原材料變化對回轉(zhuǎn)窯煅燒的影響

徐公美

原材料變化對回轉(zhuǎn)窯煅燒的影響

Effect of the Changes in Raw Materials on Calcining in Rotary Kiln

徐公美

1 工廠簡況

上海聯(lián)合水泥有限公司2000t/d熟料生產(chǎn)線是上世紀(jì)90年代引進(jìn)全套丹麥?zhǔn)访芩构镜脑O(shè)備，設(shè)有單系列四級旋風(fēng)預(yù)熱器、SLC-S預(yù)分解爐、?3.75m×57m回轉(zhuǎn)窯和配套FO?LAX篦冷機(jī)。自1994年10月竣工投產(chǎn)到2004年，生產(chǎn)情況都處在正常狀態(tài)，熟料產(chǎn)質(zhì)量和熱耗達(dá)到較好水平。2004年以前日產(chǎn)熟料2220t，熱耗最低月平均低于3344kJ/kg。但在2007年以后，由于石灰石和燃煤品質(zhì)的改變引起了窯生產(chǎn)的較大變化，對比情況見表1。

兩年生產(chǎn)情況對比，熟料產(chǎn)量下降4.95%，熱耗上升6.25%，熟料28d抗壓強(qiáng)度下降2.41MPa。

2 原因分析與采取的措施

2.1 煤種變化和批量供應(yīng)變化影響

2007年煤炭供應(yīng)礦點(diǎn)和品種增多，且批量變動(dòng)大。以前2～3種，每批供貨量在2000t左右，在煤庫內(nèi)尚能搭配使用，煤灰分控制較穩(wěn)定。以后品種增多，每月有6～7種，批量多少不定，有時(shí)只有幾百噸，來啥煤用啥煤，無法搭配使用，以致煤灰經(jīng)常在17%～27%間波動(dòng)（揮發(fā)分在25%～30%間波動(dòng)），所生產(chǎn)的熟料成分波動(dòng)較大。

2.2 原煤水分增大

原煤水分一般在8%左右，后增大到12%～20%，且所含結(jié)晶水水分增加，以往在1%～2%，后增大到3%～4%，最高達(dá)5.7%。由于煤磨未設(shè)烘干倉，入窯煤粉水分常高達(dá)2%以上。2007年上半年平均水分1.34%，下半年升到1.9%，最高月平均為2.17%。相比2004年上半年煤粉水分平均1.77%，下半年煤磨系統(tǒng)粗粉分離器改用動(dòng)態(tài)選粉機(jī)后，煤粉水分月平均下降到1.26%。熟料28d抗壓強(qiáng)度對比，2007年下半年較上半年下降0.7MPa，而2004年下半年因選粉機(jī)改造后煤粉水分下降，熟料強(qiáng)度較上半年上升3.64MPa。熱耗相比，2007年下半年較上半年上升2.3%，而2004年下半年較上半年下降1.60%。這些變化是在其他條件幾乎相近的情況下發(fā)生的（表2、3）。

表1 2004年與2007年生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

由于采用黃浦江淤泥配料，原設(shè)計(jì)原料綜合水分為8%，故采用4級預(yù)熱器，熱耗總體偏高。

以上兩個(gè)不同時(shí)間段的兩種情況對比，較好說明了煤粉成分和水分對窯煅燒的影響。從理論上分析是由于成分波動(dòng)和水分蒸發(fā)影響了火焰的熱力強(qiáng)度的變化與下降，對生產(chǎn)影響較大。操作一時(shí)不能適應(yīng)，從而導(dǎo)致熟料產(chǎn)質(zhì)量下降和熱耗上升。

表2 2007年煤粉水分對熟料強(qiáng)度等影響調(diào)查匯總表

表3 2004年煤粉水分對熟料強(qiáng)度等影響調(diào)查匯總表

2.3 石灰石品種變化的影響

2007年1～6月份所用石灰石的57%是船山礦毛片石灰石，自7月份后全部改用荻港石灰石及其他零星礦點(diǎn)碎片。質(zhì)量變化大，時(shí)好時(shí)差。在有均化堆場情況下雖有所改善，但也無法完全避免石灰石成分變化的影響，見表4。

2.4 熱耗上升溫度測定分析

回轉(zhuǎn)窯主要熱耗項(xiàng)目溫度測定結(jié)果見表5。

按兩次測定結(jié)果比較，2007年較2003年熱耗上升158.84kJ/kg熟料，其中預(yù)熱器表面熱損失最大。針對情況采取以下措施：

（1）在大修期間修補(bǔ)、調(diào)換預(yù)熱器內(nèi)隔熱材料，窯內(nèi)耐火磚幾乎全部更新，以減少熱損失。

（2）三次風(fēng)溫偏低，需改造篦冷機(jī)，提高二、三次風(fēng)溫度，以提高火焰的熱力強(qiáng)度，減輕煤粉水分對火焰的影響及降低熟料熱耗。

表4 2008年11月生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表5 溫度測定結(jié)果

表6 P.O42.5普通水泥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表7 改造前后數(shù)據(jù)比較

2.5 改進(jìn)措施和效果

（1）在煤供應(yīng)方面力爭穩(wěn)定礦點(diǎn)，并加強(qiáng)進(jìn)廠煤質(zhì)控制，批量過小和水分較大的按合同規(guī)定不予接收，并加強(qiáng)搭配控制。盡量做到穩(wěn)定煤灰和水分含量。

（2）加強(qiáng)煤磨操作，盡量降低入窯煤粉水分和細(xì)度。

（3）在窯操作上更多注意穩(wěn)定熟料fCaO合格率，以穩(wěn)定和提高熟料質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，往往偏重熟料產(chǎn)量，較少注意質(zhì)量，其結(jié)果是不合理也不經(jīng)濟(jì)。表6是生產(chǎn)P.O42.5普通水泥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，編號1、3的熟料質(zhì)量較低，水泥中混合材少摻料，多用熟料，熟料只抵作混合材用。當(dāng)生產(chǎn)熟料強(qiáng)度高，編號2、4的熟料就少用3.45%。窯要增產(chǎn)此數(shù)很不容易。

（4）通過對耐火、隔熱材料的修補(bǔ)，以及將原有的二代篦冷機(jī)改造為第四代型式，冷卻效率明顯增加，三次風(fēng)溫度提高近150℃，熟料熱耗下降4.60%，接近原來的水平，熟料產(chǎn)量上升4.10%，熟料質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)（表7）。

通過加強(qiáng)管理及技術(shù)改造，生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量明顯提高，熱耗下降，恢復(fù)到2004年的較好生產(chǎn)水平。

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沈 穎