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前言懸浮預(yù)熱器,旋風(fēng)分離器已有九十九年的歷史,其理論研究和應(yīng)用開發(fā)均已取得很大成果。自六十年代以來,人們力圖把旋風(fēng)分離器的分離能力推向超微顆粒的分級(即低阻力高效率),通過相似理論和量綱分析,把流場的物理量和旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)尺寸用無量綱量來表達,出現(xiàn)了以D.奈特和W.李斯特為代表的邊界層分離理論。另一方面,人們在開發(fā)研究中,繼續(xù)尋求高性能旋風(fēng)筒。水泥工業(yè)也不例外,隨著生產(chǎn)設(shè)備的大型化,干法預(yù)熱器窯不斷發(fā)展,人們不斷研究低壓損和高分離效率的旋風(fēng)筒,以降低懸浮預(yù)熱器的能耗。
在預(yù)熱器系統(tǒng)中,在二級旋風(fēng)筒排氣管道頂部設(shè)置了緊急風(fēng)門裝置,實際它巧妙地起到了一個備用煙囪的作用。在正常生產(chǎn)中它處于關(guān)閉狀態(tài),只是在下列幾種情況時需要開啟:第一,在窯點火初期和升溫階段時打開,可以防止未完全燃燒的煤粉和CO含量較高的煙氣進入高溫風(fēng)機和電除塵器內(nèi);第二,窯內(nèi)熱工制度突然被破壞,窯燒異常,出口廢氣溫度超過350℃等;第三,在前道工序突然(臨時)故障而停料養(yǎng)火時;第四,需要烘干窯內(nèi)耐火材料和預(yù)熱器內(nèi)的耐火材料時。總之,在保護后道工藝設(shè)備,如高溫風(fēng)機、電除塵器等方面緊急風(fēng)門起了較好的作用。

2.5  增濕塔的設(shè)計性能比較優(yōu)越

    窯系統(tǒng)中的增濕塔是從日本NCC引進的軟件,國內(nèi)制造。它在整體結(jié)構(gòu)上呈自立圓筒型,比起國內(nèi)常采用的套筒形阻力要小,在其進風(fēng)口位置上,設(shè)有雙層布風(fēng)板,使氣流均勻分布。在布風(fēng)板下方設(shè)置6個水霧噴頭,水壓4MPa,并由同流水量自動控制,霧化效果良好,這也是該增濕塔的特點之一。由于增濕塔性能優(yōu)越,因此在日常生產(chǎn)中,出電除塵器的排空廢氣顏色清淡,用肉眼幾乎無法看見。

2.6   采用了較為較高的三通道噴煤管

    寶山窯窯頭燃燒系統(tǒng)是從日本引進的三通道噴煤管,它的最大特點在于風(fēng)煤的混和充分,火焰的形狀及長度達到較為理想的狀態(tài),同時也使一次風(fēng)量減少,尤其比較適合使用劣質(zhì)煤。

2.7  懸浮預(yù)熱器操作簡便

    寶山窯雖然比起傳統(tǒng)干法窯來說似乎復(fù)雜得多,但具體操作起來并不困難。這是因為它設(shè)有很多監(jiān)測點,每級旋風(fēng)筒和風(fēng)管均設(shè)有溫度和壓力測點,便于隨時掌握判斷運行狀態(tài),特別是位于一級旋風(fēng)筒出口處的氣體分析儀,便于掌握窯內(nèi)燃燒氣氛以更好控制排風(fēng)大小。同時,有完備的自動記錄裝置,整個系統(tǒng)的主要參數(shù),包括各級溫度,窯速和電流,喂料量和喂煤量,高溫風(fēng)機電流,氧氣含量等,均實現(xiàn)自動記錄,這為實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯操作穩(wěn)定提供了充分的依據(jù)。

3  關(guān)于操作的幾個問題

    由于寶山窯是一條新型干法生產(chǎn)線,其操作方法有不同于傳統(tǒng)干法窯的獨特的一面,筆者想就試生產(chǎn)以來所遇到的幾個問題進行探討。

3.1  關(guān)于良好喂料量的問題

    對新型的五級旋風(fēng)預(yù)熱器窯來說,它的良好喂料量無疑就是它的設(shè)計標(biāo)定產(chǎn)量(熟料產(chǎn)量25t/h,相當(dāng)于生料喂料量40～42t/h)。在此產(chǎn)量下的懸浮預(yù)熱器系統(tǒng)不但能發(fā)揮出良好的效益,而且也更加容易使該窯系統(tǒng)處于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)。這一點完全不同于傳統(tǒng)干法中空窯和濕法窯。筆者曾操作過Φ3.1/2.5×78m濕法回轉(zhuǎn)窯,似乎產(chǎn)量愈低愈易操作,確切地說,在窯產(chǎn)量達到設(shè)計產(chǎn)量的50%～60%時,最易使窯處于穩(wěn)定狀態(tài)。究其原因,它們的根本區(qū)別在于生料預(yù)熱機理及方式不同。懸浮預(yù)熱器窯在旋風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)依靠氣流將生料懸浮實現(xiàn)氣—固換熱,它的上升管道和旋風(fēng)筒必須保持一定的氣流速度,即必須有一個最低的用風(fēng)量才能使系統(tǒng)內(nèi)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。因此,對五級旋風(fēng)預(yù)熱器來說,有一個氣料比問題:如果喂料量過低氣料比增大,造成熱量無謂損失;如果喂料量過高,氣料比過低,完不成相應(yīng)的預(yù)熱分解作用,增加回轉(zhuǎn)窯燒成的熱負荷,二者均使節(jié)能效益大大下降。所以,在正常操作時,產(chǎn)量不要低于標(biāo)定產(chǎn)量的80%(寶山總廠相當(dāng)于生料喂料量34t/h左右),但由于目前我們受到兩個制約因素的影響(一個是生料供應(yīng)不足,每小時缺10t左右;另一個是冷卻機能力不足),尚不能達到這一基本要求,1991年的熟料平均臺時產(chǎn)量僅維持在18t/h左右,這是十分遺憾的。

3.2  關(guān)于出一級筒廢氣中O2含量控制值問題

    出一級筒廢氣中O2含量直接反映了窯內(nèi)過�？諝庀禂�(shù)的大小,在具體操作中,它又直接與窯尾排風(fēng)量有關(guān):當(dāng)加大窯尾排風(fēng)量時,O2含量會明顯地上升;當(dāng)減小窯尾排風(fēng)時,O2含量減小;當(dāng)減小到一定值時,不僅要造成窯內(nèi)還原氣氛(CO含量明顯上升),而且又要影響到預(yù)熱器系統(tǒng)的效率,因此,控制適當(dāng)?shù)腛2含量,對正常窯煅燒操作是必需的。寶山窯在點火調(diào)試期間,當(dāng)熟料產(chǎn)量達標(biāo)時,O2含量波動在4%～5%。然而,在近年的試生產(chǎn)中,O2含量高達7%左右,這又作何解釋?筆者以為仍然是產(chǎn)量過低所致。因為一方面,正如前所述,為了確保懸浮預(yù)熱器系統(tǒng)的正常運行,它必須保持一定的氣流量;另一方面,就燒成機理來說,有近70%的熱量是消耗在生料的預(yù)熱和分解上,這兩者都要通過一定的窯尾排風(fēng)來解決。當(dāng)產(chǎn)量較高時,通過加大窯尾排風(fēng),使這兩方面很好地協(xié)調(diào)起來,產(chǎn)量過低就必然導(dǎo)致單位熟料廢氣量的增加(O2含量明顯增加),熱量損失增大。

3.3  關(guān)于三通道噴煤管使用問題

    前已講過三通道噴煤管的優(yōu)點在于能夠最大限度地降低窯中一次風(fēng)的含量,其原因是該種噴煤管將一次風(fēng)分為三股風(fēng):送煤風(fēng)、內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)。如何操作三通道噴煤管就是如何使用這三股風(fēng)。根據(jù)寶山窯的具體情況,送煤風(fēng)量的控制應(yīng)主要取決于煤粉細度和水分,水分高(大于7.5%)細度粗(4900孔篩余量大于12%),則送煤風(fēng)量就大,反之則小;內(nèi)風(fēng)的控制應(yīng)主要取決于煤質(zhì)狀況,揮發(fā)分低(小于25%),灰分高(大于18%),內(nèi)風(fēng)可相應(yīng)增加;外風(fēng)的控制則是根據(jù)火焰發(fā)散程度來定。

    寶山窯在達標(biāo)性能試驗時,煤質(zhì)狀況如下:Wy:1.12%;Ay:15.84%;Vy:32.54%;FCy:50.80;QyDW:23956kJ/kg;細度(4900孔篩余)7%～8%。所用送煤風(fēng)量為:1379.8m3/h,內(nèi)外風(fēng)量為:1335.6m3/h,整個一次風(fēng)量約占整個窯用風(fēng)量的8.27%。

    但是,在后來的生產(chǎn)中,尤其是在冬季,煤質(zhì)狀況變化不大的情況下,送煤風(fēng)量與內(nèi)外風(fēng)量的控制有一些變化。例如,送煤風(fēng)量已提高到1526.8m3/h,而內(nèi)外風(fēng)量則降至為1196m3/h,分析其主要原因是由于兩臺羅茨風(fēng)機(窯的一次風(fēng)機)吸入了單筒冷卻機筒體蒸發(fā)的大量水蒸氣,易使煤粉成團,并粘附在噴煤管壁上,迫使送煤風(fēng)量提高,這是今后必須要進行改進的。 懸浮預(yù)熱器

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