数字化预分解窑系统之风篇
      任何热效率高的工业窑炉,其基本条件是过剩空气系数不能太高。过高的过剩空气系数只能带走过多热量、导致热损失的增加,降低热效率。燃煤烧的多少,所需要的助燃空气就是确定的。准确的空气量需要知道燃料的元素分析,可以通过化学反应方程式准确计算。也就可以得到准确的烟气量及烟气成分。预分解窑系统窑头及窑尾分解炉加入燃料燃烧。因而需要有较为准确的助燃空气两及产生的烟气量。由于阻力的原因、换热效果与旋风筒体积、系统稳定性的原因,当代预分解窑系统的的固气比公认比较合理的范围在1.4-1.6kg空气/kg物料。

一.窑系统风量、风速之现状

    国内已经投产的预分解窑系统几乎全是在线式分解炉。篦式冷却机通过冷空气穿过出窑熟料余热,分成两股分别进入窑及分解炉中,为燃料的燃烧提供预热的新鲜空气。问题恰恰在于

    1.进入分解炉与窑的空气量只能通过两者的阻力大小来调节。导致窑内阻力变化的因素太多,比如:(1)结圈(2)缩口结皮(3)结大块(4)窑皮的变化(5)窑内物料堆积量的变化等等。窑内阻力的变化导致进入分解炉三次风量的变化,导致煤的用量与助燃空气量的比例常处于非{zj0}状态中。

    2.高温风机风量很难xx

    悬浮预热器为保证生料在管道中的正常分散、换热需要各部分需要达到一定的风度。

    当投料量变化时,相应的风量应该相应变化。但实际生产过程中,中控室控制画面上能看到的参数只是高温风机电机的电流、转速以及各级筒出口的压力与温度。用风是否合适,很难说清。

    出现塌料的原因很多,但风速不够确实一个主要原因。

3.篦式冷却机用风量未知数

    同样的原因中控室只能读出每台风机的压力、风机电机的电流、阀门开度或者风机转速。风量不同,二、三次风温度也不同,对燃料的燃烧影响很大。

4.一次风风量不xx

    由于窑内火焰形状需要经常调节。有的厂采用防风、有的厂采用变频器调节转速,一般仅仅知道内风、外风的压力,且常常没有进中控室显示。煤风的风量就更没有风量数据了。

    喷煤管制造厂家也没有提供喷煤管结构尺寸,内、外风的风速、比例就更不知道。

5.头煤、尾煤的比例无法确定

    在实际生产中,为了保证熟料质量。头煤的最主要的作用在于保证f-CaO指标合格。也就是说保证f-CaO合格,窑况正常情况下,提高窑产量。至于熟料强度究竟难达到多少,每个窑不同窑况,头煤量的变化----引起烧成带温度的变化-----最终导致熟料强度的波动。笔者认为头煤量的多少在于,窑尾上升烟道不结皮、窑内不能结圈结蛋的情况下,尽可能提高烧成带温度。

    当原料中微量元素含量高,形成低熔点矿物,就很容易结圈、结皮。头煤也不得不减少。烧成带温度也就不易提上去,即使熟料f-CaO不高,熟料强度依然不高。

(1)炉煤少、窑煤多

    在这种煅烧制度下,分解炉及预热器温度偏低,生料预烧不好,入窑分解率不高。这样就迫使窑头多加煤加强煅烧,结果短焰急烧,高温集中,烧成带缩短。C3S形成时间段,熟料强度有所降低,且结粒大小不均齐,伴有黄心,游离钙升高。此时在操作上感觉料子吃火,不易烧。简体扫描显示烧成带温度高,窑皮和耐火材料承受的热负荷大,容易受损,不利于长期安全运转。如果窑煤用得过多,没有充分发挥预热器及分解炉高效率传热的原理,单位熟料热耗就会提高。为使熟料煅烧合格,窑速要减慢,产量要降低。这种情况的极端情况就是中空窑。

(2)炉煤多、窑煤少

    此时分解炉出口温度升高,而中下部因分解速度加快吸收了大量的热,所以温度变化不大。窑内温度偏低,电流也偏低。由于入窑分解率高,预烧比较好,形成低温长带煅烧。熟料外观色浅、球细小,粉尘多,飞砂大,无光泽,升重低,强度低。粉尘飞砂对窑口及喷煤管浇筑料磨损大。

    如果多加的炉煤燃烧xx,则窑煤就应按比例增加用量,相应生料量及用风量就可增加。这是提产降耗的正确途径。如果窑煤加不上或料量、风量加不上,则炉煤多加就没有意义了,从此,我们可以找到什么是影响提产降耗的瓶颈。但是过多的炉煤量到己不能在分解炉内xx燃烧或致使分解率过高时,系统会出现两种不利的情况,操作员必须清醒地认识并严格避免:

    (1)分解率超过95%以上时,五级预热器会出现烧结可能,因为一旦生料完成分解,接着就要发生放热反应和烧结反应,此时预热器内就会发生灾难性的烧结性堵塞。

    (2)如果由于分解炉内空气量不够,或由于煤质挥发分太少,燃烧速度慢,就会导致过多的煤粉到五级乃至窑尾燃烧。其结果会使窑尾烟室结皮严重,甚至窑尾后部会挂上厚厚的窑皮,乃至结圈。

    (3)炉煤多、窑煤多

    这实际是一种过烧现象,在这种情况下,整个系统温度均偏高,简体温度也上升。液相出现早,火焰温度高,窑电流高,形成高温长焰煅烧。虽然熟料游离钙低、升重高,但是过烧的熟料结粒尺寸大,致密难磨。这样极易损坏窑皮和耐火材料,甚至篦冷机结“雪人”。燃料消耗高,C3S晶体粗大,影响水泥的水化和强度。

    (4)炉煤少、窑煤少

    与上述相反,实际是一种欠烧现象,系统温度均偏低,窑电流低。火焰温度低,黑火头长。熟料存在着明显的欠烧,料球无光泽,色浅易碎,粉尘多,升重低,游离钙高。严重时出现跑生料,窑头发暗,冒黄烟,对窑皮冲刷严重。

二.预分解窑系统各部分风量的数字化

    所有风机的性能曲线均可以通过手册或者找厂家所要。众所周知,风机实际工作点,即实际的风量、风压却是一条曲线,与工作的管路阻力性能有关。实际运行的风机可以通过几次不同工况的标定,最终可以得到风压与风量的关系曲线。

1.风机的在线标定

    可得到该预分解窑管路特性,P=0.0002404Q2。可画出风机的流量-全压曲线、风机功率、效率、流量曲线。

2.数字化预分解窑系统之风量风速

     利用实际标定的风量数据、结合燃烧烟气量计算、生料干燥、脱水、分解放出气体的的计算,风量、实际工作风速的数字化之旅就开始了……

来源:水泥商情网


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