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預分解窯煅燒中應重點監控哪些工藝引數

由 趙平777 發表于 美食2023-01-25

(1)燒成帶物料溫度

通常用比色高溫計測量,作為監控熟料燒成情況的標誌之一。由於測量上的困難,往往測出的燒成帶物料的溫度,僅可作為綜合判斷的參考。

(2)氧化氮(NOx)濃度

NOx的形成是以存在O、N、H、OH等原子團為基礎。迴轉窯中的NOx形成與 N2、O2濃度及燃燒溫度有關。由於窯內N2幾乎不存在消耗,故僅與O2濃度及燒成帶溫度有關,過剩空氣係數大,O2濃度高及燃燒溫度高,NOx生成量則多;在還原氣氛中或燃燒溫度較低,NOx濃度則下降。此外,NOx的生成同O2的混合方式、混合速度亦有關係。

窯系統中對NOx的測量,一方面是為了控制其含量,滿足環保要求;另一方面,在窯系統生產情況及過剩空氣係數大致固定的情況下,窯尾廢氣中的NOx濃度同燒成帶火焰溫度有密切關係,燒成帶溫度高,NOx濃度增加,反之降低,故以NOx濃度作為窯燒成帶溫度變化的一種控制標誌,時間滯後較小,很有參考價值。故可以此連同其他引數,綜合判斷燒成帶情況。

(3)窯轉動力矩

由於煅燒溫度較高的熟料,被窯壁帶動得較高,因而其轉動力矩比煅燒得較差的熟料高,故以此結合比色高溫計對燒成帶溫度的測量結果,廢氣中NOx濃度等引數,可對燒成帶物料煅燒情況進行綜合判斷。但是,由於窯內掉窯皮以及喂料量變化等原因,亦會影響窯轉動力矩的測量值,因此,當轉動力矩與比色高溫計測量值、NOx濃度值發生逆向變化時,必須充分考慮掉窯皮等物料變化的影響,綜合權衡,做出正確判斷。

(4)窯尾氣體溫度

窯尾氣體溫度同燒成帶煅燒溫度一起表徵窯內各帶熱力分佈狀況,同最上一級旋風筒出口氣體溫度(或連同分解爐出口氣體溫度)一起表徵預熱器(或含分解爐)系統的熱力分佈狀況。同時,適當的窯尾溫度對於窯系統物料的均勻加熱及防止窯尾煙室、上升煙道及旋風筒因超溫而發生粘結堵塞也十分重要。一般可根據需要,控制在900~1050℃之間。

(5)分解爐或最低一級旋風筒出口氣體溫度

在預分解窯系統中,分解爐出口或最低一級旋風筒出口氣體溫度,表徵物料在分解爐內預分解狀況,一般控制在850~880℃。控制在這個範圍,可保證物料在分解爐或預熱器系統內預燒狀況的穩定,從而使全窯系統熱工制度穩定,對防止分解爐及預熱器系統的粘結堵塞十分重要。

(6)最上一級旋風筒出口氣體溫度

當設有五級預熱器時,一般控制在320℃左右,四級預熱器時一般控制在350℃左右。超溫時,需要檢查以下幾種狀況:生料喂料是否中斷或減少;某級旋風筒或管道是否堵塞;燃料量與風量是否超過喂料量需要等。查明原因後,做出適當處理。當溫度降低時,則應結合系統有無漏風及其它級旋風筒溫度狀況酌情處理。

(7)窯尾、分解爐出口或預熱器出口氣體成分

它們是透過設定在各相應部位的氣體成分自動分析裝置檢測的,指示著窯內、分解爐內或整個系統的燃料燃燒及通風狀況。對窯系統燃料燃燒的要求是,既不能使燃料在空氣不足的情況下燃燒,而產生CO;又不能有過多的過剩空氣,增大熱耗。一般,窯尾煙氣中O2含量控制在1。0% ~1。5%之間;分解爐出口煙氣中O2含量控制在3。0%以下。關於O2含量和過剩空氣量的百分數換算,在煙氣中沒有CO時,可用佩裡、柴可頓和容克柏特里克公式算出:

式中:O2———煙氣中O2的百分含量;

K———係數,煙煤取0。96,油取0。95,天然氣取0。90。

當煙氣中O2<1%時,通常煙氣中含有微量CO,可取下式計算:

式中:O2———煙氣中O2的百分含量;

N2———煙氣中N2的百分含量;

CO———煙氣中CO的百分含量。

預分解窯系統的通風狀況,則是透過預熱器主排風機及裝在分解爐入口的二次風管上的調節風門閘板進行平衡和調節。當預熱器主排風機轉速及入口風門不變即總排風量不變時,關小分解爐入口三次風管上的風門閘板,即相應地減少了分解爐三次風供應量,增大了窯內的通風量;反之,則增大了分解爐內的三次風量,減少了窯內通風量。如果,三次風管道上的風門閘板的開啟程度不變,而增大或減少預熱器主排風機的通風量,則窯內及分解爐內的通風量都相應地增加或減少。由此可見,預熱器主排風機主要是控制全窯系統的通風狀況,而分解爐入口的三次風管上的風門,主要是調節窯與分解爐兩者的通風比率。其調節依據,則是各相應部位的廢氣成分的分析結果。

在窯系統裝設有電收塵器時,對分解爐或最低一級旋風筒出口及預熱器出口(或電收塵器入口)的氣體中的可燃氣體(CO+H2)含量必須嚴加限制。因為含量過高,不僅表明窯系統燃料的不完全燃燒及熱耗增大,更主要的是,在電收塵器內容易引起燃燒和爆炸。因此,當預熱器出口或電收塵器入口氣體中CO+H2含量超過0。2%時,則發生報警,達到允許極限 0。6%時,電收塵器高壓電源自動跳閘,以防止爆炸事故,保證生產安全。

(8)最上一級及最低一級旋風筒出口負壓

預熱器各部位負壓的測量,是為了監視各部阻力,以判斷生料喂料是否正常、風機閘門是否開啟、防爆風門是否關閉以及各部有無漏風或堵塞情況。當預熱器最上一級旋風筒出口負壓升高時,首先要檢查旋風筒是否堵塞,如屬正常,則結合氣體分析確定排風是否過大,適當關小預熱器主排風機閘門;當負壓降低時,則檢查喂料是否正常,防爆風門是否關閉,各級旋風筒是否漏風。如均屬正常,則需結合氣體分析確定排風是否足夠,適當開大預熱器主風機閘門。

一般來講,當發生粘結、堵塞時,其粘結堵塞部位與預熱器主排風機間的負壓,是在氧含量保持正常情況下有所增高,而窯與粘結堵塞部位間的氣流溫度升高,粘結堵塞的旋風筒下部物料溫度及下料口處的負壓均有下降。由此可判斷粘結堵塞部位,並加以清除。

由於各級旋風筒之間的負壓互相關聯、自然平衡,故一般只要重點監測預熱器最上一級及最下一級旋風筒的出口負壓即可瞭解預熱器系統的情況。

(9)最下一、二級旋風筒錐體下部負壓

它表徵該兩級旋風筒的工作狀態,當該旋風筒發生粘結堵塞時,錐體下部負壓下降,此時即需迅速採取措施加以消除。

(10)預熱器主排風機出口管道負壓

在窯系統與生料磨系統聯合操作時,該處負壓主要指示系統風量平衡情況。當該處負壓較目標值增大或正壓較目標值減小(視測量部位而規定目標值)時,應關小電收塵器的排風機閘門;反之,則開大閘門,以保持風量平衡。

(11)電收塵器入口氣體溫度

溫度控制在規定範圍,對保證電收塵器裝置安全及防止氣體冷凝結露十分重要。電收塵器一般裝有自控裝置,當入口氣溫達到最高允許值時,電收塵器的高壓電源自動跳閘。在生料磨系統利用預熱器廢氣作為烘乾介質,窯、磨聯合操作時,電收塵器入口氣溫有較大變化,如果預熱器系統工作正常,則需檢查生料磨系統及增溼塔出口氣溫狀況。

(12)窯速及生料喂料量

在各種型別的水泥窯系統中,一般都裝有與窯速同步的定量喂料裝置,以保證窯內料層厚度的穩定。在預分解窯系統中,對生料喂料量與窯速的同步調節,則有兩種不同的主張。一種認為同步喂料十分必要;另一種則認為,由於許多現代化技術裝備的採用,基本上能夠保證窯系統的穩定運轉,因此在窯速稍有變動時,為了不影響預熱器及分解爐的正常工作和防止調節控制的一系列變動,生料喂料量可不必隨窯速的小範圍調節而變動。而在窯速變化較大時,喂料量可用人工根據需要調節,所以不必裝設同步調速裝置。但是,不管哪一種主張,對窯系統生產有較大變動時,兩者必須相應同步變動的觀點都是一致的。因此,無論採取哪一種調節控制方式,都必須十分重視窯系統的均衡穩定生產問題。

(13)窯頭負壓

窯頭負壓表徵著窯內通風及冷卻機入窯二次風之間的平衡。在正常生產情況下,一般增加預熱器主排風機風量,窯頭負壓增大,反之減小。而在預熱器主排風機排風量及其他情況不變時,增大篦冷機冷卻風機鼓風量,或關小篦冷機剩餘空氣排風機風門,都會導致窯頭負壓減小,甚至形成正壓。正常生產中,窯頭負壓一般保持在-100~-50Pa,絕不允許窯頭形成正壓,否則窯內細粒熟料飛出,會使窯頭密封圈磨損,也影響人身安全及環境衛生,對裝設在窯頭的比色高溫計及電視攝像頭等儀器儀表的正常工作及安全也很不利。因此,一般採用調節篦冷機剩餘空氣排風機風量的方法,控制窯頭負壓在規定範圍之內。

(14)篦冷機一室下壓力

一室下壓力不僅指示篦冷機篦床阻力,亦可指示窯內燒成帶溫度變化。當燒成帶溫度下降,必然導致熟料結粒減小,使篦冷機一室料層阻力增大,在一室篦床速度不變時,一室篦床下壓力必然增高。生產中,常以一室壓力與篦床速度構成自動調節迴路,當一室壓力增高,篦床速度自動加快,以改善熟料冷卻狀況。

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