窑系统正常生产工艺操作管理

一、窑系统主要工艺参数的设定和控制

从预分解窑生产的客观规律可以看出,均衡稳定运转是预分解窑生产状态良好的主要标志。生产实践表明,日常生产中使窑系统处于良好的生产状态,主要通过以下窑系统中工艺参数的设定和控制来实现的。

(1)烧成带温度的判断和控制

(2)预热器系统工艺参数设定和控制

(3)窑速和生料喂料量设定和控制

(4)冷却机的工艺操作

它们调节控制的目的是从窑系统的热力平衡规律出发,完成对全窑系统“前后兼顾、综合平衡”,使窑系统保持最佳的热工制度,提高熟料的产量和质量,降低系统能耗,实现持续地均衡运转。

1、烧成带温度的判断和控制

窑内的烧成带温度,直接影响到熟料的产质量、熟料的热耗和耐火材料的长期安全运转,掌握好烧成温度,稳定热工制度是窑系统工艺操作的主要任务之一,根据生产实践表明和理论分析,烧成带温度的判断和控制主要通过窑头火焰、窑尾氧化氮(NOx)浓度、窑电流三个参数变化来判断,通过调整喂煤,喂料,窑速度等实现控制的。

1.1窑电流(对烧成温度反映权值为50%)

由于煅烧温度较高的熟料,被窑壁带起得较高,因而其传动电流较煅烧差的熟料为高。故此结合窑头火焰温度的测量和废气中NOx浓度等参数,可对烧成带物料煅烧情况进行综合判断。但是由于窑内掉窑皮以及喂料量变化、入窑生料成份波动等原因亦会影响窑转动电流的测量值,结合生产实践对窑转动电流变化的原因总结为:

在某一操作状态下窑电流逐渐上升,可能原因有:

(1)窑内煅烧温度平缓升高,窑况良好,有利于提高熟料煅烧质量。但操作中应防止物料“过烧”,把f-CaO控制在合理范围之内,不仅保护耐火材料又降低系统热耗。操作中调节控制如:略降低分解炉出口温度的控制或减少窑头用煤量等。

(2)生料喂料量与窑速未同步操作或调整。窑速设定控制过慢,或调整生料喂料量时窑速控制未作相应调整,使窑中物料填充率过大,导致负荷过大。

(3)熟料煅烧过程中,烧成带温度及NOx浓度变化不大,而窑电流上升,可判断为大量窑皮垮落,使窑转动产生偏心力矩,其电流上升。

(4)熟料煅烧过程中,烧成带温度及NOx浓度大幅度下降,可判断为窑中后圈垮落,生料前移,电流上升。

(5)生料成份发生波动,石灰饱和系数上升,物料易烧性下降,被迫提高窑内煅烧温度,导致液相增加,物料被窑壁带起的高度增加,窑电流上升。

当在某一工艺操作状态下窑电流下降原因有:

(1)窑内燃烧温度较低,熟料被窑壁带起得较低,致使窑况较差,不利于提高熟料的质量。操作应做相应参数调整。如略提高分解炉出口气体温度,增加窑头煤粉量,或略减窑喂料,加强煅烧改善窑况。

(2)熟料煅烧过程中,烧成带温度、NOx浓度变化不大,篦冷机一段压力上升,可判断为前圈垮落,造成窑电流下降。

(3)生料成份发生波动,石灰饱和系数下降,生料易烧性好,所需煅烧温度低,熟料易烧结,产生液相量相对较少,物料被窑壁带起的高度较低,窑电流下降,此情况要注意烧流。

1.2窑头火焰温度(对烧成温度反映权值为30%)

窑头火焰温度通常以比色高温计测量,作为监控熟料煅烧温度的标志之一。正常熟料煅烧状况下,窑头火焰温度控制在1650℃-1750℃之间。根据生产实践表明窑烧成带火焰温度,仅可作为烧成带温度高低综合判断的参考,且要注意窑头飞砂对其准确性的影响。有些工厂没有安装比色高温计,可通过摄像头或现场直接看火来判断。火焰亮且集中,说明烧成带温度较高;火焰发暗且较散,说明温度不够。

1.3氧化氮(NOx)浓度(对烧成温度反映权值为20%)

NOx的形成与O2、N2浓度及烧成温度有关。由于窑内N2几乎不存在消耗,故仅与O2浓度及烧成带温度有关。O2浓度高及烧成温度高,NOx生成量则多;反之减少。故以NOx浓度作为窑内烧成带温度变化的一种间接控制参数,且时间滞后较小,很有参考价值。

在生产实践中NOx浓度除与O2含量及烧成带温度有关外还与以下因素有关:(1)石灰饱和系数;(2)分解炉出口温度;(3)燃料的喂入量;(4)不完全燃烧等。因此在工艺操作中结合以上控制参数,对烧成带温度作出正确判断,有利于熟料的产质量和系统耐火材料的保护。

二、熟料煅烧过程中的质量控制

水泥的质量主要决定于熟料的质量,要获得优质的熟料,根据预分解窑生产的工艺特点,除要控制原材料和燃料外,还要有合格的生料,同时也要控制合理的熟料化学成分、矿物组成及率值。但熟料煅烧