引言

對(duì)于任何一條水泥生產(chǎn)線的燒成系統(tǒng)，堅(jiān)持熱工制度的穩(wěn)定，是得到優(yōu)質(zhì)熟料的關(guān)鍵。預(yù)分解窯要實(shí)現(xiàn)最佳的穩(wěn)定的熱工制度，就要求在生產(chǎn)中必須做到生料化學(xué)成分穩(wěn)定、生料喂料量穩(wěn)定、燃料成分穩(wěn)定、燃料喂入量穩(wěn)定和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，這就是我們牢記在心落實(shí)在行動(dòng)上的“五穩(wěn)保一穩(wěn)”的工藝原則，這是搞好預(yù)分解工藝水泥生產(chǎn)線的關(guān)鍵。

在操作控制上，相關(guān)環(huán)節(jié)的任何一個(gè)參數(shù)的波動(dòng)，都會(huì)帶來控制參數(shù)的或大或小的波動(dòng)，發(fā)現(xiàn)得及時(shí)，原因判斷得準(zhǔn)確，采取的處理措施正確，這個(gè)波動(dòng)就會(huì)被化解，相反，則會(huì)帶來大的波動(dòng)。嚴(yán)重的，會(huì)破壞穩(wěn)定的熱工制度，導(dǎo)致燒成系統(tǒng)失去有效的控制，不能繼續(xù)優(yōu)質(zhì)高效低耗地運(yùn)行。

預(yù)分解燒成工藝過程中需要控制的參數(shù)一般在60個(gè)左右，各個(gè)參數(shù)之間或近或遠(yuǎn)存在關(guān)聯(lián)，無論是優(yōu)秀的操作控制人員還是智能控制程序，都得把握住一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化的原因，并能夠通過其他參數(shù)的變化找到正確的處理措施，才能將其波動(dòng)控制在合理的范圍內(nèi)。一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化的原因很多，值得我們?nèi)フJ(rèn)真研究和總結(jié)，并將結(jié)論用于指導(dǎo)生產(chǎn)。本文僅就C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的突然升高為研究對(duì)象，分析原因，探討處理措施。

對(duì)于正常運(yùn)行的燒成系統(tǒng)，在短時(shí)間內(nèi)，當(dāng)C₁預(yù)熱器出口氣體溫度突然升高，我們可以根據(jù)自己所具備的熱工理論和生產(chǎn)工藝知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，初步列出可能的原因：窯尾高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)加大、生料喂料量降低或斷料、窯頭或窯尾用煤量增加、燃煤熱值增加、窯的轉(zhuǎn)速降低、生料成分中碳酸鈣含量降低，或者是冷卻機(jī)篦床速度降低以及窯頭排風(fēng)閥開度減少等等。C₁預(yù)熱器出口氣體溫度一旦突然升高，我們可根據(jù)上述因素的相關(guān)方面的變化去排查，迅速鎖定真正的原因，使采取的措施能做到對(duì)癥下藥，有的放矢，從而立竿見影。

2.1 窯尾高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)加大

窯尾高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)加大，氣體流速加快，氣體與物料的換熱效率下降，最初表現(xiàn)出來的就是C₁預(yù)熱器出口氣體溫度和煙室氣體溫度的突然升高，這時(shí)燒成帶會(huì)變長(zhǎng)。我們可以通過煙室氣體溫度的突然升高和燒成帶變長(zhǎng)來判定。如果沒有采取措施，大概10min后，煙氣溫度的升高會(huì)達(dá)到拐點(diǎn)，開始下降。這是因?yàn)槌掷m(xù)的高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快，會(huì)拉入更多的二次風(fēng)，當(dāng)篦冷機(jī)上游的風(fēng)不夠時(shí)，只好用低溫的篦冷機(jī)上游的風(fēng)來補(bǔ)充。這樣一來，燒成帶的溫度開始降低，煤粉燃燒環(huán)境溫度降低。理論上講，這會(huì)帶來更多的麻煩，嚴(yán)重時(shí)，窯內(nèi)飛砂，渾濁，可見度低，跑黃料；熟料中細(xì)粉多，fCaO高；中控顯示燒成帶溫度低，燒成帶變短；窯扭矩電流下降；熟料細(xì)粉多，冷卻機(jī)效率低。這時(shí)，操作者必須及時(shí)采取正確的措施，建立新的窯內(nèi)熱平衡。

2.2 喂料量降低或斷料或生料碳酸鈣含量降低

生料喂料量降低或生料碳酸鈣含量降低，都會(huì)導(dǎo)致C₁預(yù)熱器出口氣體溫度突然升高。這兩點(diǎn)都會(huì)因?yàn)閱挝粫r(shí)間需要分解的碳酸鈣的量的減少而帶來碳酸鈣入窯分解率的提高。在燒成系統(tǒng)供熱不變的情況下，多余的熱量必然導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度的升高，包括C₁預(yù)熱器出口氣體的溫度，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致C₄預(yù)熱器結(jié)皮堵塞和熟料的過燒。此時(shí)，操作人員一定要查看喂料系統(tǒng)是否存在減少喂料的因素以及目前生料的成分。這種情況下不采取措施，如果不存在結(jié)皮堵塞問題，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度升高到一定值，系統(tǒng)會(huì)建立起一個(gè)新的平衡，熟料質(zhì)量和熱耗也會(huì)與之前有所不同。

值得提醒的是，生料喂料量降低，各級(jí)預(yù)熱器出口溫度變化順序是從上到下先后升高；而生料碳酸鈣含量降低時(shí)，各級(jí)預(yù)熱器出口溫度變化順序是從下到上先后升高。

在生料庫存及輸送系統(tǒng)突然發(fā)生故障來料突然中斷時(shí)，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度會(huì)突然升高，緊接著就是從上到下各級(jí)預(yù)熱器出口溫度的升高負(fù)壓減小，整個(gè)系統(tǒng)的控制參數(shù)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的很明顯的變化。

2.3 單位時(shí)間內(nèi)提供的熱量增加

在沒有其他變化因素下，單位時(shí)間內(nèi)提供的熱量增加，用于碳酸鈣分解或熟料煅燒的熱量就會(huì)增加或者二者皆增加，都會(huì)帶來C₁預(yù)熱器出口氣體溫度突然升高。這種情況有四：一是流量不變時(shí)燃煤熱值突然增加；二是燃煤熱值不變窯頭用煤量增加；三是燃煤熱值不變窯尾用煤量增加；四是燃煤熱值不變窯頭窯尾用煤量都增加。

流量不變時(shí)燃煤熱值突然增加，用于碳酸鈣分解和熟料煅燒的熱量都會(huì)增加，這種熱量的增加會(huì)帶來C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的突然升高。如果此時(shí)遇到還原氣氛，燒成帶的燃煤得不到充分燃燒，氣體中的CO的量會(huì)增加，燒成帶的溫度反而會(huì)有所降低，增加的CO的后燃量也會(huì)帶來C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的升高。這種情況嚴(yán)重時(shí)，同樣會(huì)引起C₄預(yù)熱器結(jié)皮堵塞和熟料的過燒，影響熟料的質(zhì)量。

燃煤熱值不變，窯頭用煤量增加，在二次風(fēng)足夠的情況下，燃煤會(huì)充分燃燒，不僅燒成帶的溫度會(huì)上升，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的也會(huì)升高，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起熟料的過燒，影響熟料的質(zhì)量。如果窯頭用煤量繼續(xù)增加，窯內(nèi)氣氛走向還原狀態(tài)，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度會(huì)由升高開始轉(zhuǎn)向降低，但降低幅度視情況而定。

在氧氣含量允許時(shí)，燃煤熱值不變窯尾用煤量增加，不僅碳酸鈣分解率會(huì)增加，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的也會(huì)突然升高，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起C₄預(yù)熱器結(jié)皮堵塞。如果三次風(fēng)量不足，增加的燃煤不能充分燃燒，來自窯內(nèi)的氧氣也會(huì)促進(jìn)其燃燒，同樣會(huì)帶來氣體溫度的升高。

窯頭窯尾用煤量都增加的情況就不再贅述。

2.4 窯的轉(zhuǎn)速降低或冷卻機(jī)篦床運(yùn)行速度降低

窯的轉(zhuǎn)速降低，物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間延長(zhǎng)，窯的產(chǎn)量降低，而供熱量不變的情況下，系統(tǒng)存在多余的熱量，必然帶來C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的升高，只是溫度升高的幅度得視情況而定，最初不太明顯。這種情況會(huì)導(dǎo)致熟料過燒，fCaO降低，熟料熱耗增加，出篦冷機(jī)熟料溫度上升。對(duì)于窯速的調(diào)整，一般是“先動(dòng)風(fēng)煤，再動(dòng)窯速”。

冷卻機(jī)篦床運(yùn)行速度降低，熟料在篦冷機(jī)的厚度增加，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫都會(huì)升高，在其他情況不變時(shí)，C₁預(yù)熱器出口氣體濕度會(huì)立馬升高。冷卻機(jī)篦床運(yùn)行速度降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成熟料壓床，冷卻風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)反風(fēng)，導(dǎo)致篦冷機(jī)周邊烏煙瘴氣。如果在系統(tǒng)允許情況下，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫都會(huì)升高后降低用煤量，不僅降低熟料熱耗，還會(huì)降低C₁預(yù)熱器出口氣體溫度。

2.5 窯頭排風(fēng)閥開度減少

燒成系統(tǒng)設(shè)置的排風(fēng)機(jī)具有調(diào)節(jié)系統(tǒng)用風(fēng)平衡保證熟料煅燒的作用。當(dāng)窯頭排風(fēng)閥開度減少，其他用于供風(fēng)和排風(fēng)的風(fēng)機(jī)沒有變動(dòng)時(shí)，C₁預(yù)熱器出口氣體溫度會(huì)升高。這是因?yàn)楦G頭排風(fēng)閥開度減少，進(jìn)入窯爐的風(fēng)量會(huì)增加，助燃空氣帶入窯爐的熱量會(huì)增加，而此時(shí)窯頭罩的壓力因窯頭排風(fēng)閥開度減少而增加，會(huì)減少?gòu)母G頭罩漏入的冷空氣量。綜合起來分析，這種情況是二、三次風(fēng)帶入了更多的熱量，導(dǎo)致了C₁預(yù)熱器出口氣體溫度的升高。

在預(yù)分解窯燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)管理和操作實(shí)踐中，我們從摸索實(shí)踐“五穩(wěn)保一穩(wěn)”的工藝原則到堅(jiān)持這一原則，積累了很多經(jīng)驗(yàn)。總體上燒成系統(tǒng)的操作控制一是要求保持窯的發(fā)熱能力與傳熱能力的平衡與穩(wěn)定，二是要保持窯的燒結(jié)能力與窯的預(yù)燒能力的平衡與穩(wěn)定。為達(dá)到這兩方面的平衡，操作時(shí)必須做到前后兼顧，爐、窯協(xié)調(diào)，穩(wěn)住燒結(jié)溫度及分解溫度，穩(wěn)住窯、爐合理的熱工制度。具體地講，要達(dá)到這兩方面的平衡，必須找出風(fēng)、煤、料、窯速間的合適關(guān)系。本文分析C₁預(yù)熱器出口氣體溫度突然升高的原因，就是利用風(fēng)、煤、料、窯速變化帶來的相應(yīng)變化來進(jìn)行的。燒成系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，面對(duì)其出現(xiàn)的異常狀況，我們只要能夠熟練運(yùn)用所掌握的流體力學(xué)、熱工學(xué)、物理化學(xué)的知識(shí)，根據(jù)現(xiàn)象的相關(guān)方面的變化去排查，就不會(huì)畏懼任何異常，就能迅速鎖定真正的原因，迅速果斷采取措施，將一些異常扼殺在萌芽狀態(tài)，收到立竿見影的效果。

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