窑系统运行工艺热工知识讲座

热工系统培训内容目录第一部分：燃烧系统第二部分：预热系统第三部分：分解炉系统第四部分：回转窑第五部分：冷却机系统第一部分：燃烧系统介绍一、窑头燃烧系统的构成二、各主机的性能及参数三、燃烧器的结构特点四、燃烧器的燃烧特点五、燃烧器的位置确定（冷态位置）六、燃烧器的燃烧原理七、常见故障及处理办法一、窑头燃烧系统的构成

由送煤罗茨风机，转子秤计量系统，一次风机燃烧器以及送风、送煤连接管道构成。燃烧系统1、一次风机（罗茨风机）功率：变频调速110kw，最高转速1500rpm风量：123m3/min风压：最大34.3KPa二、各主机性能及参数燃烧系统燃烧系统二、各主机性能及参数2、柴油燃烧装置燃料品种：0＃柴油工作流量：0--5400l/h.工作压力：2-3MPA最高：10MPa燃烧系统二、各主机性能及参数3、送煤风机（罗茨风机）流量：91.6m3/min转速：1450rpm风压：最大58.8kpa功率：132kw燃烧系统4、转子秤功率：变频电机5.8kw压缩空气用量：20Nm3/h压缩空气压力：2～3bar喂煤量：最大20t/h煤粉水份：小于2.5%二、各主机性能及参数燃烧系统二、各主机性能及参数5、燃烧器燃料：煤粉柴油燃煤量：正常14t/h,最大18t/h一次风比例：小于10％燃烧系统1、一次风量一定的前提下，优化选择一次风喷出速度和一次风机风压，燃烧器的推动力大幅度提高，强化燃烧速率。2、喷煤管前端的缩口形状，使轴流风相混时赋有趋向中心的流场，对旋流风具有较强的穿透力，以利一次风保持很高的旋流强度，有助于对燃烧烟气的卷吸回流作用。三、燃烧器的结构特点燃烧系统三、燃烧器的结构特点3、为了抵消高旋流强度在火焰根部可能产生的剩余负压，防止未点燃的煤粉被卷吸而压向喷嘴出口，造成回火，影响火焰稳定燃烧，在煤风管内增设了一中心风管。4、煤风管可前后伸缩，采用手动蜗轮调节，并有精确的位置刻度指示。燃烧系统四、燃烧器的燃烧特点1、火焰形状规整适宜，活泼有力温度高，窑内温度分布合理。2、热力集中稳定，卷吸二次风能力强。3、火焰调节范围大，适应窑工况的调整。4、热工制度合理，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤。燃烧系统1、燃烧器端面冷态与窑口平齐。2、燃烧器中心位置控制在偏料、偏下10cm以内即可（图中阴影部分）3、燃烧器光点位置应为2/3L（窑长），约48±2m。方法：把手电放入油枪管道的中心处，在窑内会有椭圆形的投影，找到中心位置即可。五、燃烧器位置的确定（冷态位置）燃烧系统六、燃烧器的燃烧原理燃烧系统七、常见故障及处理办法现象产生原因处理办法注意事项熄火１、气体喷出速度大于火焰传播速度很多，煤粉来不及燃烧就通过了预燃区；２、油路不畅；３、煤粉质量不好。１、降低一次风机转速；２、调大油孔，增加油量，调整油枪节流片，保证油罐油位；３、降低煤粉细度，提高煤粉挥发份（初期尽量用烟煤）1、点火时保证窑内通风顺畅，谨防爆炸！2、先点燃火把，再开油泵！3、不能持续有CO！燃烧系统现象产生原因处理办法注意事项回火1、气体喷出的速度小于火焰传播速度很多，火焰根部可能移至烧嘴中，时而发生爆炸的现象；2、油压不稳；3、操作用风不当。1、增加一次风机转速，适量增加轴流风挡板，适量增加窑内风速，全开中心流挡板；2、稳定油量，油压，查找油路不畅原因；3、升温、投料过程中要坚持“慢升温，不回头”以及“由前往后”的原则，风煤配合要根据情况及时调整。1、在现场看火或巡检时注意正压伤人！2、不能正面对着看火孔和清料孔！七、常见故障及处理办法燃烧系统现象产生原因处理办法注意事项CO出现通常不大于0.1%1、煤多风少，过剩空气系数小于1；2、煤粉质量不好；3、油枪雾化不好；4、系统用风不当；5、各风道磨损窜风。1、增加一次风量，通常过剩空气系数大于1.1；2、降低煤粉细度，无烟煤小于1.5%；3、清洗油枪头部雾化器；4、增加窑内通风量，保持合理的三次风挡板开度；5、必要时更换燃烧器。1、窑尾电收尘要有CO高高报保护；2、谨防窑尾结皮，堵预热器和堆“雪人”。七、常见故障及处理办法燃烧系统七、常见故障及处理办法现象产生原因处理办法注意事项火焰短而粗1、径向风大，轴流风小；2、轴向风通道堵塞；3、煤质由差变好；4、系统用风不当；5、油枪未拨；6、二次风温过高。1、调整好内、外流风比例，通常为50：50，标尺在“0”的位置；2、每次检修燃烧器时，在打好浇筑料后必须脱模检查头部各风道是否通畅；3、掌握煤质变化情况，勤看火，及时调整用风；4、窑、炉用风比例不对，可加强窑内通风；5、投料后及时拔出油枪；6、降低一段篦冷机料层厚度，增加一段风机挡板开度，降低二次风温。1、注意胴体温度不大于380℃；2、谨防烧窑衬；3、注意托轮温度变化，及时调整工艺工况，必要时调整托轮位置。燃烧系统现象产生原因处理办法注意事项火焰细而长1、轴向风大，径向风小；2、径向风道堵塞；3、煤质变化大；4、系统用风不当；5、二次风温过低。1、合理调整燃烧器用风；2、严格检查燃烧器各通道是否顺畅；3、根据煤质变化情况可降低煤粉细度等，提高煤粉质量；4、窑内风过大，可适当开启三次风挡板；5、查看现场是否三次风管的保温耐火材料垮塌了；6、降低一段篦速，提高二次风温。1、谨防结后圈；2、注意托轮温度变化，及时调整工况，必要时调整托轮位置；3、提高烧成带温度，保证熟料质量；4、尾温过高易堵预热器。七、常见故障及处理办法燃烧系统1、燃烧器的位置对不对？火焰形状好不好？可以参考胴体扫描仪的温度分布情况来判断，通常主窑皮长度在24±2m窑内无厚结圈和窑皮平整，即可认为正常。不要频繁调整燃烧器。2、每当热工制度波动大时或产质量受到影响时应全面分析原因，不要盲目调整燃烧器。3、正常满负荷生产时，燃烧器的用风量只占总风量的7%左右，且又受二次风温及窑内温度的影响，一次风机的风量调节和挡板调节只能起到微调作用。4、每次检修检查要仔细认真，及时对磨损部位和头部浇注料进行修复，保持燃烧器的完好性能。5、每次校正燃烧器的数据要记录在档，便于日后的技术小结和故障分析。八、日常操作中的几点体会燃烧系统第二部分：预热器系统一、预热器的工作原理二、预热器的功能三、常见故障及处理办法四、操作时的注意事项来自上一级旋风筒收集下来的物料经喂料管落入散料板上冲散折回进入下一级旋风筒的排气管道中均匀冲散悬浮，并随上升气流进入旋风筒进行气固分离。气流由上而下做旋风运动，最后从锥部随排风机给予的动能沿旋风筒的中心垂直往上运动。此时，固体的物料沿筒壁落下进入下料溜管。排出的是相对干净的废气。一、预热器的工作原理预热器系统主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分硅酸盐分解。为了最大限度提高气固间的预热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗。必须具备气固分散均匀,换热迅速和高效分离三个功能，通常换热功能是在连接管道中完成的，高效分离是在旋风筒内完成的。二、预热器的功能预热器系统1、撒料箱的功能特点⑴、利用物料下落的动能冲击撒料箱底板将料流打散；⑵、增大底板面积形成梯形与管道相接，以适应物料分离扩散形状的要求；⑶、底板有一定的倾角，降低物料与底板的摩擦阻力，以利分散的物料向管道内流动；⑷、底板表面一般有顺料流方向的山形筋条，能增强底板刚度以防热变形，同时防止分散后的物料重新汇聚成团。二、预热器的功能预热器系统2、锁风阀的作用及要求主要作用是保持下料均匀畅通，又起密封作用，动作必须灵活自如。要求：⑴、阀体必须坚固、耐热，避免过热引起变形损坏；⑵、阀板摆动轻巧灵活，重锤易于调整，既要避免阀板开闭动作过大，又要防止物流发生脉冲，做到下料均匀；⑶、阀体具有良好的气密性，杜绝漏风；⑷、支撑阀板的轴承要密封完好，防止灰尘掺入；⑸、阀体各部件易于检修更换。二、预热器的功能预热器系统3、旋风筒的作用⑴、主要作用是气固分离，提高旋风筒的分离效率是减少生料粉内、外循环，降低热损失和加强气固热交换的重要条件；⑵、影响旋风筒分离效率的主要因素：a.旋风筒的直径越小，分离效率越高；b.旋风筒的进风口的形式及尺寸。气流应以切向进入旋风筒，减少涡流干扰；进风口尺寸应使进口风速在16～22m/s之间，最好在18～20m/s之间；二、预热器的功能预热器系统⑵

、影响旋风筒分离效率的主要因素:c.内筒尺寸及插入深度，内筒直径小，插入深，分离效率高。d.筒体高度越高，分离效率提高；e.锁风阀漏风越小，分离效率越高；f.物料颗粒，气固比及操作稳定性都会影响分离效率。二、预热器的功能预热器系统4、270°大蜗壳低压损的特点⑴

、扩大了进口区域与蜗壳，减少了进口区气流阻力；⑵

、内部没有螺旋结构，可将气流平稳引入旋风筒，物料在惯性力和离心力的作用下达到筒壁，有利于提高分离效率；⑶

、进风口尺寸优化设计，减少进口气流与回流相撞；⑷

、适当降低旋风筒入口风速，蜗壳底边做成斜面，适当降低筒内气流旋转速度；⑸

、适当加大内筒直径，缩短筒内气流的无效行程；⑹、高径比适当增大，减少气流扰动。一般设计参数（五级）：总压降为（4800±300）Pa，分离效率η1=92~96%，η5=88%左右，旋风筒截面风速一般为3.5~5.5m/s。二、预热器的功能预热器系统三、常见故障及处理办法现象产生原因处理办法注意事项堵塞1、筒内有杂物，垮塌耐火材料，结皮掉落；2、翻板阀动作不灵活或漏风量太大；3、用风不合理，风料配合不好；4、高温结皮；5、系统开、停机频繁；6、操作不当，工艺管理不到位；7、碱、酸、氨等有害成分富集。1、每次检修清理杂物进行投球确认；2、修理好翻板阀保证工作灵活；3、投料过程要逐步加风、加料不能太猛；4、减少机、电故障率；5、杜绝烧高温；6、定期清结皮；7、稳定原燃材料成分。1、定期检查，杜绝任何地点漏风或内漏；2、清料时注意安全保护；3、堵塞时检查应由上而下，清堵时应由下而上；4、每次检修清理各处结皮、积料。预热器系统现象产生原因处理办法注意事项阻力大1、系统内结皮，积料多；2、各关键部位截面尺寸不对；3、喂料量太多；4、物料难烧。1、定期清理结皮、积料；2、检修时必须核对尺寸是否符合设计要求；3、定期校秤；4、改善物料的易烧性，及时减产。1、严防堵塞事故发生；2、经常伴有不完全燃烧现象，系统内温度梯度变化大，分解率达不到要求。三、常见故障及处理办法预热器系统1、在烧SP窑时，应考虑物料在预热器内充分的悬浮及正常运动，抽风可适当大一些，通常预热器出口抽力-1000Pa左右，温度不大于380℃，入窑溜子温度在800℃即可；2、在烧NSP窑时，抽风应合理控制，投炉时根据煤粉所需的O2逐步加风，先加风，后加煤，杜绝CO产生和烧高温，在满负荷时预热器出口温度越低越好，通常在330℃左右，O2：1~2%，无CO，入窑溜子温度880℃以内（只要分解率能保证在92±2%左右，温度越低越好）；3、正常运行时现场要勤检查各处漏风情况，及时堵漏，调整好翻板阀的状态；4、停窑后要及时投球确认各溜管是否通畅，确保检修安全；5、每季度定期检查各部位浇注料锚固件的使用情况。四、操作时的注意事项预热器系统第三部分：分解炉系统一、分解炉的作用及特点二、TTF炉的结构介绍弱旋流（三次风）与强喷腾流形成的复合流，兼备旋流与喷腾流的特点，二者强度的合理配合，强化了物料的分散。炉体中部设缩口，产生二次喷腾效应，进一步加强了物料的分散。料气停留时间比大，并具有低阻特性。分解炉流场合理，炉容大，物料停留绝对时间长，对煤的适应性强，煤粉燃烧完全。分解炉出口设置较长鹅风管，扩大了分解区域，延长了物料的停留时间。一、分解炉的作用及特点分解炉系统一、分解炉的作用及特点分解炉系统分解炉系统低NOX型还原燃料带来的NOX控制高温时合成的NOX

此外还可根据原料特性设置旁路放风系统和硫旁路系统，提高对原料的适应性二、TTF分解炉的特点分解炉系统NOX还原区NOX控制合成区第四部分：回转窑一、在预分解窑系统中回转窑具有的功能二、回转窑的缺点和不足三、物料在窑内煅烧过程的控制四、主要相关指标五、日常操作运行主要参数的控制意义及范围1、燃料燃烧功能它具有广阔的空间和热力场，可以供应足够的空气，装设优良的燃烧装置，保证燃料充分燃烧，为熟料煅烧提供必要的热量。2、热交换功能它具有比较均匀的温度场，可以满足水泥熟料形成过程各个阶段的换热要求。3、化学反应功能随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不同需要，它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温度的要求，又可以满足它们对时间的要求。一、在预分解窑系统中回转窑具有的功能回转窑4、物料的输送功能由于具有一定的斜度和转速，它能将物料扬起后再落下，形成位移，从而使物料从窑尾向窑头运动。5、降解利用废弃物功能它具有的高温，稳定热力场已成为降解各种有毒、有害、危险废弃物的最好装置。一、在预分解窑系统中回转窑具有的功能回转窑1、一个是作为热交换装置，窑内炙热气流与物料之间主要是“堆积态”,换热效率低，从而影响其应有的生产效率的充分发挥和能源消耗的降低；2、另一个是熟料煅烧过程所需要的燃料全部从窑头供给，燃料在窑内煅烧带高温，富氧条件下煅烧，NOX等有害成份大量形成，造成大气污染。3、熟料出窑后的热量难以回收，热损失大。二、回转窑的缺点和不足回转窑1、燃料煅烧及气流温度的控制；2、气固换热和物料升温的控制；3、物料在一定温度场内滞留时间及物理化学反应的控制。三、物料在窑内煅烧过程的控制回转窑1、填充率：10%左右2、窑斜度：3.5~4.0°3、窑转速：0.2~4rpm4、预分解窑各带的滞时间（合计31分钟）：分解带（2分钟）+过渡带（15分钟）+烧成带（12分钟）+冷却带（2分钟）四、主要相关指标回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义和作用控制方法合理范围窑电流1、窑内温度的高低。通常温度高，电流高。2、窑皮状况。通常窑皮长而厚，电流高而波幅大。3、热工波动的影响。通常跑生料，跨圈等工况电流波动大。4、机电装备原因。1、合理控制窑头喂煤，保证煤粉完全燃烧。2、调整好用风比例和火焰长短，控制窑皮长度和厚度。3、操作稳定，做到“前后兼顾”及时调整工况。4、消除机电故障。500~800A，变动幅度不宜超过200A回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围窑皮1、粘附在烧成带的熟料层；2、保护窑衬及胴体；3、减少热损失，贮存热量；4、拒腐蚀；5、可延长物料的停留时间，增强熟料质量。1、控制好窑内温度梯度，可改变火焰长短来控制液相的出现；2、控制好生料的成份，通常：KH：0.90~0.92SM：2.40~2.55IM：1.45~1.603、要有稳定的液相量和生料易烧性；4、稳定操作，减少调节次数。长度：20~25m；厚度：200~250mm；结构：致密，有光泽。回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围滑移量1、轮带与窑每旋转一周后，轮带与窑在圆周方向产生的相对位移。2、保证胴体与轮带合理的间隙。1、当滑移量小于5mm时，可开启冷却风机吹胴体，不吹轮带；2、当滑移量大于10mm时，可开启风机吹轮带，并停止吹胴体热态：2~8mm，最大不大于15mm窑头负压1、保证系统安全、密闭；2、保证窑内通风1、可加大窑头排风机挡板；2、视电收尘入口温度减小冷却机鼓风量；3、视O2情况加大窑尾排风。-20~-100Pa回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围窑尾温度1、反应窑内燃料供给量及总热量；2、反应生料的易烧性；3、反应火焰长短；4、煤粉的燃烧状况1、合理的用风比例；2、合理的用煤比例，炉：窑=60：403、改善煤粉质量；4、提高二次风温，改善燃烧环境；5、保证正常的火焰形状1100±50℃，最大不能超过1160℃，只要质量合格，温度越低越好。回转窑参数意义及作用控制方法合理范围入窑溜子温度（温度高）1、反应入窑生料表现，分解率的高低；2、反应生料的易烧性；3、反应用煤比例是否合理；4、反应煤粉质量1、保证入窑表观分解率92~95%之间即可；2、稳定生料成分；3、调整合理的风煤比例，确保O2充足；4、提高煤粉质量，降低细度，减少水分。850~870℃，只要熟料质量合格，温度偏低控制为宜。五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围预热器出口温度（温度高）１、预热器系统的换热效果；２、预热器可能有某一个堵塞；３、拉风过大，风、料、煤配比失调；４、煤质不好；５、漏风情况。１、减小用风；２、增加喂料；３、改善生料易烧性；４、改善煤质；５、检查各旋风筒是否正常；６、减少漏风量。３５０℃以下，只要熟料质量合格，温度越低越好。回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围O２

1、用风量是否正常；2、漏风情况；3、煤质情况；4、操作配比是否得当。1、投炉后保证煤粉的充分燃烧；2、堵漏；3、加料时，先加风再加煤；4、改善煤质。2~3%，若没有CO，往下控制。回转窑参数意义及作用控制方法合理范围CO1、用风量是否正常；2、煤粉质量；3、操作配风不当；4、燃烧器工作状况；5、窑炉燃烧状况。1、保持2~3%的O２；2、改善煤质；3、风、煤配比得当；4、合理使用燃烧器；5、可利用分解率各下料口调整炉内燃烧状态。0.04%以下，没有最好。五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围NOx1、各燃烧器的火焰热力、强度的高低；2、是否通风不畅；3、系统内有CO。1、合理使用燃烧器；2、调整好窑炉用风比例；3、保证煤粉完全燃烧；4、保证火焰的活泼性。小于500PPm，越低越好。回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围分解炉中部温度1、反映炉内热力分布情况；2、反映风、料、煤混合情况；3、反映硅酸盐分解情况；4、反映煤粉质量；5、反映结皮状况。1、检修后验收各溜管形状，尺寸是否符合要求；2、合理调节主、辅下料口；3、根据煤质调整燃烧器；4、杜绝局部高温，避免明焰燃烧，通常为辉焰燃烧。（DD炉）不大于900℃，通常略高于分解炉出口温度。回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围分解炉出口温度1、反映分解率高低；2、反映煤粉燃烧状况；3、反映用风是否合适；4、反映入炉溜子是否堵塞。1、保证入窑分解率92~95%；2、提高煤粉质量，降细度减少水份；3、合理用风，不能“风大料少”；4、检查入炉溜子是否顺畅。不大于890℃只要分解率达标，质量合格，温度越低越好。回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围三次风挡板开度1、调节窑、炉用风的重要手段2、可改变炉内温度3、可改变火焰长度3、可调整窑、炉过剩空气系数1、每次例检必经恢复标准状态2、可灵活控制其上下移动3、挡板具有防磨性能和防高温性能衡量是否合适的标准：窑尾不结皮、质量合格、窑皮长度合理、分解炉温度场稳定（一般）20～30%回转窑五、日常操作运行主要参数的控制意义和范围参数意义及作用控制方法合理范围篦冷机二室层压1、反映熟料层厚度2、保证其通风量3、反映窑内热工波动1、尽量稳定篦速，减少调节次数2、观察风机电流变化，尽量保持电流稳定观察二、三次风温变化及窑头负压变化，保持窑头负压和合理的二、三次风温5.5～6.0KPa只要风机能力够，可尽量降低篦速，提高料层厚度回转窑第五部分：冷却机系统一、冷却机的功能与作用二、第三代篦冷机的技术特点三、日常运行操作注意事项1、作为工艺设备，它承担着对高温熟料的骤冷任务。骤冷可阻止熟料矿物晶体长大，特别是阻止C3S晶体长大，有利于强度与易磨性的改善，同时，骤冷可使液相凝固成玻璃体，使MgO及C2A大部分固定在玻璃体内，有利于熟料的安定性的改善及抗化学侵蚀性能。一、冷却机的功能与作用冷却机系统一、冷却机的功能与作用2、作为热工设备，在对熟料骤冷的同时，承担着对入窑二次风及入炉三次风的加热升温任务。尽可能的提高二、三次风温度。不仅可以回收热量，并且对燃料的助燃和燃尽以及全窑系统的热力分布有好的作用。冷却机系统3、作为热回收装备，它承担着对出窑熟料携出的大量热焓的回收任务。回收的热量以高温热随二、三次风进入窑、炉之内，有利于降低系统煅烧热耗；以低温热能亦有利于余热发电。一、冷却机的功能与作用冷却机系统一、冷却机的功能与作用4、作为熟料输送设备，它承担着对高温熟料的输送任务，对高温熟料进行冷却有利于熟料输送和贮存。冷却机系统高单位面积产量（45~48t/m2）高热回收率（71~75%）低单位冷却风量（使用风量1.65~2.2Nm3/kg熟料）（装机风量2.4Nm3/kg熟料）高运转率（85%以上）维护成本低二、主要技术参数冷却机系统LBTF系列篦冷机的工艺设计LBTF系列篦冷机的工艺设计的特点如下：采用“充气梁”篦板（阻力篦板）技术采用厚料层技术入料分配技术配风技术脉冲供风技术自动控制系统监测和保护高阻力增加了篦床阻力对系统总阻力的百分比，相对降低了料层阻力变化对风机压头和篦板上布风均匀性的影响。当料层波动时仍可保持冷却风系统的稳定工作，确保冷却效果；气流高穿透性有利于料层深层次的气固热交换，特别是对红热细料的冷却更有特殊的作用，有利于消除“红河”现象，解决了第二代篦冷机难以克服的主要问题。采用“充气梁”篦板（阻力篦板）技术工艺设计增加料层厚度使冷却风与热熟料有充分的热交换条件：增加接触面积和延长接触时间；充分的热交换使热熟料得到有效的冷却并提高了冷却熟料后的热风温度，有利