水泥预分解窑燃烧一次风二次风三次风浅谈.docx

水泥预分解窑燃烧一次风二次风三次风浅谈充分认识二、三次风温的重要意义二、三次风在熟料生产中不但是煤粉燃烧的氧气供应者，又是回转窑、分解炉的重要热源，更是物料在分解炉中完成悬浮、混合、旋喷、扩散等多重任务的动力源泉，具有三重重要意义。二、三次风是一对挛生兄弟，都源於窑头罩，具有相同的温度和成分性质，一个用于回转窑，一个用于分解炉，是熟料生产所需的必要条件。水泥熟料的生成是液相烧结，较高的反应温度可获得较高的合成率;同理相同的合成率，温度越高，反应时间越短，反应速度越快，高温对固相反应的扩散具有大的影响。新型干法生产追求较高的反应程度、最低的时间消耗、达到最高的产量。更少的反应时间需要有较高的反应温度，二、三次风温的高低与煤质的优劣是影响温度、影响熟料煨烧效果的两大因素，而二、三次风温的高低常有着不被人十分看重的重要意义。1、三次风对分解炉工作状态的影响1.1 分解炉的工作状态（1）辉焰燃烧。当煤粉喷入分解炉后，在三次风的作用下物料、煤粉颗粒在热气流中悬浮，吸收热量燃烧，发出光和热，形成无数的小火星；这些小火星实质上是一个个小的火焰，它们在气流作用下悬浮、充满整个分解炉，形成燃烧区，但从整体上却看不到具有一定轮廓的有形火焰。因此分解炉中煤粉燃烧并不是一般意义上的无焰燃烧，而是充满全炉的无数小火星组成的燃烧反应，称之为辉焰燃烧，物料颗粒在三次风动力的作用下悬浮、扩散于高温热气流中，固体颗粒发出光、热辐射，呈辉焰状态。三次风温的高低、风量的多少直接影响着辉焰燃烧的效果和分解炉的工作状态。（2）辐射传热。分解炉内的传热主要以对流为主，约占99%,其次是辐射传热。辐射传热速率随温度的四次方而变化，这种辐射传热虽然只占分解炉内总传热量的1%,但却对全炉的温度均匀分布极为有利。由于分解炉中燃料与物料是以悬浮状态混合在一起的，燃料燃烧放出的热量立刻被物料吸收。三次风温高,燃料燃烧快、放热快，物料分解就快；三次风温低，燃料燃烧慢、放热慢，物料分解就慢。因此，三次风温度的增减对分解炉工作影响很大。在分解炉中，生料分解在接近平衡的条件下进行，炉内温度一般在860"C'920"C之间，这时如果温度有一定变化，如升高或降低，都将因幅射传热的变化打破原有的平衡，会引起分解反应速度的升高或降低，由于CaCO3分解反应对温度变化的敏感，温度升高或降低都将引起反应速度常数的增加或降低。这一反应速度直接受三次风温高低、速度、数量大小的影响。1.2 、作为动力的三次风气流在分解炉中，燃料燃烧放热，悬浮状态传热，与物料分解吸热这三个过程是紧密结合在一起的，只有在燃烧放热速率与分解吸热速率相适应时，分解炉才能发挥其应有的作用。因此，分解炉的大小首先应保证生料碳酸盐分解率符合要求（一般在85%95%）及燃料完全燃烬。从实验得知，当生料预热到600进入分解炉、在悬浮状态下、900°C时，0.8s内分解率可达到85%；而煤粉燃烬时间约需1.5s2s,可见煤粉完全燃烬所需的时间比碳酸盐分解所需的时间要长。因此，对分解炉内气流运动提出一定的要求，以适应物料吸热分解与燃料燃烧放热时间的一致。首先是分解炉在设计上利用自身结构上的变化、使气流产生强烈的旋转或喷腾效应，又由于离心力的影响，物料的流动速度滞后于气流的运动速度，使三次风在充分供氧的同时，成为物料激烈旋转、循环喷腾、悬浮输送的动力。为此要求分解炉各部位风速稳定，物料悬浮均匀，在相同的断面风速下，生料和煤粉由于气流附壁效应产生离心力的影响，使其在炉内所走的路程与气流所走的路径不同，从而使其在炉内的停留时间大幅度延长；炉内的气流依靠附壁效应使其含尘量大幅度增加而又不产生落料，使料粉在炉内获得适当长的吸热分解时间。同样，由于炉内的旋流或喷腾效应，煤粉滞后于气流，使煤粉颗粒在炉内的停留时间大大延长，造成炉内煤粉浓度增大，这样也会使分解炉单位容积燃烧颗粒总面积增加、使总的燃烧速度增大，从而提高分解炉单位容积的热负荷。二是用增大分解炉的容积和降低炉内风速来延长物料在炉内的存留时间。但大型窑外分解系统如片面增大分解炉容积，将增加制造、安装的难度、费用和运转能耗。为此出现了在分解炉上方至5级筒之间加装长60m大鹅管的设计，大鹅管具有增大炉容、延长路径、延长分解时间、延长煤粉燃烧时间等明显效果，是预分解窑技术的创新与发展。而降低风速，将减小气流悬浮输送能力，制约产量的提高，不可行。3、三次风温分解炉是窑外分解窑的核心，它不但承担着系统燃料燃烧、气固换热、物料在分解炉中完成悬浮、混合、旋喷、扩散、碳酸盐分解等多重任务，具有重要意义，而且对整个烧成系统的热力分布，热工制度的稳定起着至关重要的作用。虽然现在应用的分解炉型式众多，结构各异，但其特点和具有的功能基本相同，都属于高温气固多相流反应器，且具有悬浮床的特征。中控操作者应认识到：三次风温、分解炉温度是最重要的检测和控制参数，它不但表征了生料在分解炉内的预分解情况，即生料分解率的高低，同时也表征了燃料的燃烧情况。三次风温是窑系统最重要的操作参数，知道进分解炉三次风温的温度，基本上就可以判断出该窑系统的运转状况：如二次风温、烧成带位置、分解炉温度、进窑生料分解率、熟料的预期质量等。在正常情况下（三次风阀开到位、三次风管截面积正常）：如进分解炉三次风温的温度在900°C950°C,烧成带位置应在窑前，熟料28d强度应在56MPa以上；如三次风温的温度在800°C900°C,烧成带应在窑中，熟料28d天强度应在55MPa以下；如三次风温的温度在800°C以下，熟料烧不透、“黄心”、淬冷不好，28d强度应在50MPa左右或以下等，且对燃料消耗指标有明显的影响。因此三次风温是窑系统操作优劣的明显标识，是最重要的操作参数，中控操作员对此应严格把握，努力改善分解炉的工作状况，稳定热工制度。对烧成带位置影响二、三次风温高、低的这种依存关系也应是工厂管理者对生产环节关注的首要着眼点。同时应当指出：三次风温高、熟料质量好，是节能降耗、降低成本、提高产量的前提。温度是影响生料分解速度的最主要因素，随着温度的升高，分子运动速度加快，反应速度增加，分解速度常数增加，CaCO3分解时间缩短，速度加快，分解效果提高；分解率高、低是评价分解炉性能优劣的标志。三次风温的高低变化对分解炉炉温产生直接影响，故进入分解炉的三次风温应高于分解炉的中心温度，三次风温高，可直接提高分解炉炉温和分解率，入窑分解率高，窑内热负荷小，窑速快，热工制度稳定，熟料产、质量高。但这并不是说，分解炉内温度越高越好，分解率越高越好（如100%）。因为当生料还没完全分解时，燃料燃烧所放出的热量，除加热生料到分解温度以外，其余全部用于生料中碳酸盐的分解，这时炉内温度基本恒定，一般在850°C95（）"C之间，当分解炉中分解用热有富裕时，多余的热量就用于加热炉内物料，这时炉内和炉出口温度就要升高，这会导致分解炉内旋风筒及连接管道、下料管结皮堵塞、热量损失。因此，入窑分解率应控制在一定范围内，一般要留出一定比例的物料(如5%左右)入窑分解，以使操作稳定，同时在分解炉中没有被分解的物料大部分是结粒比较大、较难分解的；这些较难分解的物料喂入窑内经较长时间的煨烧，碳酸盐分解较为完全，在经济上是合理的。三次风温高，分子运动速度加快，反应速度增加，分解速度常数增加，分解效果提高。但结构致密的石灰石，晶体间离子键作用力大，抵抗外来破坏的能力强，分解速度慢；结构相对疏松的石灰石分解速度较快。三次风温低，炉内部分热量要用来增补、提高三次风的风温，造成煤粉燃烧速度变慢，以致发生不完全燃烧；未燃烬的煤粉颗粒随气流离开分解炉后，在C4、C3等预热器内继续燃烧，造成分解炉、预热器等后续系统的超温、结皮，严重时引起堵塞、塌料等。三次风温低、分解炉温度较低，物料吸热不足，分解不完全，入窑生料表观分解率降低，未分解的物料进入回转窑后，进一步吸热，完成分解反应，从而使回转窑内过渡带相对延长，其余各带相对缩短，烧成带向窑头方向压缩，使原本就不长的烧成带变短；熟料烧不好、烧不透，同时由于窑内吸热量的增加，需要增大窑头用煤量来补充热量的消耗；为保证煤粉完全燃烧，就要加大窑内二次风量，增加煤粉完全燃烧所需要的氧气，引起窑炉、风、煤的波动和比例失调；也由于物料分解在窑内吸热，影响窑内正常的热工制度：引起物料压迫火焰形状不规整、火焰回缩，轻者窑速波动大，稳不住，熟料产质量下降，游离钙高，出现黄心料；重者窑内窜灰、跑生；更为严重的是，由于热工制度不稳，火焰形状不良，极易引起窑内窑皮垮落、结圈、火焰冲刷腐蚀，造成窑皮变薄，耐火砖受损,甚至红窑等事故的发生。因此，在日常的操作中，首先要保证入窑物料分解率在规定的范围内，同时尽量使其相对稳定，避免大的波动，以保证回转窑的正常稳定运行。1.4三次风量分解炉内汇聚一、二、三次风、窑风及CaCc)3分解释放出来的C02等风量的总和，但只有三次风是含氧风量，是影响分解炉工作状态的重要因素。而大量不含氧，温度在800以上的窑风、Co2气等，与三次风一起是以后在四个预热器中加热生料粉的可靠热源。三次风量小、风速低，会造成物料扩散性、悬浮性变差，旋喷效果下降，减小传热面积，改变分解过程的性质，分解率降低；三次风量大、风速高，悬浮性好，传热面积增加，分解率提高等。降低或提高三次风量、风速是影响料粉悬浮分散程度、生料分解速度、分解率的重要因素。在分解炉中，物料以悬浮态存在于热气流中，可看作是单颗粒，传热面积大，这就增大了料粉与热气流的接触面积，传热系数比回转窑高2.510倍，传热面积则比回转窑大13004000倍，回转窑在800IIO(TC的温度下，CaCO3的分解通常需要15min以上；而在分解炉内、850°CM,生料表观分解率达到85%95%只需几秒钟；分解炉中CO2浓度低、分压低，有利于CaCo3的分解，充足的三次风量可有效降低CO2浓度，是碳酸盐顺利分解的有力保证。煤质对分解炉内温度和分解率的影响十分显著：煤粉细、水分小，分散悬浮度好，燃烧完全，可获得较高的燃烧效率；反之，煤粉粗，分散不好、燃烧不好,造成煤粉后燃、在C4、C3等预热器中继续燃烧，严重时引起结皮、堵塞等事故,并极易烧毁C4、C3等预热器挂片，因收尘效率下降，造成塌料；挥发分高的煤喷入分解炉与高温三次风混合后迅速燃烧，易在分解炉底部形成局部高温而产生结皮。2、二次风对烧成带温度的影响烧成带是水泥熟料矿物形成、耐火材料经受高温、液固两相交错反应、窑皮集中形成的地方，烧成带的温度是影响熟料产、质量的关键因素。影响烧成带温度的因素很多，如窑尾温度、喂煤量、煤粉热值、一次风速、风量、二次风温、风量、筒体表而散热、窑体转速、出窑熟料温度、熟料产量等，都对烧成带温度具有重要影响。烧成带温度较高时，阿里特晶型由Ml向Mln型转变。Mnl型早期水化较慢，3d后的浆体致密，强度提高快，贝利特在高温燃烧及快速冷却下,可使B矿保留活性较高的a型;燃烧温度提高使液相粘度降低,有利于A12O3溶进铁相，形成C6A2F,铁相增加，而剩余下来生成含铝相的A12O3减少；煨烧温度提高也使A矿中固溶的A12O3增加，从而减少铝相。提高烧成带的温度是改善熟料质量的关键措施之一。随着二次风温的增高，熟料烧成带温度呈明显的增加趋势。较高的二次风温不仅是窑内煤粉燃烧的热源,而且为煤粉燃烧提供所需要的氧气；根据二次风温,可以了解熟料的煨烧状况，从而明显减少窑头喂煤量。计算表明，1200°C的二次风温较Il（XrC的风温，可节约4%的燃料消耗。因此，较高的二次风温对提高烧成带温度、节省能源是有益的。理论上烧成带温度随窑尾温度的升高而降低，出窑尾废气的温度越高，带走的热量就越多，烧成带温度也会随之降低。但在实际生产中，在其他条件并非不变的情况下，随着窑尾温度的升高，可提高分解炉内生料的分解率，增高入窑物料的温度。当入窑物料温度升高时，烧成带温度会有明显上升。入窑物料温度的升高阻止了烧成带温度的下降，因此尽量提高入窑生料分解率，可以减轻窑内的热负荷，又能尽快升高物料温度，在回转窑内大部分热量都用于物料升温，而不是碳酸盐的分解，分解率的提高既可缩短碳酸盐分解带的长度，又可提高烧成带温度，减小窑头喂煤量。根据测算：窑尾物料温度每提高10,可以减少窑头1%的喂煤量。实践表明：只要碳酸盐没有被完全分解，物料温度就不会一直升高，且在分解温度以下，也就是说物料升高的温度是有限的，因此提高入窑生料分解率对水泥回转窑的优质、高产、低消耗至关重要；当入窑生料温度在870时，窑尾温度应控制在IlO（TC左右。窑头喂煤量和二次风温、风量同是向窑内提供热源的主要方式，窑头喂煤量的多少直接影响窑内烧成带温度，但在缺乏二次风的情况下，增加喂煤量，烧成带温度并不一定增加。原因是由于二次风的缺乏，会造成煤粉的不完全燃烧，抵消增加喂煤量的效果。可见，二次风的多少将影响煤粉的燃烧效果。窑头喂煤所占比例越大烧成带温度越高，这是缘于假定其他的条件都相同的情况下，但是实际生产中，随着窑头喂煤量的增加，窑尾温度会随着增加，尤其是调节窑内用风量时。随着窑尾温度的升高，窑头喂煤量的效果会逐渐削弱。当前运转的多数预分解窑操作都是基本固定风量，随温度和喂料量的变化增、减用煤量。这种操作十分有害，甚至会起到适得其反的作用，增加窑头用煤量，如果缺少与之匹配的二次风量，要么会造成窑尾气体温度升高，或者造成燃料的不完全燃烧，不会增加烧成带温度。因此在增加窑头喂煤量以提高烧成带温度时，应做到风、煤匹配、同步，适当增加二次风量，同时注意窑尾温度的升高和监控烟气中Ce）的含量。二次风温和三次风温是冷却熟料时的风温，两者之间存在相关性。随着出窑熟料温度的增加，二次风温和三次风温可同时升高。随着烧成带温度的增加，出窑熟料温度亦会增加，两者之间有近似直线的关系，说明出窑熟料温度受到烧成带温度的影响。在实际生产中，出窑熟料温度应基本恒定为1300,在二次风量较大时，窑尾温度也会增加；烧成带温度随着二次风温的增加呈明显的增高趋势。二次风与三次风有一个风量分配的问题。随着三次风温的升高、风量的加大,由于风量分配的变化，烧成带温度有可能下降，因此为保证二次风量不变，需加大尾风排风量。3、改善烧成带位置，提高二、三次风温烧成带位置决定二、三次风温。烧成带前移、提高熟料出窑温度，是提高二、三次风温改善煨烧工作的重心和核心，应认真研究、仔细落实。烧成带是回转窑熟料煨烧最重要的工作带，温度从1280°C开始出现液相、直到1450°C,承担并完成熟料主要矿物的最后烧成过程。烧成带应位于窑前5m30m处，这一位置看似简单，但在实际生产中多数企业的烧成带多不能位居于此，而是偏离在窑前15m50m之间，其影响在于：一是烧成带偏离正确位置，位居窑中，挤占了过渡带的“地段”，过渡带因而过短，C2S的生成量不足，影响C3S的生成数量、质量和速度，也是熟料松散、不致密、“黄心”的重要原因。二是冷却带因此偏长，熟料出窑路径长、时间长，熟料以“冷料”出窑，淬冷效果不好，强度下降；由于“冷料”入篦冷机，致使窑头罩风温低，是影响二、三次风温的关键因素；有的企业三次风温甚至长期低至700800°C之间，影响分解炉的工作效果，影响熟料质量和余热发电量。改善烧成带位置，提高二、三次风温的方法和措施：(1)窑风过大、风速过快是多数烧成带偏离窑头的重要原因，所以降低窑内风速是烧成带火头前移的首要措施。(2)三次风阀是调节二次风、三次风量、风速的重要手段，加大三次风阀的开度，是减少二次风量、加大三次风量、降低窑内风速的必要措施；正确实施二、三次风的6：4分风，做到风、煤匹配，同时要检查三次风管面积是否细小，产生窑风大、尾风小等现象。如某院设计的三次风管断面截面积仅为正常值的65%,是导致窑内风速过大、烧成带多居窑中、或窑尾的重要原因，凡是该院设计的水泥熟料生产线都存在这一毛病，应认真核查、整改。加大三次风阀的开度、减少二次风量，窑内可能会出现还原反应，此时应通过加大篦冷机通风、减少窑头排风，或加大窑尾排风等措施加以平衡和调节。(3)改进喷煤咀工作状态，改进火焰形态，适当降低一次风压、风速、风量等。(4)加强篦冷机通风、漏风检查，提高窑头罩内热气温度等。(5)提高煤粉质量，提高窑内煨烧温度，提高出窑熟料温度。上述措施的中心目的都是为提高熟料出窑温度，提高二、三次风温。水泥预分解窑用一次风辨析回转窑三风道或四风道煤粉燃烧器供风分为“煤风''和"净风”两种，国外以前将“净风”称为“一次风”，国内也有不少人认为将“煤风”和“净风”之和称为“一次风”更合理。针对“一次风”概念两种不同定义并行的混乱情况，从“一次风”的由来和回转窑用风的发展历程进行分析，提出将“煤风”与“净风”之和称为“一次风”更科学合理，建议应摒弃只将“净风”作为“一次风”的概念。当今的水泥预分解窑，基本上都使用了三风道和先进的四风道煤粉燃烧器。为其供风都必须采用两种形式：一种是输送煤粉的，简称为“煤风”，另一种是输送洁净空气的，简称为“净风”。国外以前将这部分净风都称为“一次风(primaryair)”而不包含煤风，国内有人也人云亦云地只将这部分净风称为“一次风国内还有不少人从预分解窑的四种风即一次风、二次风、三次风和外漏风的观点出发，认为将煤风与净风之和称为“一次风''更为科学和合理。于是出现了“一次风''两种不同含义并行的混乱情况，给技术交流和指导操作都造成麻烦。在有关书籍、文章和有关文件中见到“一次风”这个名词术语时就不知道是否包括煤风？有的为了明确在涉及“一次风'时，后面还必须注明这里说的“一次风''是否包含煤风。为此，有不少人问及此事，其中有的还提出了自己的看法。现就笔者所知，谈谈个人的看法，仅供有关人士参考。*风I的由最早的水泥回转窑是不能烧煤粉等的固体燃料，只能烧流体燃料的燃油和燃气。燃油和燃气等流体燃料的输送是不需要空气的，但是要燃烧就必须有氧气供给，所需这些氧气最方便和最廉价就是利用空气中的氧气，在平原地区空气中的氧含量约为21%。这些空气都是通过风机供给，于是将这些空气又称为“风工由于这些冷风或常温风都是通过回转窑燃烧器喷射入窑，为区别由冷却机入窑的高温二次风，将由燃烧器喷射入窑的这部分洁净空气称为“一次风”，与烧流体燃料所说的“一次风”概念已有所不同。除了使煤粉燃烧形成回转窑所需的火焰形状之外，还多了一项输送煤粉的功能。在19001910年间，美国人首先将固体燃料的煤粉应用于水泥回转窑并取得成功。因为煤在燃油和燃气三种燃料中是最便宜的，储量也大，购买也方便，所以推广极为迅速。尤其是20世纪70年代石油危机以后，没有特殊情况，全世界几乎所有的水泥回转窑都以煤粉为燃料。不过那时所用的煤种都是优质烟煤，其他煤种还不能像今天这样什么煤都可以用于回转窑煨烧水泥熟料。煤粉的输送最方便最经济的办法也是利用空气，在使用单风道煤粉燃烧器时，这部分空气既是煤粉输送所必需，同时又是煤粉从单风道煤粉燃烧器喷煤管以5070ms的速度喷出后燃烧能够形成回转窑煨烧熟料所需火焰形状之必需。同样，为与入窑的高温二次风相区别，将这部分具有双重功能的常温空气也称为“一次风”。由于单风道煤粉燃烧器的阻力较小，为布置方便和减短管路，将提供这部分空气的风机都选用高压离心风机便可满足要求并安装在窑头，所以将这台风机称为“一次风机''或"窑头一次风机”，简称"窑头风机由此看出，这里所称的“一次风”又有所不同。在20世纪70年代以后，回转窑相继出现了双风道、三风道和四风道等多风道煤粉燃烧器。为这些煤粉燃烧器的供风除了有为使煤粉燃烧并能形成回转窑所需火焰形状的成形风之外，还要有煤粉输送所需要的一部分风。前种风是洁净空气，所以将这部分空气称为“净风后一种风中携带着煤粉，所以将这部分空气称为“煤风国外出于习惯，仍将为多风道煤粉燃烧器供风中的净风称为“一次风1.很明显，这时国外谓之的“一次风''概念与前两次“一次风''概念不同。这就是“一次风”名词术语的来历和含义的演变过程。2水泥回转窑用风的发展如果不计外漏风，传统水泥回转窑的用风，只有一次风和二次风两种。水泥预分解窑出现后，燃料不仅需要喂入窑内燃烧，而且需要喂入分解炉内燃烧。从数量看，窑尾喂入的燃料量还大于窑头。喂入窑尾的燃料燃烧也需要供氧，也需要供给空气。八为了节能，将冷却机的高温余风从冷却机或者窑头罩抽取到窑尾分解炉中供给其中的燃料燃烧。为与从窑头燃烧器入窑的一次冷风和入窑的高温二次风相区别，将通过三次风管抽到窑尾分解炉中的次高温这部分风称为“三次风这就是说烧成系统的用风由原来的两种增加到现在的三种，这三种风最后都是通过窑尾高温风机抽吸排出。由上述可见，窑头的煤风不包括在一次风之内，那么这部分风应算什么风呢？因为煤风并不是可以忽略的小数，如果配风合理，一般为燃料完全燃烧所需总风量的2%4%,是所需净风的1/2左右。国内实际使用的配风大部分都远远高于此值，甚至有的都达到8%。它既有喷出速度，也有风量，显而易见也会产生不可忽略的推力。所以，将煤风或者说输送固体燃料的风与净风合在一起称为“一次风”，即将由多风道煤粉燃烧器喷射入窑的这部分冷风或常温风称为“一次风”，既比较科学合理又与由冷却机入窑的高温二次风和由冷却机或窑头罩抽取到窑尾的次高温三次风相区别。这样不仅为这部分煤风找到了归宿，而且同时使一次、二次和三次风的概念都十分清晰，将除漏风外入窑的所有风都包括其内。当一种新技术出现时，其名词术语亦应跟着变化，如烟气脱硝技术出现后，随之而来的也出现了以前闻所未闻的名词术语。这样不仅方便于技术交流，同时对新技术的发展也具有推动作用。3国外对“一次风”名词术语概念的转变原来国外在谈及一次风时都不包括煤风，但近来有些国外公司已有转变，如原法国皮拉得公司、巴西格瑞柯茵费尔公司和拉法基水泥公司等。3.1 原法国皮拉得公司原法国皮拉得公司于1989年新研发出了Ro-taflam型四风道煤粉燃烧器，为了验证Rotaflam型四风道煤粉燃烧器与该公司原研发的三风道煤粉燃烧器的性能变化，在1.agerdort水泥厂同一台窑上进行了两种燃烧器测定对比，就把煤风与净风之和称为“一次风”，见表1。»/新旧燃烧IS的测定对比风H(IrI，h'i)出口造及/(tfFJf'三凤遭RMdhlfn三风道煤椅*7HKF)17000力“向风风量3950170120温黄风(费演风，335015017085煤风19002222中心风1000600总的一次风量930016800总燃烧空气量134200134200息一次风量燃优也6.912.53.2 巴西格瑞柯茵费尔公司巴西格瑞柯茵费尔(Greco-Enfil)公司在介绍新研发的FlexiflameTM型煤粉燃烧器时，也将煤风加净风之和称为“一次风”，见表2。«211rfbwrv9mMTIff*>tt.nHie史rwjsIHf"2X的r<r7*VM/M./)a11第f”党竣金寿12VUMl!U.JlVUM.M/0中“Mm3.3 巴西戴耐米斯公司巴西戴耐米斯(DynamiS)公司在介绍他们新研发的DynamiS型四风道煤粉燃烧器时，同样将煤风与净风之和称为一次风，见表3。豪3/)”“E六型燃烧b的主要技术参数项n内*备泣一次风率/%6-/2包括煤风固体燃料输送风率7%27湍直扰动系锹A>4E-40.006OMO一次凤ZMO.八W)500(Vg)(850A%)一次风供给谟各V茨找风机3.4 法国拉法基水泥公司法国拉法基(1.afarge)水泥公司是全世界最大的水泥公司，他们在购买回转窑煤粉燃烧器时，不管什么型式的煤粉燃烧器都要求一次风率为12%,其中煤风为3%,轴流外风为3%,旋流风和中心风为6%。可见他们也是将煤风包括在一次风之内。综上所述，将煤风与净风之和称为“一次风”既科学合理又可概全水泥窑烧成系统的用风，不仅国内这样称谓的愈来愈多，而且国外也愈来愈多地发生了转变。为便于技术交流和有利于水泥企业的操作管理，现建议我国应摒弃不将煤风含在一次风之内的概念，应将煤风与净风之和称为“一次风”。5000td线预分解窑三次风的调整分析我公司5OOOtd生产线三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重，窑内通风受到影响。在保证窑内通风的前提下。根据生产实际我们适当加大了三次风阀的开度，提高了分解炉内三次风量，使分解炉内煤粉充分进行辉焰燃烧。避免窑内煤粉圈的形成，提高了入窑分解率、喷煤管火焰形状及二次风温，提高熟料强度的同时增加产量。分解炉是新型干法预分解窑的必不可少的组成部分。在分解炉中，物料以悬浮的状态存在于热气流中，此气流量包括二、三次风及碳酸盐分解释放的二氧化碳等的总和，悬浮状态增大物料与热气流的接触面积，所以分解炉中物料传热系数较回转窑高2.510倍，传热面积增大I(MM)倍以上。但分解炉内汇聚的各气流中只有三次风含氧丰富,若三次风量不足会造成物料悬浮分散性差、传热面积小,分解率降低。在分解炉中若分解率不足，会有更多的物料进入窑系统进行分解反应，间接对窑系统造成过大的热负荷。另外充足的三次风量可有效提高氧气的浓度，使煤粉在分解炉内充分进行辉焰燃烧，提高炉温，此为碳酸盐矿物进行分解的有力保证，分解率的提高可以缩短窑过渡带的长度，又可提高烧成带的温度，在不增加产量的前提下减少窑头喂煤量。1存在的问题及调整本公司现有一条5000td的生产线，预热器配置分解炉为管道型分解炉，回转窑规格4.8mX72m0三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重，窑内通风受到影响。为保证产量，减小了三次风闸阀开度，增加了窑头喂煤量，窑内及分解炉内的燃烧状态变得更加恶劣，最终导致熟料煤耗高、质量差。经分析,造成这一系列的问题根源不是窑内通风不足，而是分解炉内三次风量不足造成分解炉内风速过低，物料分散性和煤粉燃烧情况差未完全燃烧的煤粉随着生料进入窑内，在后过渡带提前出现液相造成窑尾结煤粉圈。入窑分解率低，甚至四级预热器中的物料短路直接进入窑内，影响产质量。在保证窑内通风的前提下，根据实际适当加大三次风阀的开度，提高分解炉内三次风量，为了保证分解炉内负压维持在正常水平不出现塌料现象，应加大分解炉缩口风速。提高风速的主要措施即减小分解炉缩口截面积，此次检修将缩口尺寸由原设计的230OmmX230Omm缩小至205OmmX2050mm,具体见图1。然后根据实际情况适当逐步提高三次风闸阀开度，由原来的40%逐步提高至75%o图1分解炉缩口调整前后对比图2评价分析2.1窑内结圈情况图2为调整前后煤粉圈的变化。调整前由于分解炉内三次风量不足，分解炉内煤粉燃烧不完全，部分未燃尽的煤粉或碳粒随物料一起进入窑内，在窑尾复燃形成煤粉圈。加大三次风阀开度后，分解炉内有足够的风量（或含氧量），煤粉燃烧充分，避免了后燃的现象，系统各项工艺参数逐渐趋于稳定并形成良性循环，为提产创造了有利条件。疏松的煤粉圈在物料的冲击下慢慢变薄，直至消失。图2中颜色较深的部位为低温区，颜色较亮的部位为高温区调整前画面显示窑内49.9m出现了煤粉圈，调整后煤粉圈逐渐消失。图2三次风阀开度调整前后的窑内结圈情况对比2.2窑系统工艺参数及熟料指标表1为调整前后窑系统各项工艺参数及熟料指标的变化。经过调整，分解炉内煤粉燃烧充分，提供更多的热量以碳酸盐进行分解反应，物料的入窑分解率提高，减少了窑内热负荷，二次风温度提高，窑系统工艺参数及熟料指标等得到了很好的改善。在此基础上提高了尾煤的用量及生料喂料量,从而达到提产的目的。调整后入窑物料分解率由之前的91.9667%提高到93.8533%（阶段内均值），同时熟料产量由5700td提高到6049tdo这主要是因为调整后分解炉内三次风加大，为煤粉的燃烧提供更多的氧气，尾煤用量加大，分解炉内煤粉燃烧更加充分，在提高入窑分解率的同时还可以增加生料喂料量，从而提高熟料产量。图3为调整前后分解炉用煤（简称尾煤）和窑头用煤（简称头煤）数量变化图，从图中可以看出调整前后头煤用量不变，维持在11.5th左右，随着三次风阀开度的加大，尾煤用量逐步加大，从调整前的15.8th左右调整为17.5th左右保证头尾煤比例在4：6左右。图4为调整前后二次风温度及三次风负压的变化图，三次风负压由之前的605MPa降低为448MPa,降幅约为157MPa,二次风温由调整前的1050.6°C提高到1120.5°C,增加近70。图5为熟料强度变化的单值图，调整后较调整前熟料强度增加约3MPao1affWB*XBBl*M*M*<t,；=HOO1000900ttX>n»c0>00MO5姜森遇箜色消夔后调Wtr二次虱31.A2三次UB-乐MlH40整前后二次风Mlt,三次典色压的箱线BBS34M7调婪后图5熟料强度变化的单值经过调整三次风阀的开度，增加了通风面积，相应的三次风负压减小。窑内风量有所减少，在高温风机拉风不变的前提下，窑内风量减小，喷煤管火焰形状发生变化，火焰长度缩短，在窑头形成集中的强火力，有利于熟料中硅酸盐矿物的形成和提高二次风温度。图6为调整前后熟料矿物的对比图.调整前熟料孔洞含量较多，阿利特矿物晶型不完整，棱角圆钝，大小不均齐；调整后熟料孔洞含量较少，阿利特矿物晶型完整，边棱光洁，大小均齐，尺寸适中，熟料强度增大。.4<S*t/flbi)<H'ilXrIIlf1.IAm19IUIMaJMMI*JMMIMlMMA*utl.t,tmM»|IM>amMR4«119T1IMl*<01IIJaMJ>MiJ戋I5M>$!4BH5i*lseeN.6H?K4u91«24iTMCM4MIITIftmu2XI«23,naSJ1.A<0IUfHleI5,Mln.4MIU1，_>ImJ904115MM<t，13”3IlAlM?90Ml<IBIlltit*49291».0242114IIA，(Mlnj4JH9.7EeXla>H421IIS11313I<n*1nOD¼k<12119r>5IBBM4MIS35WBSTj3Il1，1ll三J4143S.9Cm1MIlHJtuM2”auS?1.XIlIT.?IlMUCTTI(*aMl4»HA174MWm15¼t<2TIUCSIIlSJ421BmSTJ<S3IIS76.(YWWl3IIMJiSMT*ISgfj<J0IU11.?IMUM122f1适当加大三次风阀开度，有利于窑系统的正常运转及提高熟料产质量，但是三次风阀开度需要符合生产实际，否则会造成窑内通风不足，窑头煤粉燃烧不完全，窑尾烟室出现煤粉爆燃正压的情况，窑尾密封漏料，使窑况变差，不利于产质量的提升。附问答：何为预分解窑燃烧一次风、二次风、三次风？预分解窑全系统内燃料燃烧所需要的空气，根据其来源和用途分成三股，按照习惯分别称为：一次风、二次风、三次风。一次风是通过主燃烧器强制送入窑的自然空气，由窑头燃烧器的一次风机供给，它对于多风道燃烧器，又是煤风与净风，乃至中心风的总和。一次风的温度一般为环境大气温度，因此它入窑后必然会吸收更多的热量。二次风是来自熟料冷却设备篦冷机回收进窑的热空气，影响它进窑风量的因素较多，由于温度可高达100(TC以上，操作中应该设法多使用它，以降低系统热耗。三次风是指经三次风管将同样来自篦冷机的热风引入分解炉的热空气。它的用量直接接受窑内用的二次风量影响，操作中要考虑两者的平衡。选择一次风量及风压的依据是什么？形成优质火焰是衡量一次风量、风压使用是否正确的唯一标准，尽管影响优质火焰形成的因素不只是一次风。火焰不仅提供煨烧熟料所用热能，而且对窑的稳定、避免结圈、熟料质量及耐火砖寿命都有重大影响。优质火焰正是表明燃料燃烧完全，并能有良好的传热效果。判断一次风量与风压的调节是否正确，依靠各种仪表设施监测，如热电偶测试的窑尾温度，光电比色高温计测试的火焰温度，红外筒体温度扫描仪测试的筒体温度分布，高温气体分析仪测试的窑尾废气含量等。优秀操作员应当善于通过这些参数的综合判断，了解窑内火焰是否理想、合理，及时通过对一次风量、风压以及燃烧器内外风等的调节，实现火焰变化趋势的控制。一次风过小有何不利？火焰难以稳定形成循环火焰。一次风量过低，不仅不能将二次风挟带进一次风内，提高火焰的燃烧速度，更没有多余的动量，形成循环火焰，不利于火焰稳定。对燃烧器的制作要求过高。一次风量过低的燃烧器，相应的风压必须很高,否则会造成动量不足，燃料与二次风的混合很难有效。而过高的风压势必对燃烧器及风机的制作提高更高的要求。不利于煤粉中挥发份燃烧。尤其是烟煤，挥发份含量较高的煤粉本身燃烧快的优势，当一次风量过少时，就不利于使挥发分在一次风中得到氧气而充分燃烧，反而降低火焰燃烧速度。一次风量与一次风速确实是影响火焰燃烧的重要参数，它对二次风的挟带作用，是加快燃烧速度的关键，形成适度的再循环火焰是保持火焰稳定的必需。关键是要一次风量不过高的条件下，使用优异的燃烧器就能够产生足够的一次风速，并在篦冷机、窑门罩处的空气动力配合下，实现上述控制火焰的目标。一次风压过大过小的利弊是什么？现在各种多风道燃烧器都强调要有充足的一次风压，以保证一次风有较高的出口风速，有利于煤粉与一次空气的混合，更有利于二次风的吸入，并形成再循环火焰。因此，风压过小时，再好的燃烧器也不会发挥出优势，甚至无法克服这类新型燃烧器的阻力形成有力的火焰。但次风压越大，风机所需要克服的阻力越大，将会对风机的性能提出更高的要求，甚至难以承受。同时.，所消耗的电能越大。因此，合理的一次风压选择是操作员应当掌握的。一次风机如何调整风量风压是最合理的？一次风总的调节原则是希望一次风量不要过多，且一次风压不要变动太大。这种要求用变频技术控制电机，通过变频对风机转速进行调节最为合理，不仅节能，更重要的是对风机特性曲线改变较少。二、三次风温对生产有什么重要意义？二、三次风是分别指由篦冷机进入窑内、分解炉内的空气，其温度表明窑炉能从篦冷机所接受