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回转窑水泥熟料煅烧工作情况与优缺点总结

关于回转窑水泥熟料煅烧的 研究工作,我国于上世纪80年代初就已开始起步,在国家与 研究设计团队的配合参与下,回转窑水泥熟料煅烧 的研究工作进展的十分顺利。截止到目前,关于回转窑水泥熟料煅烧的探索性研究工作取得了一定的成果,下面详述回转窑煅烧的工作状况与优缺点。

回转窑水泥熟料煅烧现场

一、回转窑水泥熟料煅烧的工作情况

水泥生产过程中,为满足水泥熟料煅烧的控制要求,对入窑生料采取反复倒库的 ,保证了生料 ,为系统稳定煅烧熟料创造了条件。生料率值的控制采用高饱和比、高硅酸率和高铝氧率的配料方案,同时生料稳定性得到有效控制,波动范围较小,基本能够满足生产的控制要求。高温煅烧后的水泥熟料率值变化数据显示,起初硅酸率较高、铝氧率基本稳定;随后采用油煤混烧,引入煤灰导致硅酸率有所降低、铝氧率有所升高;再随着油煤切换完成和系统的稳定,三个率值基本稳定控制在目标范围之内,这也可从率值的波动误差中得到印证。

为了增强蓄热量,提高投料抗温度的波动能力,在升温投料前,已经注入了大量符合颗粒级配要求的熟料。因此,在熟料采样分析的过程中,除了控制采样时间外,为了防止取到预先加入系统的熟料,采样主要从L/V阀和FCK内采样孔内取出,此熟料的强度除个别熟料样不合格外,熟料强度(早期、后期)较一般回转窑熟料强度基本接近或略低,可以与回转窑熟料相比。在起始喂料阶段,床层内的温度变化较大,主要缘于生料喂料量和燃料喂入量之间尚未建立平衡所致。随着生料和燃料的连续喂入,热工平衡稳定关系也得到建立。初始稳定生料投料量45t/h(熟料产量660t/d),后来生料喂入量提高到62t/h(熟料产量为950t/d)。生料喂入量比较稳定,在24h的生产运行期间,其中10h的床层温度较稳定;但油煤平稳切换运行2h后,煤粉供给稳定性越来越差,呈现较大波动,导致温度也出现较大波动。波动产生的直接原因是煤粉含水量较高(>4%),煤粉仓下料不畅,随后出现煤粉仓堵塞。为了维护窑的正常运行,再次启动燃油系统,后因燃油准备不足,终止了窑系统的生产运行。整个生产过程中,压差基本稳定在18kPa±7kPa,得益于生料均化比较充分。在本轮试生产过程中,主要精力集中在生产控制上,对经济指标并没有进行严格的统计;根据最长连续运行时间内的数据统计分析,烧成系统热耗为3226.96kJ/kg熟料(772kcal/kg熟料)、电耗为37.3kWh/t熟料,受当时熟料产量、原燃料和操作控制等条件的限制,指标还有一定的提升空间。因此,采用煅烧水泥熟料 ,相比新型干法预热预分解窑有一定的优势,1000t/d回转窑的能耗指标与5000t/d预热预分解窑系统相当。

二、煅烧熟料的优缺点

利用回转窑煅烧水泥熟料 与同规模窑外分解窑 相比,具有如下许多优越性:

(1)采用静态设备代替动态设备,装备过程得到简化,有利于系统内部气固换热效率的提高和表面散热控制;熟料煅烧温度由回转窑内1425℃±25℃的固相温度需求,降低到1320℃±15℃的中气固混合相温度需求,热耗降低约20%。

(2)因热耗和熟料煅烧温度的降低,有利于(降低10%~25%)和 x(降低40%以上)的减排控制。

(3)因烧成系统进行了简化,其占地面积降低约70%,烧成系统的装备投资降低约40%。

(4)回转窑煅烧的熟料颗粒较小,有利于降低水泥粉磨电耗,吨水泥电耗可降低15%~20%。

(5)因系统简化,需 监控的操作参数减少,有利于系统操作控制和生产维护管理,运行成本降低约25%。

(6)回转窑中气固相混合燃烧、换热和反应,提高了热交换效率,为使用烟煤、无烟煤甚至劣质煤奠定了基础。

(7)生产实践证明,利用该系统可生产P·O52.5和P·O62.5高标号水泥,满足工程建设的需要。

所谓缺陷和未来发展的限制条件,经过分析对比如下:

(1)回转窑的蓄热能力小,抗波动能力相对较差。一方面要提高生产操控水平,如强化生料的均化和生产操作控制,必须满足精细化生产操控要求(KH、SM和IM波动分别控制在2.5%、3.5%、5.0%以内,回转窑内煅烧温度控制在±15℃之间);另一方面,为 回转窑蓄热能力差的问题,在系统启动投料过程中,除预先投入足量熟料作为蓄热介质外,降低系统操作参数的控制幅度(如喂料量、用风量、用煤量等)尤为重要,以有利于系统稳定和操作控制。改变操作控制习惯,从原有粗放型的操作方式提高到精细化的控制方式,这也是工业生产系统控制和发展的必然结果和要求。

(2)采用回转窑煅烧 ,难于适应粗放型替代燃料的使用,尤其难于满足粗放型城市生活垃圾的协同处理,限制了粗放型业务的拓展,但经过精细化处理的各种固液体废料,仍能够使用该系统进行协同处置和利用。

总结以上回转窑水泥熟料煅烧系统,得出结论,操控过程简单,整个烧成系统重要的控制点参数不多,仅有6项,即预热器出口的氧含量和温度,分解炉出口温度,回转窑内气固相反应的混合温度和床层压力,回转窑多孔板下的气相温度。这些就可满足生产操控要求,相比现代新型干法预热预分解窑系统要简单。但是操作控制要求相对较高,主要缘于系统抗冲击能力较差所致。因此,在原、燃料制备与均化控制以及系统操作控制方面要求相对较高,完全可以通过 ,满足系统的操控要求。 ,尚有许多优化、改进和完善的空间;尤其预热器结构及其系统中的局部结构,均有很多优化、改进和完善的空间。

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