钙提高熟料易磨性和产量

   窑操作时控制熟料质量最直观的反应就是熟料的游离氧化钙,一般水泥企业控制熟料游离氧化钙在1.5%以下视为合格的熟料;但在生产实践中综合考虑煅烧煤耗、窑主电机电耗、窑产量及熟料粉磨电耗并通过实验记录及经验数据得出最理想的熟料游离钙控制范围是0.8~1.2%;当熟料中游离氧化钙低于0.6%时生产煤耗会大幅增加(在生料成份及喂料量不变的情况下),因为要维持更高的烧成温度就需要更多的燃料,并且过低的游离钙也会改变凝结时间,以下是一组熟料游离钙和初凝时间的试验数据。


从上图可看出当熟料中游离氧化钙低于0.7%时初凝时间明显延长。另外过低的游离钙通常是熟料已过烧,过烧的熟料过于致密、坚硬在熟料粉磨阶段反而增加了研磨电耗。

   以下是熟料过烧时和正常煅烧时的窑电流和熟料易磨性前后两个阶段对比曲线


在这样的条件下如果保持窑内温度不变就可适当提高窑产量即增加喂料量从而适当降低烧成温度,提高熟料游离钙达到优质高产的效果并降低了熟料的单位热耗。

   但当熟料中游离氧化钙过高时熟料中C3S又不足,会导致熟料的早期强度低。当熟料中C3S过少C2S过高时又同样会增加熟料粉磨电耗。在相同比表面积的条件下粉磨电耗会随C2S的增加而增加,随C3S的增加而减少。通常每增加10%的C2S或减少10%的C3S会使研磨电耗增加5kwh/t;因此从煅烧热耗、研磨电耗和熟料强度及提高产量等综合计算,窑操作时熟料游离氧化钙控制在0.8~1.2%的范围最佳。

1   结论

1)    调节好燃烧器位置和内、外风比例可提高燃料的燃烧效率,延长耐火材料和燃烧器的使用时间从而降低生产成本。

2)    控制好一次风比例可降低氮氧化物产生和风机能耗。

3)    温度高并且较短的烧成带更有利于提高熟料质量和熟料的活性。

控制好熟料游离氧化钙范围可提高熟料易磨性和产量并且能使生产状况更稳定。