论回转窑生产中煤质变化的控制措施

通过对水泥生产过程中煤质、煤耗情况的分析，提高了生产过程中一些改进措施和建议。  
在我国水泥生产中，除一些厂配置煤预均化设施外，大部分工厂均无煤均化设施或均化设施落实，使入窑煤的质量波动较大。如我公司在一段时间内曾经使用过几种不同质量的煤（见表1）。  



由表1可知，三种煤的质量相差较大，如生产工艺不作调整，则对回转窑的产量、质量及安全运转产生较大的影响；表2是对比情况，使用A2煤时回转窑的产量、质量较好，安全运转周期较长，而使A1、A3煤时回转窑的产量、质量稍差，运转周期相对短些。因此，研究和掌握煤质变化时回转窑生产工艺的影响，及时采取有效措施，为生产实现优质、高产、低耗的目的具有重要意义。   
                               表2   使用不同煤时的对比情况  



煤质变化对回转窑生产工艺的影响是多方面的，但归纳起来主要有以下几个方面。  
1．3煤质变化引起熟料配料成分的波动  

煤质变化将导致：①使掺入到熟料中的煤灰量发生改变；②煤灰掺入到熟料中的均匀性发生改变；③煤灰中各氧化物含量发生相对变化。表3是使用不同的煤煅烧相同成分的生料时熟料的化学成分和率值，分析表3中的有关数据可以发现，煤灰分每变化1%，熟料饱和比KH改变约0.008左右，可见，煤质变化对熟料配料成分的影响较大。  

表3使用不同煤时熟料化学成分（%）及率值的变化  
  
煤质变化对煅烧制度的影响主要有：①使火焰的形状、火焰的温度、火焰的扩散速度及火焰在回转窑的燃烧位置发生改变；②引起回转窑热工操作控制参数的改变，使窑物料在各化学反应带的煅烧位置、煅烧温度、煅烧时间发生相对变化。对于煅烧表3中的生料成分，在使用A2煤时，窑的煅烧制度比较合理，主要体现在：①火焰温度比较高，高温部分长度合适，有利于熟料的烧成；②火焰局部温度不易过高，少损坏并易于维护窑皮，延长安全运转周期；③火焰两端低温部分不拖长，窑前后不易结圈，来料稳定，窑内物料情况易于观察，便于操作；④高温部分的位置适当，热能在窑内的分布合理，有利于强化生产。在使用A1煤时，由于煤的灰分高，挥发分高，固定碳低，发热量低，造成：①整体火焰的温度低，白火焰过长，高温部分相对拉长，使熟料在烧成带停留时间过长，在过渡带（放热反应带）的煅烧时间缩短；②由于火焰拖长，使烧成带冷端的窑皮结得过长，使操作不稳定。而在使用A3时，由于煤的灰分低，挥发份低，固定碳高，发热量高，造成：①整全火焰的温度相对较高，白火焰短，高温中分相对较集中，熟料在烧成带停留时间相对短些，而在过渡带的停留时间延工；②操作不顺极易出现局部高温现象，窑皮被烧垮，窑安全运转周期短。因此，对于煅烧表中3的生料成分，使用A1、A3煤时，火焰的热能在回转窑内的分布不尽合理，操作时煅烧制度不易稳定。  
1．3煤质变化影响熟料质量  

煤质变化对熟料质量的影响主要是：①煤灰分的变化干扰熟料化学成分的稳定，煤灰分变化大，干扰程度越大，引起熟料矿物组成的变化；②煤燃烧的变化影响窑的热工制度，也影响熟料的矿物结构。表4是煅烧同一生料成分使用不同的煤质时，熟料的矿物组成及物理性能。由表4可知，使用A2煤时熟料的28d抗压强度达到了61.5MPa，而使用了A1、A3煤时，熟产的28d抗压强度分别仅有56.3MPa和58.5MPa，说明煤质变化对熟料质量的影响较大。  

  
以上分析表明，煤质变化对回转窑生产的影响应引起我们足够的重视。根据实践在生产中可以采取以下对策和措施。  
2.1加强原煤的搭配使用和均化工作  

在选择煤炭供应单位和矿点时，尽量用同一单位同一矿点的原煤；在原煤进厂取样化验后，根据其质量情况，分区分堆存放，杜绝不同单位、不同矿点、不同质量的原煤混堆；堆场里的煤根据各自的质量指标，搭配进库；分存于库中的煤再根据其质量搭配进磨。采用多次搭配，有利于稳定煤的质量。  

2.2注意调整进窑煤粉细度指标  

对煅烧A2煤来说，入窑煤粉的细度指标一般控制为10±1%（0.080mm方孔筛筛余，下同）；当采用灰分较高的煤时，可适当地降低入窑煤粉的细度指标，如使用A1煤时，入窑煤粉的细度指标可降为8±1%。入窑煤粉细度指标的降低有利于煤粉快速和充分的燃烧，同时也利于煤灰均匀地分布降落于熟料中；当煤的灰分较低时，则反之。这有利于提高煤磨的产量和降低粉磨电耗。  

2.3改进喷煤嘴的设计和操作参数  

对单通道喷煤嘴来说，煤质变化时，必须根据煤质的变化情况注意：①调整一、二次风的比例。如使用A1煤时，因A1煤挥发分较高，故可适当增加一次风比例，减少二次风量；②改进喷煤嘴拔哨的倾角。如：在使用A3煤时，拔哨倾角为α=6°39″，而使用A1煤时，而因煤灰分高，故可适当增大喷煤嘴拔哨的倾角（α=6°58″），以增大涡流度，增加风和煤的混合，提高燃烧速度；③改变喷煤嘴外加平头的长度。一般地说，外加平头的长度越长，火焰越稳定，形成的火焰也越长，为此，在使用A3煤时，因煤的灰分低，挥发分低，白火焰短，故可增加外加平头的长度（L=100mm）。而对三通道喷煤嘴来说，煤质变化时，必须根据煤质的变化情况及火焰状况及时调整喷煤嘴的内、外风的比例及其风速，一般加大内风及其风速可缩短火焰，而增大外风及其风速可拉长火焰，为此，在使用A1煤时，因其灰分高，固定碳低，白火焰长，可采用增加内风及其风速的办法缩短火焰；而使用A3煤时，可采用增加外风及其风速的办法，使因固定碳高导致火焰高温部分相对集中的火焰得到拉长。  

2.4适时调整配料工艺参数  

煤灰分高，如使用A1时，因A1煤发热量低，熟料配料控制指标与正常指标相比，KH可适当降低，取配料指标的下限值（KH=0.900±0.01），熟料的液相量可适当增加，熟料Fe2O3指标可取指标的上限值（Fe2O3=4.6±0.2%）；而当煤灰分低时，如使用A3煤，因A3煤发热量高，熟料配料控制指标与正常指标相比，KH可适当提高，取配料指标的上限值（KH=0.920±0.01），熟料的液相量可适当减少，熟料Fe2O3指标可取指标的下限值（Fe2O3=4.6±0.2%）。  

2.5改善工艺操作参数，实行优化操作  

对回转窑来说，重要的工艺操作参数一般有：①窑速（一般r=67r.p.h）；②窑尾温度（一般200℃）；③烧成温度；④窑负压（一般75mmH2O）等，这些工艺操作参数必须根据所使用的煤质的情况合理选择，才能确保煤、料、操作三对口。如在使用灰分高、挥发分高的A1煤时，因煤的发热量低，白火焰长，操作时可适当提高窑尾温度（220℃）和窑速（r=70r.p.h）；而在使用灰分低、固定碳高的A3时，因煤的发热量高，白火焰短，高温部分相对集中，操作进可适当降低窑速（r=63r.p.h），提高烧成温度，保持窑尾温度200℃等。只有这样，才能实行优化操作，达到回转窑优质、高产、低消耗和长期安全运转的目的。