试论窑头喷煤用风机和喷煤管用风机

    当三通道喷煤管代替了单通道喷煤管用于我国的窑外分解窑以后，在窑头“喷煤用风机”和窑头“喷煤管用风机”之间的关系就变得不那么清晰了。所谓窑头“喷煤用风机”就是产生空气将煤粉携带到喷煤管后送入窑内的风机，即是在喷煤管中产生“煤风”的风机；而所谓窑头“喷煤管用风机”就是产生输送煤粉的空气和其它不输送煤粉的空气并将它们吹进到喷煤管后送入窑内的风机，即是在喷煤管中产生“旋流风”、“轴流风”、“中心风”和“煤风”等的风机。
　　众所周知，“当1885年弗雷特里克?兰萨姆首先将回转窑引用到水泥工业中来的时候，煅烧水泥熟料的燃料是天然气，稍后，回转窑烧的是燃料油，直到后来才开始烧用煤粉。”[著作1-P239] 据记载：“十九世纪九十年代煤粉燃烧首先在美国水泥工业中获得工业上的实际成功。”[著作1-P210] 德国也在此时“用煤粉作燃料在回转窑内煅烧熟料”[著作2-P7]。由此可见，回转窑使用单通道喷煤管吹送煤粉煅烧水泥熟料的历史可以追溯到110多年以前，既使在德国皮拉德公司于20世纪70年代末开始使用煤粉燃烧的三通道燃烧器[著作3-227]以后的今天，仍有很多的回转窑在煅烧水泥熟料时使用单通道喷煤管向窑内喷煤。因为在这110多年中，人们用这样一种传统的喷煤管系统向回转窑内喷送煤粉以对水泥熟料进行煅烧已有了丰富的经验（图1）[著作4-P39]，并建立了一套较为完整的“一次风”和“二次风”理论。
    　
　　 图1 传统喷煤管示意图
1-鼓风机；2-喷煤管；3-煤仓；4-喂煤绞刀；5-下煤管；6-喷煤管伸缩装置；7-喷煤管位置调整装置；8-喷嘴

　　在图1中的鼓风机，就是向窑头喷煤管和回转窑中吹送煤粉的风机，其中携带煤粉入窑的风称为“一次风”即喷煤管中的“煤风”，而这种风机人们已习惯地称作“一次风机”。“一次风机”在这种系统中，即是窑头“喷煤用风机”，又是窑头“喷煤管用风机”。
　　当上个世纪八十年代在我国出现了窑外分解窑以后的最初几年，上述传统的喂煤和喷煤管系统也还在分解窑中使用着（图2）[著作5-P147]。此时窑头“喷煤用风机”和窑头“喷煤管用风机”仍然是一台风机，即“一次风机”。
    
淮海水泥厂窑头喂煤系统
　　　　　　　　　 1-煤粉计量仓；2-卸料阀；3-放气阀；4-流量计；5-双管螺旋喂料机；6-叶轮喂料机；7-喷煤管 料器     
　 宁国水泥厂窑头喂煤系统 1-煤粉计量仓；2-煤粉喂料机；3-称量喂料机；4-密闭回转卸
图2

　　随着三通道喷煤管作为新型煤粉燃烧器在我国窑外分解窑上的使用，回转窑窑头出现了两台离心式鼓风机。它们分别向窑头喷煤管吹送煤粉入窑及向窑头喷煤管吹送“净风”（又称“旋流风”和“轴流风”）入窑[著作5-33]。延用传统的概念，其中用于向窑头喷煤管吹送煤粉入窑的鼓风机应该是“一次风机”；而同时向窑头喷煤管吹送“旋流风”和“轴流风”入窑的“净风风机”最好不要称其为“一次风机”，因为这后面的“净风风机”与前面的“一次风机”在功能上和作用上是不同的。在此，“一次风机”是窑头“喷煤用风机”，而“净风风机”和“一次风机”一起是窑头“喷煤管用风机”。
　　在三通道喷煤管的使用中，有些厂家又认为“旋流风”和“轴流风”使用一个鼓风机会给生产调节带来不便，于是建议使用两台各自的鼓风机[见“水泥”1991年12期]。此时，窑头“喷煤用风机”仍然是“一次风机”，而窑头“喷煤管用风机”则包括三台，即除了“一次风机”外，还有“旋流风机”和“轴流风机”。
　　近十年来，当“中间仓煤粉制备及泵送系统”和“中间仓煤粉制备及计量输送系统”与三通道喷煤管结合起来使用到窑外分解窑的窑头喷煤系统以后，煤粉输送泵（如螺旋泵）和计量输送设备（如转子秤）的压缩气体来源——罗茨风机或空压机就成为窑头“喷煤用风机”。（图3）[著作6-89] （图3 中将序号8以后的设备搬掉，换上转子秤就是“计量输送系统”）。虽然它们现在已远离窑头而转移到了“煤粉制备”车间，但它们仍是利用“一次风”将煤粉通过喷煤管喂到窑内去的。而在窑头原“一次风机”位置上布置的“净风风机”与远离窑头的罗茨风机或空压机共同组成窑头“喷煤管用风机”。
    
图3 中间仓煤粉制备及泵送系统
1-原煤仓；2-计量喂料机；3-风扫磨；4-粗粉分离器；5-旋风收尘器；6-螺旋输送机；7-煤粉仓；8-双管螺旋喂料机；9-冲击流量计；10-分料阀门；11-螺旋泵；12、15-排风机；13-电收尘器；14-热风炉
　　为了更好地控制煤粉的燃烧和减少NOX的含量人们又发明了四通道或多通道喷煤管（图4）[著作3-P241]。其中又多了一个“中心风”或曰“内流风”，产生它的风机应该也是属于窑头“喷煤管用风机”的一个，而不应该是“一次风机”。尽管在有的文章中存在“进入喷煤管的风就是一次风”的说法。
    
　　 图4 Rotaflam 燃烧器
　　综上所述，从回转窑使用煤粉煅烧水泥熟料以来，将煤粉鼓吹到喷煤管并送入窑内的风机始终称为“一次风机”即是窑头“喷煤用风机”。这种风机一般只有一台，或是离心式风机，或是罗茨风机，或是空压机（罗茨风机可能有备用一台）。而窑头“喷煤管用风机”除了上述“一次风机”以外，还有“旋流风机”、“轴流风机”、“中心风机”等不输送煤粉的“净风风机”。在这些“净风风机”的附近还有“安全冷却风机”或曰“事故风机”。

参考资料
[1] 沃尔特?H?杜达 国际水泥工艺资料集 中国建筑工业出版社 1981年10月
[2] 沈曾荣 耿光斗 等译 水泥工艺进展 中国建筑工业出版社 1983年3月
[3] 陈全德 等编著 水泥预分解技术与热工系统工程 中国建材工业出版社 1998年1月
[4] 韩梅祥 主编 水泥工业热工设备及热工测量 武汉工业大学出版社 1993年10月
[5] 天津水泥工业设计院等 日产700吨水泥窑外分解窑设计 中国建筑工业出版社 1986年3月