水泥熟料培训教材.

回转窑系统工艺管理、操作及异常状况的分析处理1、旋风预热器　　2、分解炉3、回转窑4、篦冷机目录一.旋风预热器1.旋风预热器的主要功能：旋风预热器是由若干个换热单元串联或并联而成，一般旋风预热器为五级，自上而下分为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ.Ⅴ级，其中Ⅰ级是由两个旋风筒并联，其他各级是串联而成。旋风预热器也有四级的，个别为六级。每个换热单元旋风筒及联接管道所构成，每个换热单元都必须同时具备三个功能才能完成其任务，这三个功能是：(1).生料粉在废气中的分散与悬浮；(2).气.固相之间的换热；(3).气.固相的分离，生料粉被收集。影响旋风筒气固分离的主要因素:(1).旋风筒的直径。在其他条件相同时，筒径越小，分离效率越高。(2).旋风筒进口的类型与尺寸。进风口的结构因以保证风能沿切向入筒并减少小涡流干扰为佳。进风口的尺寸应保证旋风筒进口处风速保持在15∽25m/s的范围为宜。(3).出风管（内筒）的尺寸和插入深度。一般来说，出风管（内筒）的直径越小，插入深度越深，旋风筒的气固分离效率越高。影响旋风预热器换热效率的因素:(1).粉尘在管道内的悬浮（为防止粉料部分不悬浮，出现“短路”，直接落入下级旋风筒内，从而失去进一步受热机会，导致大幅度降低预热器的换热效率。为防止这一现象发生，时应着重考虑以下几点措施：）A.选择合理的喂料位置；（一般情况下，喂料点距出风管起始端应有大于1m多的距离，此距离与来料落差、来料均匀程度、内筒插入深度以及管内气体的流速有关）。B.选择适当的风管速度；（一般要求粉料悬浮区内的风速在15∽25m/s之间，通常要求大于15m/s以上。）C.在喂料口加装撒料装置;（板式撒料器和箱式撒料器）D.注意来料的均匀性。(2）.气、固相之间的换热（换热方式以对流换热为主，气、固相之间的悬浮换热效果在很大程度上取决于生料在气流中的分散程度。（3）.气、固相的分离旋风预热器的作用机理：（1).旋风预热器由若干级换热单元组成，每级换热单元都是由旋风筒及其联接管道构成。生料从第Ⅰ级和第Ⅱ级旋风筒之间的联接管道加入，被上升气流冲散，使其均匀的悬浮于气流之中。此时进行的是对流换热，由于悬浮状态下气、固接触面积很大，对流换热系数较高，所以换热速度极快，完成换热只需0.02~0.04s之后，气流携带生料粉沿切向高速进入第Ⅰ级旋风筒C1，被迫在圆筒体与排气管之间的圆柱内呈旋转运动状态。从圆筒体到锥体，气流一边旋转，一边向下运动，直到锥体的顶部，气流被反射向上旋转，最后从排气口排出，而生料粉则从锥体顶部进入到C2和C3的联接管道，然后再次被携带到C2进行气、固分离。以此类推，生料粉依次通过各级旋风筒及其联接管道。在进入最后一级旋风筒前，生料进入分解炉完成大部分的CaCO3分解，分解后的生料再与废气一起进入最后一级旋风筒，完成气、固分离，生料最后进入回转窑煅烧。2.主要工艺参数及其控制要求在生产过程中，旋风预热器需要重点监控的参数及要求：(1).一级筒出口气体温度一级筒出口气体温度反映了在预热器内物料与气体热交换的效果、来料情况、整体系统温度的高低、有无漏风等问。当一级筒出口气体温度过高时，会影响排风机、收尘器的安全运转，使热耗增加；温度过低时，对生料的预热不好。一级筒出口气体温度一般控制在320——360℃之间，当喂料正常、系统其他测温点正常、系统风量正常时，该参数会在正常范围内变化。如果有冷风门则可调节其开度。（2）.最上一级及最下一级旋风筒出口负压预热器各部位负压的测量，是为了监测各部位的阻力，以判断生料喂料是否正常、风机阀门是否开启、防爆阀门是否关闭以及各部位有无漏风或堵料情况。由于各级旋风筒之间的负压相互关联、自然平衡，故一般只监测预热器最上一级及最下一级旋风筒出口负压即可了解预热器系统的情况。当预热器最上一级旋风筒出口负压升高时，首先要检查旋风筒是否堵塞，如正常，则结合气体分析确定排风是否过大，适当关小预热器主排风机阀门；当负压降低时，则检查喂料是否正常，防爆风阀是否关闭，各级旋风筒是否漏风，如正常，则结合气体分析确定排风是否足够，适当开大预热器主排风机阀门。一般来讲，当发生结皮、堵塞时，结皮、堵塞部位与预热器主排风机间的负压有所升高，而窑与结皮、堵塞部位的气体温度升高，负压下降。由此可判断结皮、堵塞部位，并加以清除。预热器最上一级旋风筒出口负压一般控制在-7500——-5500Pa，最下一级旋风筒出口负压一般控制在-2200——-1800Pa.（3）.最下一级旋风筒出口温度、下料管温度最下一级旋风筒出口温度、下料管温度的监测，是为了监测入窑物料分解率的高低和分解炉内煤粉燃烧和CaCO3平衡程度。最下一级旋风筒出口温度一般控制在850——900℃之间、下料管温度控制在850℃左右。（4）.二级、三级锥部负压二级、三级锥部负压的监测，是为了监测预热器工作状态，料气运动是否平衡。二级锥部负压一般控制在-4400——-4200Pa、三级锥部负压一般控制在-3900——-3700Pa.3.生产中易发生的问题及其解决方法a.预热器系统堵塞的原因。①系统局部高温造成结皮堵塞。②有害成分造成的结皮堵塞，碱从烧成带挥发进入气相与C1-SO2等发生反应。（KC1、NaC1、K2SO4和Na2SO4的熔点温度分别为768℃、801℃、1074℃和884℃）③系统漏风造成堵塞。④机械故障造成堵塞。(旋风筒.分解炉的砖或浇注料镶砌的不牢固垮落；内筒或撒料板烧坏脱落，排灰阀不灵活翻板阀烧坏变形卡死等都是排料不畅造成严重堵塞。)⑤工艺设计不合理（产生积料）。b.预热器系统堵塞现象及解决方法现象：(1).气温急剧上升；(2).气体压力不稳；(3).锁风阀被堵后阀杆停止摆动并有冒灰现象解决方法:(1).立即停料，分解炉止煤，大幅度降低窑速和用煤量.(2）.检查预热器系统温度和压力等操作，分析、判断异常数据，并立即赶赴现场观察，找出堵塞部位。(3）.适当加大排风量，打开清灰口或人孔门进行试探性的检查和清理。在捅堵过程中，应有专人指挥，要避开捅堵口的正面位置，以免高温生料突然下榻冲出捅料口造成烧伤。捅堵时可利用压缩空气进行吹扫。完成捅堵后关闭各处门、孔，利用旋风筒锥体的吹扫装置进行长时间吹扫，清除剩余堆积或粘附在内壁的生料。（4）.捅堵过程中，严禁在窑头、冷却机看火孔和其他冒灰的地方站立或检修，防止预热器捅料突然塌落伤人。二.分解炉分解炉是窑外分解系统核心部分，它承担着对大部分物料进行碳酸盐分解的重要作用。在分解炉内，同时进行着燃料燃烧和物料分解两个过程。由于采用了悬浮态传热机理，燃料燃烧放出的热量会迅速传给物料，被物料分解所吸收，当燃料燃烧和物料分解两个过程达到一个动平衡时，炉内温度较稳定。这个过程将在4-10s内完成，因而可以大大降低热耗。1、分解炉的类型、原理及特点按分解炉内气流、物料的运动特征，分解炉可分为：旋流式分解炉（NSF型）、喷腾式分解炉（DD型、FLS型、SLC型）、旋流-喷腾式分解炉（RSP型、KSV型）、悬浮式分解炉（普列波尔型、派罗克朗型）、沸腾式分解炉（MFC型）。（1）DD型分解炉DD型分解炉属于喷腾式分解炉。它有两个燃烧区，既主燃烧区和后燃烧区。在主燃烧区内，气流以底部缩口首次喷腾为主，在三次风入口处，伴有较强的涡流和回流，使物料在气流中分散，并燃料加热，在后燃烧区内，气流经中部缩口产生二次喷腾和撞顶效应，为物料的分解提供了反应环境和反应时间。经充分加热和分解后的物料，伴随着气体由上部出口进入最低一级旋风筒。（2）NSF型分解炉NSF型分解炉属于旋流式分解炉。气流以切线方向入炉，在炉内气流携带料粉及煤粉旋转上升，一面燃烧一面分解，由于固体颗粒离心向壁，受炉壁的阻滞作用，物料的运动速度滞后于气流，因而炉内气流中的料粉浓度大为增强，物料及煤粉在炉内停留及反应时间大为延长（既旋风效应），且这种方式造成炉内气流的紊流状态，横截面上的炉温较均匀，气固相间传热及物料的分解。　（3）RSP型分解炉日本小野田公司研制的RSP型分解炉是利用气体在分解炉内形成旋流及喷腾两种运动状态，产生旋风效应及喷腾效应，使物流滞后于气流，分为三部分：顶部是作为点火、预燃用的涡流燃烧室,分解用的涡流分解式，下部为炉气与窑气混合并使物料继续分解的混合室。（4）MFC型分解炉日本三菱公司研制的MFC型分解炉是将气体从炉底鼓入，经沸腾床三均匀密布的喷孔喷入炉内，使加入的生料粉在炉床上充气，变成流态化，形成沸腾层。同时将燃料通过喷嘴喷入沸腾层内进行燃烧，物料受到沸腾层的激烈搅拌与加热，分解，继而被上升气流带起，进入最低级旋风筒。在沸腾层中气化未烧完的燃料，离开沸腾层后与来自冷却机的三次风相遇，继续燃烧，加热物料，然后进入最低级旋风筒。　　　　2、风、煤、料三者的设置特点，主要工艺参数及其控制：（1）风、煤、料的确定分解炉系统的喂料量，应根据窑炉的平均先进指标（产量）乘以料耗来确定分解炉的喂煤量，应根据预热器来的生料所需升温及分解耗热以及炉的热效率来确定。分解炉的风量，主要根据燃煤所需氧气来确定（在窑气不入炉的系统中，还应考虑气体承载料粉的能力）。（2）风、煤、料比例的确定分解炉的通风量、喂煤量、喂料量及它们之间的配比，应根据热工计算，并通过实践加以修正、确定。如下表为根据国内一般生产条件计算出的风、煤、料的比例关系。其中煤粉发热量以煤计（29300/kg煤）；炉的空气过剩系数为1.2；入炉的空气温度为600℃入炉物料温度为750℃；入炉物料分解率为25%；出炉物料分解率为95%；出炉烟气温度为900℃；出窑烟气温度为950——1050℃.分解炉风煤料间的一般比例项目窑气不入分解炉（或从炉下游入炉）窑气入炉（窑炉热耗比45:55）通风量（炉上游900℃）/m³11喂煤量/kg0.0260.014在炉内可传给物料的热量/（kJ/m³）485268可加热分解料粉量/kg0.450.24喂煤与喂料比例1:18.51:18.5熟料热耗/（kJ/kg）37703770为了保证风煤料的适当配合，除保持料粉和煤粉的成份、细度均匀适合等外，还应注意以下几点：1.上述风煤料比例关系在一定时间内应保持相对稳定，不要随意变动，以使分解炉在稳定的较佳状态下运转。当生产一段时间或某些生产条件变化，熟料热耗能明显下降时，在适当的调节风煤料的比例，以使炉的生产技术指标保持平均先进而又能长期安全稳定的运转。2.应根据上述比例及各窑炉的具体条件，制订出炉的通风量——喂煤量——喂料量的关系表，推算出正常风量相下，喂煤与喂料之间的关系。并与出炉温度连锁，实行自动调节控制3.对喂煤喂料设备的准确度应有足够的重视，防止窜煤窜料。3、分解炉在生产中的操作控制以及发生问题的解决分解炉入口至上游温度一般控制800～850℃，中游一般控制850～880℃，出口一般控制850～900℃。炉的中、上游主要受燃烧速率的影响，炉下游及出口气体温度主要受燃料及喂料量的影响，也受燃烧速率的影响。最低一级旋风筒出口气体温度一般控制在800～880℃。（1）分解炉发生问题的解决：现象：分解炉出口温度过高原因：a、C1-C4中某级发生堵塞；b、生料喂料量突然下降或中断；c、分解炉喂煤量过大处理方法：a、停料停煤，通知现场巡检人员及时通堵，若堵料严重需停车处理；b、减少分解炉喂煤量或止煤，检查断料少料的原因c、减少分解炉喂煤量（2）现象：分解炉出口温度过低原因：a、C2-C4级预热器其中之一塌料b、分解炉喂煤少，窑头喂煤多c、三次风量不足D.三次风量过大f、热电偶上结皮原因：窑头有反火现象（瞬时出现正压）分解炉喂煤量显示偏低分解炉内火花多，C5出口温度上升（出现后燃烧）窑内排风小，窑头加不进煤温度变的迟钝处理方法塌料量不大可稳住操作不变。量大则应减料，减窑速，窑头适当加煤逐步恢复正常(3).现象：分解炉出口负压增大或减小原因及处理：a、当系统风量或系统喂料量增大时，整个系统的风量或阻力均有所增大，分解炉出口负压也随之增大，反之减小。b、风速不够或管道内衬脱落,管道阻力增大，因而负压增大。出现此状况时，系统的预分解能力降低，产质量均有所下降，此时应及时诊断原因，采取措施，降低通道阻力，恢复系统的预分解能力。反之减小.C、当三次风阀门开度过小时，系统阻力增大，相应分解炉出口负压随之上升，反之下降。三.回转窑1、物料在回转窑内的运动物料颗粒的运动与回转窑的旋转速度和填充率等因素有关，为了研究物料行为与传热之间的关系，必须首先了解物料颗粒在回转窑内的运动方式。回转窑内物料从窑尾开始前进，经过几个窑带后到达冷却机，它的运动速度是不一致的。随着回转窑的旋转，部分物料沿着与回转窑轴线正交的方向向窑拱上升，达到一定高度时，重力使物料从窑壁与物料的最高接触点向下撒落，部分物料则顺着窑衬如同一个整体似的滑动，物料不断重复这两种运动方式，形成锯齿形前进路线。物料进过渡带后，仍继续以上升和下滑的形式前进，但随着温度的升高，物料与窑壁之间的附着性减弱，料层撒落向前移动的锯齿状路线频率逐渐增大，轴向移动速度加快。进入烧结带后开始形成熟料，物料液相增多，粘性增强，物料的轴向移动速度减慢。在填充率和进料率较小时，旋转速度增加会使气体对固体的传热量明显增大，而当填充率和进料率大于某个值时，进一步增加旋转速度，气体对固体的传热量基本不变。也就是说当旋转速度低于某个值且料床深度很小时，物料以周期性滑滚运动为主，气体对固体的传热量较低，随着进料率的增加，进行撒落运动的物料增加，此时表面运动和混合使传热量增加，当进料率超过某值时，物料以撒落运动为主，物料的混合很强烈，物料的热阻最小。　　当然，物料在回转窑内的运动中也会有无规律的情况出现，如涌流、涌料等。涌流是由于在回转窑的操作中某些不规律情况所引起的不稳定分解而使料层变为流态，物料成瀑流式动作前进，速度显著加大；涌料是物料在窑的某个区域内滞留一段长时间，在回转窑内形成类似窑皮一样的结圈，当这种窑圈垮落时，所有被窑圈滞留的物料与垮下来的窑圈碎片一起涌进下一区域，使物料的流量瞬时增加。2、熟料的煅烧形成机理一.煅烧过程的物理化学变化水泥生料入窑后，在加热煅烧过程中发生干燥、粘土脱水、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧成和熟料冷却等物理化学反应。1、干燥干燥既自由水的蒸发过程。干法窑生料含水量不超过1.0%。自由水的蒸发温度为100~150°C。生料加热到100°C左右，自由水分开始蒸发，当温度升到150~200°C时，生料中自由水全部被排除。自由水的蒸发过程消耗热量很大，每千克水蒸发热高达2257KJ。2、粘土脱水粘土脱水即粘土中矿物分解放处结合水。粘土质原料很多有黄土、粘土、页岩、粉砂岩及河泥等。粘土矿物的化合水有两种：一种是以OHˉ状态存在于晶体结构中，称为晶体配位水(也称结构水);另一种是以分子状态吸附于晶层结构间，称为晶层间水或层间吸附水。所有的粘土都含有配位水，而含有的层间水因风化程度而异。层间水在100°C左右即可除去，而配位水则必须高达400~600°C以上才能脱去，具体温度范围取决于粘土的矿物组成。脱水过程就是失去的吸附水与结构水并进一歩分解为化学活性较高的无定型的氧化铝和氧化硅。为下一步与氧化钙反应创造有利条件。3.碳酸盐分解石灰石中的碳酸钙CaCo3和少量碳酸镁MgCO3在煅烧过程中放出二氧化炭，其反应式如下：MgCO3＝MgO+CO2↑(600°C)CaCO3＝Cao+CO2↑(900°C)影响碳酸盐分解的因素：（1）.石灰石性质。当石灰石中伴有其他矿物质和杂质时一般具有降低分解温度的作用，这是由于石灰石中的SiO2、Al2O3、FeO3等增强了方解石的分解活力所致，但各种不同的伴生矿物和杂质对分解的影响是有差异的。方解石晶体越小所形成的CaO缺陷结构的浓度越大，反应性越好，相对分解速度越高。一般来说，石灰石分解的活化能在125.6~251.2KJ/mol之间，当伴生有杂质且晶体细小时，其活化能降低，一般在190KJ/mol以下。石灰石分解活化能越低，CaO的化合作用越强，β-C2S等的形成速度越快。（2）.生料细度和颗粒级配生料颗粒直径越小，比表面积越大，传热面积增大，分解速度加快；生料颗粒均匀，粗颗粒少，也可加速碳酸盐的分解.（3）.生料悬浮分散程度生料悬浮分散差，相对的增大了颗粒的尺寸，减少了传热面积，降低了碳酸钙的分解速度。所以其实是一个非常重要的因素。（4）.温度碳酸盐是吸热反应。每1千克碳酸钙在890℃时分解吸收的热量为1645J/g，是熟料形成过程的中消耗热量最多的一个工艺过程，提供足够的热量可以提高碳酸盐的分解速度。温度升高使分解速度加快，实验得知，温度每升高50℃，分解速度约增加一倍，分解时间约缩短50%，当物料温度升到900℃后，分解反应将迅速进行，分解时间缩短。但是温度过高，将增加废气温度和热耗，预热器和分解炉结皮，堵塞的可能性亦大。（5）.窑内通风碳酸盐分解是可逆反应，受系统温度和周围介质中CO2的分压影响较大。如果将碳酸盐的反应放在密闭的容器中一定的温度下进行时，随着碳酸钙的不断分解，周围介质中的CO2的分压不断增加，分解速度将逐渐变慢，直到反应停止。因此加强窑内通风，减少窑内CO2压力，及时将CO2气体排出，有利于CaCO3的分解。实验表明，废气中CO2含量每减少2%，可是分解时间缩短约10%；当窑内通风不畅，CO2不及时被排除，废气中的CO2含量增加，会延长碳酸盐的分解时间，其起着重要的作用。（6）.生料中粘土质组分的性质高岭土类活性大，蒙脱石、伊利石次之，石类砂较差。活性越大的在800°C下能和氧化钙或直接与碳酸钙进行固相反应，生成底钙矿物，可以促进碳酸钙的分解过程。4.固相反应粘土质和石灰石分别形成了CaO、MgO、SiO2、Al2O3等氧化物，这些氧化物随着温度的增加会发生反应形成各种矿物：约800°C开始形成CA(CaO.Al2O3)、C2F（2Cao.Fe2O3）、C2S(2CaO.SiO2);800~900°C开始形成Ca12A7(12Ca0.7AlO3);900~1000°CC2AS,C3A,C4AF1100~1200°C大量形成C3A与C4AF，同时C2S含量达最大值。以上反映温度小于反应物和生成物的熔点，也就是说物料在这些反应中都没有熔融状态物的出现，反应是在固体状态下进行，这就是固相反应的特点。影响因素主要有：（CaO、SiO2、2Cao.SiO2的熔点分别为2570°C、1753°C、2130°C）（1)、生料细度及其均匀程度由于固相反应是固体物质表面相互接触而进行的反应，当生料细度较细时，组分之间接触面积增加，固相反应速度也就加快。试验发现，由于物料反应速度与颗粒尺寸的平分成反比，固而即使有少量较大尺寸的颗粒，都可以显著延缓反应过程的完成，所以，生料细度控制既要考虑细颗粒的含量，也要保证生料的均齐性。0.08mm方空筛余8%~12%；0.2mm方空筛余1.0%~1.5%。生料的均匀混合，使生料各组分之间充分接触，有利于固相反应。(2)、原料性质原料含有石英沙（结晶型的二氧化硅）时，结晶型SiO2在加热过程中只发生晶型的转变，晶体未受到破坏，晶体内分子很难离开晶体而参加反应，粗颗粒石英，影响更大。原料中含的燧石结核（结晶型SiO2）其硬度大不宜磨细，他的反应能力亦较无定型的SiO2低很多，对固相反应非常的不利。（3）、温度温度升高使质点能量增加，从而增加了质点的扩散速度。(4）.矿化剂能加速结晶化合物的形成，使水泥生料易烧的少量外加剂称为矿化剂。矿化剂可以通过与反应物作用而使晶格活化，从而增强反应能力，加速固相反应。熟料形成过程中固相反应虽有次序，但实际上随着原料的性能、粉磨细度、加热速度等条件的变化，各矿物形成的温度有一定的范围，而且会相互交叉，而生料的不均匀性，使交叉温度范围更宽。5、熟料烧成物料加热到最低共熔温度时，物料中开始出现液相，液相由要由C3A、C4AF所组成，还有MgO、Na2O、K2O等氧化物，在液相的作用下进行熟料烧成。液相出现后，C2S和CaO都开始熔于其中，在液相中C2S吸收游离氧化钙形成C3S。C2S（液）+CaO(液）→C3S(固)（1350℃~1450℃）熟料的烧结包含三个过程：C2S和CaO逐步溶解于液相中并扩散；C3S结晶的形成;C3S晶核的发展和长大，完成熟料的烧结过程。（1）最低共熔点。熟料在加热过程中两种或两种以上组分开始出现液相的温度称为最低共熔温度。最低共熔温度取决与系统组分的数目和性质。组分数愈多，最低共熔点温度愈低。最低共熔温度适量的矿化剂和其他微量元素等可以降低最低共熔点，所需液相提前出现（约1250°c）。但含量过多，会对熟料质量造成影响，故对其含量要有一定限制。(2)液相量不仅与组分的性质有关，也与组分的含量、熟料煅烧温度有关。增加液相量的主要是AI2O3、Fe2O3的增加，MgoO、R2O等成分也能增加，但较多时为有害成分。一般水泥熟料煅烧阶段的液相量为20%-30%。可以用下式进行计算：当烧成温度为1400°c时：L=2.95A+2.2F+M+R当烧成温度为1450°c时:L=3.0A+2.25F+M+R6、熟料的冷却熟料烧成后要进行冷却，目的在于：回收熟料余热，降低热耗，提高热效率；改进熟料质量，提高熟料的易磨性；降低熟料温度，便于熟料的运输、储存和粉磨。部分熔融的熟料，其中的液相在冷却时，往往与固相进行反应。若冷却很慢：固液相中的离子扩散足以保证固液相间的反应充分进行，称为平衡冷却。若冷却中等：液相能够析出晶体，但固相中质点扩散很慢，不能保证固液相间反应充分进行，为独立结晶。若冷却很快：液相不能析出晶体成为玻璃体，秤为淬冷。C3S-CSS-C3A系统不同冷却速度时间的矿物组成　　二.熟料形成热水泥生料加热过程中发生的一系列物理化学变化，有些是吸热反应，有些是放热反应，将全过程的总吸热量减去总放热量，并换算为每生成1Kg熟料所需要净热量就是熟料形成热，就是熟料形成的理论热耗。熟料形成热与生料化学组成和原料性质有关，与煅烧窑炉及煅烧操作等无关。1.熟料形成过程的热效应。影响熟料热耗因素：（1）.生产法方与窑型（2）.废气余热的利用（3）.生料组成、细度及生料的易烧性（4）.燃烧不完全燃烧热损失（5）.窑体散热损失（6）.矿化剂及微量元素的作用（7）稳定煅烧过程的热工，提高煅烧设备的运转率及水泥窑的产量等3、回转窑的操作方法及窑内异态的处理一、预分解窑的正常操作：（一）正常操作的原则：保持窑的发热能力与传热能力的平衡与稳定，以保持窑的烧结能力与预烧能力的平衡与稳定。做到前后兼顾，炉、窑协调，合理使用风、煤，掌握正确的燃料比，适当拉长火焰，调整合理的火焰形状和位置，使整个系统保持最佳的热工制度。（二）主要参数控制。1.系统温度的调节与控制。①窑尾烟室温度。900～1050℃表征窑内及窑外热力分布情况。②分解炉和最低一级旋风筒出口气体温度。表征炉内燃烧及分解情况。分解炉入口至上游温度一般控制800～850℃，中游一般控制850～880℃，出口一般控制850～900℃。炉的中、上游主要受燃烧速率的影响，炉下游及出口气体温度主要受燃料及喂料量的影响，也受燃烧速率的影响。最低一级旋风筒出口气体温度一般控制在800～880℃。③最上一级（C1）旋风筒出口气体温度，一般控制在300～350℃左右。2.燃料的控制。①窑尾及出分解炉的气体温度都不应高于正常值。②在用风合理的情况下，窑尾和分解炉出口废气中的氧气含量保持在合理范围内，应尽量避免一氧化碳的出现。③在温度、通风允许的情况下尽量提高分解炉用燃料的比例。3.通风及喂料量的调节与控制。①主排风、窑内通风、三次风的平衡和调节。②风、煤、料和窑速四者之间应兼顾调整。4.系统各主要参数的控制。①烧成带气流实际温度：1600～1900℃。②窑尾烟气温度：950～1100℃。③分解炉下、中部气温：820～880℃。④分解炉出口的气温<900℃。⑤最低一级旋风筒出口气体温度：800～880℃。⑥Ⅰ级筒出口气体温度：300～350℃。⑦窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成分。一般窑尾烟气中氧含量控制在1.0%-1.5%；分解炉出口烟气中控制在3.0%以下。对窑尾有电尘器时，CO+H2<0.2%，极限<0.6%。⑧窑尾及窑头负压。⑨最上一级及最下一级旋风筒出口负压。⑩窑速及生料喂料量。5.窑主电机电流与窑系统烧成的联系。①窑传动电流轨迹平，表明窑系统很平稳，热工制度很稳定。②窑传动电流轨迹细，表明窑内窑皮平整或虽不平整但在窑转动过程中所施加给窑的扭矩是平衡的。③窑传动电流轨迹粗，说明窑皮不平整，在转动过程中，窑皮所产生的扭矩呈周期性变化。④窑传动电流突然升高后逐渐下降，说明窑内有窑皮或窑圈垮落。⑤窑传动电流居高不下，有四种情况：a.窑内过热，烧成带长、物料在窑内衬带得很高。b.窑内填充率高。c.物料结粒性能差，由翻滚变滑动。d.窑皮厚、窑皮长。⑥窑传动电流很低，有三种情况：a.窑内欠烧严重b.窑内有后圈。c.窑皮薄、短。二、窑内异态的处理：（一）窑内结球1.原因：①有害成分（主要是K2O、Na2O、SO3）是造成结球的重要原因。在预热器循环富集后的冷凝物进窑后形成了低熔物的核心，与生料结合成了较大粒径的球。②直径小的窑因曲率半径偏小，形成的球不易滚上高温带的窑皮，形成¡°大球¡±，而且一般不会是一个，而是连续数个，只有靠¡°大球¡±之间撞击才可能陆续进入烧成带。③窑内结圈或厚料层操作时，也易产生结球。④生料配料不当，硅酸率低，生料成分波动，燃烧器使用不当，煤灰掺入不均等。2.窑内结球的危害。①加速对过渡带耐火砖的磨损。②严重时逼迫止料停窑。③威胁喷煤管安全。④影响篦冷机的正常控制及运行。（二）大窑皮的脱落。原因：窑内的热工制度不稳定，尤其是高温区的大幅度前后移动，或由于原材料成分的波动都会导致大量窑皮的脱落。可能会遇到处理大球的同样问题。（三）窑内结圈。窑内结圈可分为前结圈，后结圈两种，两种结圈的机理各不相同的，处理方法也不相同。后结圈称为熟料圈，前结圈为煤粉圈。1.后结圈：（1）常处于烧成带末端和放热反应带交界处，形成机理与形成窑皮的原理一样。（2）现象：火焰短粗，前部白亮发浑，窑皮温度升高，窑尾温度降低，负压上升；烧成带气层浓厚，流动慢，严重时发生倒烟；来料波动大，一般料层不厚，传动电流负荷增加。（3）原因：烧成带窑皮拉得过长，是熟料圈形成的根本原因，具体原因也很复杂。如下：a.生料化学成分。控制适当的液相量和液相粘度，原料中碱含量越高，也易结圈。b.煤的影响。煤灰降落到过渡带与烧成带交界处，而煤灰降落主要与煤中的灰份、水分及粒度较粗有关系。c.窑的直径。直径较小的窑形成的圈拱力较大。d.操作和热工制度的影响。用煤过多，产生化学不完全燃烧，火焰呈还原性，使物料中的铁还原为亚铁，亚铁易形成低熔点矿物；一、二次风配合不当，火焰过长，物料预烧特好，液相出现早；慢车过多；来料成分、生料入窑量、煤的灰分及操作的变动频繁。2.前结圈。主要是黑火头长，烧成带相窑尾方向移动，煤粉燃烧不好,熔融的物料凝结在窑口处，适当对烧成有利，不能过高。（（四）.黄心料。1.形成原因：①窑内出现还原气氛，排风不足；投料过大；三次风比例过高等。②熟料结粒过大，内核部分由于致密、裂纹少、空气渗透性差，二价铁离子很难继续氧化。③由于入窑生料的化学成分变化和硫化物在窑内的低挥发性，形成高倍利特，且硫酸盐浓缩减小了熟料的渗透性，阻止了在冷却期间亚铁氧化成三价铁。2.黄心料危害。黄心料可分为疏松性黄心料和致密性黄心料。疏松性熟料烧失量高，f-CaO也高，后期强度明显偏低，它是在窑头温度低，窑尾存在还原气氛下产生的；致密性外壳的颜色与正常熟料相似，结粒较大，是在还原气氛或煤粉直接还原作用下，氧化铁还原致使熟料颜色发黄，当冷却时，熟料表层因再氧化而呈黑色；有些黄心料中SO2和ALO3的含量较高，主要是煤灰掺入造成的。致密性的熟料孔隙小，升重大，致密难磨，黄心料使混泥土与外加剂的相容性变的更差。（五）飞砂料飞砂料（粘散料）是回转窑烧成带产生大量细粒并飞扬的熟料。大小一般在1mm一下。1.原因：①液相量不足。硅率太高，液相出现速度慢；铝率太高，液相大量出现太迟。②硅酸盐饱和度过高。（也称为硫碱化过高）降低了液相粘度和液相表面张力。③石灰石的晶型结构对物料煅烧结粒性的影响。所用石灰石越纯，晶体越大，结晶越光整且有规则，其煅烧结粒性越差，所需能耗越高。实践中发现，高品位石灰石生产时，熟料中的飞砂量就大。④石灰石中难烧的f-SiO2含量过高。含量高且发亮又完整的f-SiO2很难磨细，且易造成飞砂。⑤煅烧温度高。降低了液相的表面张力，会使熟料粒径减小，增大了产生飞砂料的机会。⑥欠烧、火焰形状不当，热工不稳定，短焰急烧，物料特性波动大等。（六）红窑。局部温度大于400℃。原因：1.耐火砖较薄或脱落。2.窑内大料球导致红窑。3.火焰形状的不合理。4.操作不合理，长时间高温。5.生料化学成分不稳定。含CaO大于65%的强碱性物质。对应生料有强烈的化学侵蚀作用，同时AL2O3、FeO形成的液相也是高碱性的，对衬料起侵蚀溶解作用。气体中SO3含量多时，侵蚀力也会增强。(七）“烧流”的操作处理当熟料温度超过1600℃时，液相量的增加呈直线上升。严重时成烧流事故，对篦冷机的危害是致命的。会造成篦板孔堵塞，冷却空气不能通过，会烧坏风室大梁。烧流时窑前几乎看不到飞砂，火焰呈耀眼的白色，NOx异常高。熟料像水一样流出，窑电流会很低与跑生料时接近。（八）异常窑皮。1.烧成带窑皮过薄，且有凹坑。①长时间烧成温度控制过高。②燃烧器的位置不合理。③燃烧器的内外风调整不合理。④操作的影响，长时间窑头负压或正压过大，造成火焰上浮，冲刷窑皮。⑤窑内通风不良，火焰不顺。2.长厚窑皮。①生料成分kh偏低，氧化铁含量较高。②操作过程中长时间低产量运转，相对系统风量过大，二次风温过低。③煤粉粒度，水分过大，还原气氛FeO形成低熔点矿物。④燃烧器的使用不当，火焰形状过细，过长。⑤操作不当，长时间慢窑，填充率过大。3.窑皮末端呈倒喇叭。①系统热工制度长时间波动，窑内通风差，火焰末端大多是低温气流区域。②烧成带末端筒体温度高，人工吹风，淋水降温。4、燃烧器介绍及使用方法燃烧器介绍20世纪70年代以前，回转窑广泛使用单通道煤粉燃烧器，其结构非常简单，即喷煤管只有一个风煤管道，是一根很长的、前端有一段较小直径、通常被称为喷嘴的圆管。回转窑窑头内采用单通道喷煤管时，其内火焰形状一般是固定的，无法自由的调整。而火焰纵向位置的调整则只有依靠喷煤管沿窑长方向的纵向前后移动来完成。由于煤粉和空气之间的相对速度为零，使气煤混合物的燃烧不良，在喷煤管前端有一段“黑火头”，从而不得不加大供应过剩空气。一次风量较大，一般占助燃总风量的20%-30%，一次风速也只有40-70m/s，个别单通道喷煤管的喷出速度可达90m/s.多通道燃烧器由于回转窑煅烧熟料对火焰有严格的要求，单通道喷煤管无法满足，所以不断的改进，从早期的单通道喷煤管发展为双通道、三通道燃煤器，以及煤油混合和煤油气混合使用的多通道燃烧器。燃烧器的发展，既提高了燃烧效率，也降低了热量的消耗，同时也是提高旋窑生产能力的重要技术条件之一。多通道喷煤管的类型很多，其中比较典型的是三通道喷煤管，它利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程，其特点是将喷出的空气分为多股，即内风、外风和煤风，并且它们各有不同的风速和方向，从而形成多个通道。内、外两个风道为净风道，内风风道出口端装有旋流叶片，所以又称旋流风，通过旋流可以在中心造成回流，以便卷吸高温烟气。中间通道为输送煤粉的通道，这股风称为煤风。煤风采用高压输送，煤粉浓度高，流速低，且风量较小，着煤所需热量就比较小，所以有良好的着火性能。外风采用直流风，直流射流早期湍流强度并不是很大，但具有很强的穿透力，使得煤粉气流着火后的末端湍流强度增加，大大强化了固定碳的燃尽。外风风压很高，风速一般也较高，风量并不大，故可以增强外风卷吸炽热燃烧烟气的能力。三股风在出口处汇合形成了同轴旋转的复杂射流，操作时通过改变内、外风的风速和风量比例，可以灵活调节火焰形状和燃烧强度，以满足窑内煅烧熟料温度分布要求。当旋流强度大时，火焰变得粗短，高温带会相对集中；反之，火焰会被拉长。三通道喷煤管的典型代表有：德国洪堡公司推出的Pyro-Jet喷煤管、丹麦F.L史密斯公司推出的Swirlax喷煤管、RSwirlax喷煤管、Swirlax喷煤管、Centrax喷煤管等。在国内，，许多水泥工业设计研究院以及有关公司也研发了各自的三通道喷煤管，如南京水泥工业设计研究院研发了NC系列和JETFLAM型三通道喷煤管。继三通道喷煤管之后，人们有研发了更多通道的喷煤管（主要指四通道喷煤管）。其在工作原理上与三通道喷煤管没多大区别，其主要特点在于以下几点：（1）.在保证三通道喷煤管各项优良性能的同时，进一步将一次风量降低到4%-7%一次风速进一步提高到300m/s以上，已增加燃烧器端部推力。（2）.各风道之间采用较大的风速差。在这方面最具有代表性的是皮拉德公司研发的Rotaflam煤粉燃烧器。四通道喷煤管与三通道喷煤管一个重要区别在于多加了一股中心风和拢焰罩。中心风一般占一次风的1.0%左右，它的作用主要是为了抵消射流中心负压的回流，防止煤粉回流堵塞喷燃管头部的喷出孔隙，避免回火烧坏喷燃管头部，以延长使用寿命；其次是从中心供一部分氧气，使煤粉更易燃烧。使用方法:使用多通道喷煤管应注意几个问题：(1).喷煤管在窑横截面上位置的调整；(2).火焰形状的调整；(3).控制好内、外风的比例及风速;(4).对窑内结圈，可通过喷煤管调节来处理；(5).合理控制窑皮；(6).喷煤管耐火衬的护理如何调节多风道喷煤管：(1).喷煤管中心在窑口截面上的坐标位置（实践表明燃烧器以稍偏于物料表面为宜，建立直角坐标系，以O为窑口截面的中心点，A点表示实际喷煤管中心点，A点基本上处于A（50mm___-50mm）或A（60mm__-50mm）。在正常生产中，根据窑况对燃烧器进行适当调整，保证火焰顺畅，既不冲刷窑皮，又能压着料层煅烧而将料子烧好）；(2).喷煤管端部伸入窑口的距离。喷煤管端部伸入窑口的距离也是一个重要的操作参数；(3）.喷煤管中心线与回转窑内衬的交点；多通道喷煤管的方位布置参数主要是以上三个，且三者都比较合理为佳，具体结果如下表:（以ф4mⅹ60m预分解窑）如下图所示：注：X、Y———喷煤管坐标位置Ln———喷煤管端部伸入窑口的距离Lj—————喷煤管中心线与回转窑内衬的交点距窑口的距离喷煤管位置分布参数与窑皮情况序号喷煤管位置窑皮情况X(mm)Y(mm)Ln(mm)Lj(m)100-80045-50窑皮均匀，但松散，厚250mm,长23m,有冷却带2200-250-23045-50窑皮不均匀，出现大坑，窑皮平均厚度为300__400mm长25m，无冷却带3100-160-23045-50窑皮无规律，有较大裂缝，厚200mm，长21m，无冷却带475-75-50045-50点火处窑皮不均匀，厚200mm，长21m略有冷却带550-50-60045-50窑皮均匀，厚250mm，长23m，略有冷却带650-50-200__-10045-50这是对ф4mⅹ60m预分解窑推荐的分布参数四、篦冷机1、篦冷机的结构、工作原理篦冷机的结构：篦冷机由蓖床、高压风室、中压风室、传动装置，废气烟囱、等主要部分组成。篦床是冷却机的主要部件，是由横向一行一行间隔排列的固定蓖板和活动蓖板所组成。活动蓖板在传动装置带动下做水平往复运动，将熟料向前推动。较大型的蓖床作成两段或三段，并且在安装上水平高度不同，后段低于前段，以便熟料在推动过程中进行翻动。工作原理：熟料从窑口卸落到篦床上，在往返推动的篦板推动下，沿篦床全长分布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料进行冷却，冷却熟料后的冷却风成为热风，热端高温热风作为燃烧空气入窑及分解炉（预分解窑系统），部分热风还可以作烘干之用，热风利用可达到热回收，从而降低系统热耗的目的；多余的热风经过收尘处理后排入大气。冷却后的小熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中；大块熟料经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细颗粒熟料及粉尘经过篦床的篦缝及篦孔漏入集料斗，当斗中料位达到一定高度是，有料位传感系统控制的锁风阀自动打开，漏下的细料进入输送机中送走。当斗中残存的细料尚能封住锁风阀时，阀门及已关闭保证不会漏风。第四代篦冷机——新型S篦式冷却机新型S篦式冷却机属于第四代篦冷机，主要由篦床主体、破碎机和壳体三大部分组成，其中，篦床主体是由一个进口模块和若干个尺寸完全相同的标准模块组成，应用时可根据需要变更标准模块的行数或列数，从而组合出不同规格的篦冷机。进口模块由固定篦板组成，成阶梯状布置，篦床采用空气床供风，主要作用是急冷和和分散物料，该模块不需要驱动装置，每个标准模块都有篦床框架，S型低阻力无漏料固定篦板，，SCD摆扫式疏松装置，FAR流量自动调节器及驱动装置组成，篦床水平布置采用风室供风，物料通过挂刮板的往复摆扫从一端向另一段移动，进入风室的冷却风通过流量自动调节器及篦床对物料进行持续冷却，流量自动调节器可以根据物料的阻力自动调节冷却风量，避免冷却短路，达到均衡供风的目的，从而提高冷却效率。特殊设计的S篦板，均匀的篦缝确保冷却物料的冷却效果，同时有防止物料进入风室，使篦冷机实现真正的意义上的不漏料。由于篦板与接触板的物料层无相对滑动，因此理论上没有篦板没有磨损，因此无需更换篦板，由于刮板装置相比第三代篦冷机的活动及其活动框架的自重小，因此推料时所消耗的功率自然也就更低，篦冷机出口端的熟料破碎机，平行排列的若干辊子通过特定布置和回转达到挤压破碎的目的，比锤式破碎机具有更小的震动和磨损，篦冷机废气粉尘也因此有一定程度的降低，SCD摆扫式输送装置采用单线递进式干油润滑系统，多点润滑泵按程序控制将润滑脂分别送至各行分配气，行分配器在分派给各列分派器，列分派器在送至各轴承润滑点，该系统能确保各润滑点均能按设计给脂量达到润滑，通过完备的故障报警诊断装置能快速确定故障点并排除故障，S型低阻力无漏料固定篦板，SCD摆扫式输送装置和FAR流量自动调节器是新型S篦式冷切机的核心技术，这是有别与其他第四代篦式冷却机的关键技术。2、篦冷机的操作及控制要领启动篦床，开始布料，当物料开始进入篦冷机入料端时，篦床以最低速度运行，开始阶段采用阶段式布料，并注意控制固定充气梁的风量，以调节固定斜坡上的料厚。当堆积物料被铺散开后，暂停篦床运行，待新的物料堆积一定程度后，再重新启动篦床，以同样的方式铺散物料，如此重复操作。冷却风机的启动：首先启动固定篦床的充气风机及补充风机，其次启动中温段风机及补充风机，然后启动低温短风机及补风机。随着各区篦床被物料覆盖，一次启动各区风机，并随料层的增厚，调节风门开度，开度从小到大，适当调节风量以控制堆料的厚度。冷却机启动时风门应处于关闭位置“O”位，当全部冷却风机处于正常状态时，调整各区的流量控制参数，使之正常运行操作。控制稳定料层厚度（阻力）。根据篦下室压力调整篦床速度。当篦下压力增高时，说明料层阻力增加（料层变厚或物料变细），这时应加快篦床速度；反之亦然。随时控制篦床速度以维持较为稳定的料层厚度（阻力）。控制恒定的风量。当料层阻力变大时，冷却风机阻力增加，进入的空气量则减少，为了保持恒定的风量，控制系统将增大风机风门的开度；反之，减少风机风门的开度。控制稳定的窑头负压，以保证必要的入窑二次风量和窑的稳定操作，根据设定的窑头负压，调节冷却机排风机的排风量（风门开度），维持窑头呈微负压。3、篦冷机常见问题的处理与解决1、篦冷机冷却风机跳停现象：风机流量为零；篦板温度过高；窑内火焰升长措施：关闭风机阀门，重新启动。如果启动失败：马上执行停窑程序停止篦床速度打开相应的篦冷机鼓风室人孔门用来帮助冷却篦板2、篦冷机篦板损坏现象：篦冷机鼓风室内漏料篦板温度过高篦板压力下降措施：仔细检查，确定篦板已经损坏执行停机程序停止喂料停止分解炉喂煤减少窑头喂煤将窑主传动转为窑辅助传动增加篦冷机鼓风量，目的是加速熟料冷却增加篦冷机篦速，加速物料的排出当篦冷机已经足够冷，人可以进入时：停止所有的鼓风机3、篦冷机排风机跳停现象：窑头罩正压；排风机电流降为“0”。措施：将篦冷机47室风机转速设定为“0”，减少13室风机鼓风量。减小篦冷机篦床速度减少窑的喂料量和喂煤量降低窑的转速增加窑尾高温风机拉风量关闭排风机风门，重新启动若启动失败，减少喂料调整燃料量降低窑速降低篦床速度调整高温风机转速，尽量保持窑头负压。调整篦冷机13室风机鼓风量马上通知电工和巡检进行检查和修理，完毕后重新启动4、篦冷机驱动电机跳停现象:篦床压力增加；篦冷机鼓风量减少措施：减少喂料量减少分解炉和窑内喂煤量窑的转速减为最慢减小窑尾高温风机转速关闭篦冷机速度控制器后重新启动若启动失败，启动紧急停机程序。及时的通知电工和巡检工进行处理，完毕后按启动程序重新升温投料5、篦冷机篦板堵现象篦床压力增加，篦冷机鼓风机电流增大，熟料后期强度降低，严重时篦冷机出现“红河”，损坏篦板。措施加快篦速，加大通风量，严重时停窑处理6、篦冷机堆“雪人”。是指熟料从窑口掉落到篦冷机的过程中，在窑头罩的下方和固定篦板上堆积起来的高温发粘熟料，它们不再是单个的熟料颗粒，变冷后将形成整体熟料块。原因如下：（1）.过度煅烧。过高的温度导致熟料出窑后“飞砂”与液相并存，形成雪人。（2）、短火焰煅烧。（3）.熟料晶型转化成细粉过多。窑速慢，不能急冷，导致在篦冷机与窑头间的循环负荷变高。（正常熟料1mm以下含量应小于2%）（4）.窑头罩温度过高。煤管拉出窑口煅烧，使烧成带高温带移至窑口及篦冷机上方。欢迎收看7、篦冷机出现“红河”。产生的主要原因是篦冷机冷却效果恶化，高温熟料在篦床上保持较长时间，SM过高，熟料结粒差，造成冷却风的短路。新生代篦冷机的供风形成和篦板形式大大降低了。红河。最主要的还是从窑内煅烧的改善以及配料的优化来着手。