精细优化操作参数 提高熟料产质量

　　临沂中联水泥有限公司5000t/d双系列预热器带NST-1型分解炉熟料生产线，公司通过加强精细化管理，优化调整回转窑工艺操作参数，提高了回转窑运转率和产质量， 2010年上半年共生产熟料93万多吨，熟料 3d抗压强度达到31.8MPa，熟料 28d抗压强度达到57.6MPa，熟料质量的提高不但降低水泥中熟料用量，增加混合材的掺加量，而且提高水泥磨产量，降低水泥生产成本，提高企业经济效益。现将工艺精细优化调整情况进行总结，供同行参考。

　　1.存在的问题

　　由于各企业从事新型干法水泥生产时间的长短不同，导致操作水平不一样，同时由于存在生产管理的精细化程度的差异，导致企业经济效益不同，企业如何在竞争十分激烈的市场中站住脚，是每个管理者必须思考的问题，事实证明只有不断推行精细化管理，逐步实现生产管理由过去的“粗放型”向“精细化”的转变，才能提高产质量，降低生产成本，提高企业经济效益。对影响公司生产的因素进行分析整理，主要存在一下问题：

　　1.1 进厂石灰石质量波动

　　进厂石灰石中的CaO、MgO波动，引起出磨生料的质量的波动，进而导致回转窑热工制度不稳定，熟料煅烧操作困难，窑操作参数频繁调整，引起熟料产质量波动。

　　1.2 进厂原煤质量波动

　　由于受市场因素的影响，原煤供应紧张，原煤价格上涨，进厂原煤质量频繁波动，厂内原煤库存量也受到限制，致使堆场原煤不能很好地得到均化搭配，入窑煤粉灰分波动大，不但会引起熟料化学成分和率值波动，而且影响熟料煅烧温度，从而影响熟料产质量。

　　1.3 熟料三率值需进一步优化

　　熟料率值控制范围KH：0.91±0.02，SM：2.8±0.1，IM：1.6±0.1，率值控制不合理导致料子吃火，回转窑操作困难，熟料结粒细小，窑头飞沙严重，熟料立升重低，fCaO含量高，熟料强度低。

　　1.4 窑系统操作参数有待优化

　　1.4.1 窑、炉用风比例失调

　　预分解窑不仅存在总风量的调节问题，而且存在风的分配题 即窑内通风和三次风的匹配。每次更换三次风阀体后使用不久被烧断，造成三次风过大，窑内缺氧，窑内热力强度大幅下降，窑电流偏低仅410—640A，稍有不慎就窜黄料，fCaO圈合格率低。45m处结圈，熟料产质量下降。

　　1.4.2 入窑生料三率值波动较大

　　回转窑煅烧强调“五稳保一稳”，入窑成份的稳定在五稳中占相当大的比重。以前我们没有重视对生料均化库底六个卸料区的管理，致使入窑物料均化效果较差，入窑三率值波动较大，窑况不稳，影响熟料产质量的提高。

　　1.4.3 分解炉冲煤现象频繁

　　分解炉煤粉输送压力偏低且在22~28 kPa之间波动，导致分解炉喂煤波动大，稳定性差，致使分解炉出口温度波动大不易控制，有时分解炉出口温度最高1080℃，这样导致入分解炉物料分解率过高，再加上窑操作参数波动时，窑头煤粉存在后燃现象，这样易导致液相提前出现，导致烟室和分解炉缩口结皮；当分解炉出口温度控制偏低时，入窑物料分解率降低，熟料煅烧困难，影响熟料烧成质量，同时它也是影响熟料热耗上升的重要因素。

　　1.4.4 窑头一次风压偏低

　　一次风压由原来的27.8kPa降至25.3kPa。外风压力由24.6kPa降至22.9kPa，内风压力由24.9kPa降至23.1kPa，窑前火焰发飘，黑火头很长，一次风压偏低难以加强风、煤混合，导致煤粉燃烧不完全，火焰相对被拉长，烧成带温度低，窑尾温度高，窑尾烟室结皮相当严重，平均每2个小时就得清理一次窑尾烟室结皮，不但增加巡检工的劳动强度，而且也存在安全隐患；同时窑内通风偏小，导致窑内结大蛋产生黄心料，熟料还原现象严重，熟料fCaO含量偏高，立升重大幅下降，影响熟料质量的提高。

　　1.4.5 二、三次风温偏低

　　由于机械、电气、工艺和操作等原因，篦冷机一室的压力控制不稳，二、三次风温低且波动大，二次风温950~1040℃，三次风温在750~820℃，这样易导致煤粉燃烧不完全，火焰被拉长，导致烧成带温度低，窑尾温度高，液相容易提前出现，导致烟室和分解炉的缩口结皮，物料在窑内容易提前黏结成球，熟料煅烧不完全，导致熟料fCaO含量偏高，立升重大幅下降。

　　1.4.6 分解炉出口温度偏高

　　通过检测入窑生料的分解率，入窑生料表观分解率高达92%~95%，分解炉出口温度在890~910℃，窑尾温度在1100~1180℃波动，这样液相易提前出现，导致窑尾烟室和分解炉缩口结皮频繁。

　　1.4.7 窑系统漏风严重，热效率降低

　　人孔门、翻版阀盖、检修孔、以及浇注料的浇注孔、烟囱帽等地方存在漏风 ，烧损的翻板阀也造成的内漏风， 由于C5 的内筒挂板脱落，降低了旋风筒分离效率，使气固两相在旋风筒内的运动轨迹产生紊乱，进一步影预热器的换热效率。

　　1.4.8 窑速偏低

　　投料量355t/h,窑速在3.65rpm，窑速过慢，窑内物料填充率高，影响窑内通风，不利于煤粉充分燃烧，产生黄心料，熟料fCaO也高。同时大量未燃尽的煤粉落入料层造成不完全燃烧，还容易出现大蛋或结圈。

　　2.精细管理，优化调整工艺参数

　　2.1 加强进厂原材料的质量监控

　　加强对进厂石灰石进厂质量管理，要求CaO≥48.5%、MgO≤2.5%,但随着矿山的开采不同采区MgO含量发生变化，进厂石灰石中 MgO含量的上升，导致回转窑系统结皮、结蛋、结圈增多，影响回转窑系统安全运行。

　　化验室及时对石灰石矿山各采区进行取样分析，根据石灰石化学分析及时调整各采区石灰石进厂搭配比例，确保进厂石灰石中MgO含量≤2.5%，防止因MgO含量过高产生结皮、结蛋、结圈，影响窑系统安全运行。

　　2.2 加强对进厂原煤的监控和均化

　　煤质的波动不但导致配热的变化，引起窑系统热工制度的的不稳定，而且引起熟料成分的变化，通过数据对比发现，煤灰每变化1%，熟料KH变化约0.008，可见煤质变化对熟料质量的影响。煤的灰分高，热值低，容易造成不完全燃烧，预分解系统结皮堵塞；煤灰掺量过多，使窑内的煅烧温度降低，易造成烧成带长厚窑皮，影响窑的安全运转。

　　对进厂原煤严格把关，在保证进厂原煤发热量满足控制要求的前提下，重点控制进厂原煤灰分的波动。原煤灰分控制指标由过去A≤23%改为20±2%；同时对进厂原煤严格按不同客户进行分别堆放，根据原煤的质量按比例进行均化搭配进入均化堆场，煤粉质量波动范围大大缩小，不但稳定熟料成分，而且熟料煅烧热工制度的到保证，降低熟料烧成热耗。

　　2.3 优化调整熟料率值

　　配料的内涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值，根据公司原燃材料和烧成系统的特点，配制出的生料易烧性要好，有利于回转窑优质高产。因此无论是由进厂石灰石中MgO含量偏大引起，还是由出磨生料中Al2O3和Fe2O3含量高引起熟料成分的变化，均导致生料易烧性变化，都要及时优化调整出磨生料配料方案，三率值由原来的：KH：0.91±0.02，SM：2.8±0.1，IM：1.6±0.1，优化调整为：0.91±0.02，SM：2.7±0.1，IM：1.5±0.1，适当提高熟料液相量，减少窑头飞沙，降低fCaO含量高，提高熟料强度。

　　2.4 优化窑系统操作参数

　　2.4.1 稳定窑、炉用风比例

　　如何延长三次风闸阀的使用周期一直是困扰着我们的一件难题。一般情况下阀体使用不到3个月就塌落下来，造成三次风过大，窑内缺氧，窑内热力强度大幅下降，稍有不慎就窜黄料，fCaO合格率降低。经过分析研究我们自己设计改用 ZGCr25Ni20 为材质的耐热钢板作挡板，采用莫来石质浇注料进行浇注，从而延长三次风闸阀的使用周期，还可根据需要随意调整三次风阀，保证窑、三次风的用风比例，提高窑内热力强度，改善熟料煅烧质量。

　　2.4.2 稳定入窑生料三率值

　　制定措施加大对生料均化库卸料区的管理，规定窑操作员必须实现六个区自动卸料，两个相对区同时下料且保持顺畅，气动阀开关灵活，为提高库底充气压力，对库底卸料充气罗茨风机更换，由原来22kW更换现在30kW，从源头上保证了下料顺畅，并且对国产冲板流量计更换为申克称，确保入窑物料计量准确，减少入窑物料量波动，稳定熟料煅烧热工制度，降低熟料烧成热耗。

　　2.4.3 稳定分解炉出口温度

　　煤粉输送系统共有三台罗茨风机，尾煤输送罗茨风机型号为ZMH4-250,风机参数为：风压58.8kPa，风量92.4m3/min,电机型号为Y315M-4,功率132kW,转速1450r/min, 头煤输送罗茨风机型号为ZMH4-250P, 风机参数为：风压58.8kPa，风量81m3/min，电机型号为Y315M-4, 功率110kW,转速1450r/min, 备用罗茨风机型号与尾煤输送罗茨风机型号及电机型号相同，单独使用尾煤输送罗茨风机时，入转子称煤粉输送压力在23~28 kPa之间波动，这样导致尾煤转子称冲煤现象频繁发生,分解炉出口温度波动大，不易控制最高温度达1080℃，这样导致入分解炉物料分解率过高，存在安全隐患，针对尾煤转子称冲煤的问题，分析认为是由于尾煤输送罗茨风机风压低且压力波动大所致，决定开启煤粉输送备用罗茨风机来提高煤粉输送压力，通过调整放风阀提高煤粉输送压力，控制入尾煤转子称煤粉输送压力在35-37 kPa之间波动，这样稳定分解炉出口温度出现大的波动，分解炉出口温度得到控制。

　　2.4.4 提高窑头一次风压

　　我们严格控制一次风压力、内外风压力，目的是保持窑内升温速率和较高的烧成温度，且对窑衬不具有伤害性，通过仔细观察、研究、分析认为是由于一次风机电机使用时间过长，导致电机老化，电流过高，为保护电机，中控操作员不得不开大放风阀，致使一次风压降低，在窑系统停机检修时更换了窑头一次风机电机， 窑头一次风压恢复正常，为回转窑的优质高产提供物质保障。

　　2.4.5 提高二、三次风温

　　自投产以来二次、三次风温一直偏低，给窑的煅烧及下一道工序的安全生产造成了很大的影响，通过技术论证，公司决定对篦冷机冷却系统进行改造，取得了良好的效果。

　　为保证一段物料能够得到充分冷却，且又为窑内提供充足的风量，我们将一、二室平衡风机由原来的75kW更为90kW，一、二室三台活动充气梁风机电机由原来75kW、90kW改为90kW、110kW，五台风机改造后，为采取厚料层操作创造了有利条件，控制一段篦床料层厚度在600-800㎜，二段篦床料层厚度在500-700㎜，一段一室风压控制在6000-6500Pa，二段五室风压控制在3200-3600Pa，这样操作可以使二风温控制在1050-1150℃，三次风温控制在830-950℃左右，有利于煤粉的完全燃烧，提高熟料烧成温度；强化熟料的冷却效果，使出篦冷机熟料温度达到130℃以下，改善熟料的易磨性，提高水泥磨的产量，降低生产成本。

　　2.4.6 降低分解炉出口温度

　　如果分解炉出口温度控制过高，液相会提前出现，会在预热器及窑尾烟室形成结皮，但分解炉出口温度也不能控制过低，否则易导致物料分解缓慢，生料在分解炉运行速度降低，停留时间延长，增加炉内负担，使炉内压差增大，造成分解炉塌料，从而造成窑内热工制度不稳定。为此适当降低分解炉出口温度，温度由890-910℃调整到870-890℃，使入窑物料表观分解率由92%~95%降低到90%~92%，防止液相提前出现形成蛋核，影响窑系统安全运行。

　　2.4.7 减少窑系统漏风，提高热效率

　　首先加大了对预热器系统各级外漏风地处理，如人孔门、翻版阀盖、检修孔、以及浇注料的浇注孔、烟囱帽等都用矿棉和玻璃水堵之；其次对因烧损而造成的内漏风的翻板阀坚决更换；第三大修时对因使用周期过长且烧损严重变形C3、 C4、C5 的内筒进行更换，使气固两相在旋风筒内的运动轨迹不产生紊乱，提高了旋风筒分离效率和预热器的换热效率。

　　2.4.8 适当提高窑速

　　窑速过慢，窑内物料填充率高，影响窑内通风，不利于煤粉充分燃烧，物料与热气体热交换差，预烧不好，生料黑影就会逼近窑头，窑内热工制度稍有变化，极易跑生料，这时即使增加喂煤量，由于窑内料层厚，烧成带温度回升也很缓慢，容易出现短火焰急烧；当控制参数不当有蛋核形成时，物料在窑内停留时间越长，越有利于蛋核的长大。投料量365t/h时窑速由3.80-3.85r/min提高到3.90r/min以上，这样有利于减少窑内物料填充率，增加窑内通风，使煤粉充分燃烧，防止窑尾局部出现高温，液相提前出现形成蛋核；同时有利于新生CaO和SiO2反应活性提高，提高烧成速率，生成晶格细小的、发育良好的阿利特晶体，提高熟料强度。

　　3.效果

　　通过强化窑系统精细化管理，优化工艺操作参数调整等措施，回转窑产量由5300—5450 t/d提高到5600—5700 t/d，2010年上半年共生产熟料93万多吨，超额完成集团公司下达生产任务指标，熟料综合烧成电耗由62.2kWh/t下降到 60.8kWh/t，熟料标准煤耗有108.5kg/t下降到107.2kg/t，熟料fCaO合格率由75%提高到92%，熟料3d抗压强度由29.6MPa提高到31.8MPa，熟料28d抗压强度由54.9MPa提高到57.6MPa，取得了较好的经济和社会效益。