二、預熱預分解技術運用路線

　　新型的預熱預分解技術在普通水泥生產工藝已運用得普遍成熟，并根據不同的原燃料，分解爐的型式會有所變化，以適應不同工廠的原燃料狀況。

　　硫鋁酸鹽水泥生產原料主要是鋁礬土、石灰石和石膏，三種原料配合比例：

　　礬土為34～40%,石灰石為45～50%,石膏配合比例為15～19;硫鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成及形成過程也不盡相同，硫鋁酸鹽水泥熟料的燒成溫度為1350±50℃，比普通水泥熟料稍低，同時要控制S0₃的揮發量。因此預熱預分解技術的應用設計中必須充分考慮上述因素。

　　1、分解爐

　　分解爐的型式很多，有在線和離線兩種類型。根據硫鋁酸鹽水泥的生產特點，我們認為一般宜采用在線爐。分解爐設計需從延長料氣停留時間、強化流動形式、改善爐內環境氣氛等方面著手，特別要注意適應性強的問題。地方廠的原燃料情況復雜，質量差是客觀存在。除要求工廠盡量做到均勻搭配，適量存放，例如簡易的均化堆棚均化措施外，設計上針對偏差的煤質，相對變化大一些的范圍，考慮爐子的適應性是必要的。所謂適應性強一是要針對改造廠的基本煤質，二是有變動靈活的可能性如：入爐料量的分配可調性，喂煤點位置及數量的可變性；三是最好為純空氣點燃，部分純空氣燃燒，同時充分利用窯氣。

　　我們設計的分解爐的具體特點：

　　分解爐采用噴騰流（窯氣）與旋流（三次風）形成的復合流，兼具噴騰流與旋流的特點，二者強度的合理配合促使物料在分解爐錐體處充分分散。

　　·分解爐中部設置縮口，可以增大縮口下部物料的回流量并改善上部物料的分布，有利于延長物料停留時間。

　　·在分解爐與C5之間設置較長的鵝頸管，補充分解爐功能，延長氣體和物料的停留時間。

　　2、預熱器系統

　　最大限度換熱，盡量低的流體阻力，盡量省的基建投資和運轉可靠是對預熱器的基本要求。據國內外現有生產資料統計，采用五級旋風預熱器約比四級旋風預熱器的出口廢氣溫度降低40℃左右，可降低熟料燒成熱耗約125kJ/kg.采用四級預熱器的預分解系統，入窯生料分解率為80%～85%.而采用五級預熱器的預分解系統，入窯生料分解率為90%～95%.所以，采用五級預熱器的預分解窯，產量要比采用四級預熱器的預分解窯高5%～1 5%.因此，目前普通水泥生產基本采用五級旋風預熱器。對于硫鋁酸鹽水泥生產，其分解爐出口溫度一般較普通水泥生產低60～8O℃，因此對于小型中空窯改造為節省投資可采用四級旋風預熱器，中大型回轉窯宜采用五級旋風預熱器。

　　（1）高效低阻是預熱器設計的目標。本設計將國內外大型設計中已經成熟應用的技術，運用于硫鋁酸鹽水泥預熱器設計之中。主要特點如下：

　　·旋風筒采用三心270°包角、大偏心的蝸殼形式，將氣流平穩引入旋風筒，兼顧高效與低阻；

　　·在C1錐體和渦殼中分別設有反射錐和導流板，減少系統外循環量；

　　·旋風筒錐體部分設計成斜錐，減少因氣流折向而造成錐體底部物料的二次飛揚；

　　·進風口采用等角度變高度的切角五邊形，順應流體運動方向，減少進口氣流與回流相撞，降低流體阻力損失，提高分離效率。

　　·出風口設置“脈動”風管，避免低風速下物料短路，增強物料的分散和換熱。

　　（2）聯接管道與旋風筒組成的換熱單元里，氣固熱交換主要在管道，阻力損失也相當一部分在管道。為增加處理能力和延長氣固停留時間，也為降低實際生產阻力，管道風速適當降低。在有撤料裝置能使粉料分散的管道內，風速可在大于12m/s、小于16m/s的范圍內（過去的數據是16<v<24）。

　　（3）采用新型的鎖風閥、撒料裝置和防堵清堵設施，在主體設備確定后，這些都是關鍵的小設備，起到事半功倍的作用，必須用新技術裝備。

　　（4）改造后的各級料管尺寸、走向角度也要給予關注，以保證料流順暢，生產穩定，事故少。盡量使溜角大于65°或不小于60°，這對硫鋁酸鹽水泥生產尤為重要。

　　（5）用大型國產化預分解系統的設計和加工技術，強化密閉堵漏和保溫隔熱，解決中小型系統廢氣帶走熱和胴體散失熱損失大的嚴重缺陷。強調襯料性能和砌筑質量的重要。

　　（6）不必要求過高的自動化水平，但必要的儀器儀表必須齊備好用，能反映系統狀況，方便操作。

　　3、關于回轉窯的問題

　　由于預熱預分解系統的技術改進和強化，提高了入窯物料分解率，相同產量時窯的負荷大大減輕。如果技改可沿用原有窯體尺寸，不必改動而達到增產目的。但應注意窯速范圍，中空窯一般不超過1.5r/min.采用預熱預分解技術改造為NSP窯必須根據需要核算應有的傳動功率，調整窯速范圍，最高窯速達到4.5r/min為宜。一般需更換電機減速機。

　　關于窯頭窯尾即使在窯規格不變的情況下，仍需對涉及的部位進行相應的變動。如窯尾煙室喂料斜坡的變動；冷卻機、燃燒器、三次風管等牽涉窯頭罩的變動；窯頭窯尾密封及護板的改進完善等等。建議由窯頭抽取三次風更有利，一則大窯門的砌筑難度相對比大型小，二則也是主要的三次風溫可提高約200℃，計算約相當于增加10%的分解爐燃料量，對預分解有利，尤其對硫鋁酸鹽水泥生產有利。

　　4、關于冷卻機的選型

　　冷卻機的配套完好是采用預熱預分解技術后新型干法窯增產節能的關鍵因素之一，一般國內硫鋁酸鹽水泥生產線的冷卻機型式為單筒冷卻機，使用效果不太令人滿意。冷卻效率和熱回收效率低，熱損失大，妨礙了窯系統產能的發揮。為確保冷卻機的性能與技改后窯系統指標相適應，并保證供應窯及預分解系統所需的高溫助燃空氣，冷卻機建議采用如下方案：

　　（1）小型生產線一般可以采用單筒冷卻機。單筒冷卻機簡單，運行可靠，單位熟料冷卻電耗低，不造成廢氣。缺點是，熟料的冷卻速度較慢，出機熟料的溫度較高，二次空氣進風不均勻，影響火焰的穩定性。特別對于硫鋁酸鹽水泥熟料，由于燒成溫度較低，立升重只有800～1000,有相當數量的細粉，使用單筒冷卻機會造成窯頭飛灰嚴重，影響窯內看火。為了仔細觀察窯內情況，有時需要將冷卻機停機觀察，頻繁的停開冷卻機回造成機械磨損和電器的損壞，影響冷卻機的使用壽命；而長時間的停冷卻機會造成煙室的堵塞，影響窯的正常運轉。為節省投資，建議小型生產線可以采用單筒冷卻機，但需采用新型高效式，內部揚料裝置的結構形式采用組合式，采用耐熱、耐磨材質和抗熱震性好的襯料，采用斜坡式進料，新型結構的熱端密封。

　　（2）中大型生產線宜采用篦式冷卻機。硫鋁酸鹽水泥的燒成系統過去很少采用篦式冷卻機，是因為認識上存在誤區，認為硫鋁酸鹽水泥熟料中微小顆粒過多，會造成蓖式冷卻機的堵塞，從而影響窯內的氣氛和熱工制度。通過實踐證明，這種觀點是不對的，影響了硫鋁酸鹽水泥企業的技術進步和發展。

　　其優點為：①篦冷機熱效率高，出機熟料溫度低，供分解爐三次用風溫度較高。熟料出冷卻機的溫度小于80℃，大大低于單筒冷卻機120～150℃的水平，為熟料的急冷創造了有利的條件，使熟料的質量有所提高。同時，大大減輕了水泥磨的負擔，對防止水泥中石膏的脫水和提高磨機的產量均有很好的作用。

　　②窯頭環境好，第三代篦式冷卻機，料層厚，流動性好，避免了細顆粒熟料導致的料層浮動現象。只要采取縮短集料斗下電動密封閥門卸料間隔的措施，不會造成冷卻機的堵塞。因此不存在某些專家擔心的“硫鋁酸鹽水泥熟料中的細顆粒飛揚入窯，使窯內清晰度下降，影響看火”的問題。

　　③產量高；篦式冷卻機的產量較高，完全可以滿足生產1000噸/日硫鋁酸鹽水泥的需要。因此，建議今后在新建或改、擴建大中型硫鋁酸鹽水泥廠時，應優先考慮應用篦式冷卻機。

　　5、關于煤的計量及燃燒裝置

　　目前很多廠煤粉計量系統多采用沖板流量計，甚至利用雙管絞刀的轉速進行計量由于該設備質量不過關，導致計量失準，入窯煤量忽大忽小，影響了產品的產質量。煤粉燃燒裝置多采用國產化簡易多通道噴煤管，甚至還有用單通道噴煤管。這不僅影響燃燒效率，而且也進一步影響到產品的產質量。由此我們建議：

　　（1）分解爐喂煤及回轉窯喂煤計量設備都采用轉子秤，煤的輸送采用引進技術國內生的鎖風螺旋泵。并采用微機調整和監控喂煤量的大小，從而保證了喂煤的穩定。

　　（2）窯頭必須采用多通道噴煤管是新型干法窯的操作要求之一，便于火焰的調整，以及對煤質的適應。實踐證明，使用新型多通道燃燒器相對單通道將節約煤耗5～10%.

　　三、應用實踐

　　1、XT水泥公司Φ2.5/2.2×45m中空回轉窯原產量為5t/h,標煤耗為260kg/噸熟料：運用預熱預分解技術改造后產量提高到11t/h,標煤耗為130kg/噸熟料。停產改造45天。

　　2、AD水泥公司Φ1.9/1.6×36m中空回轉窯原產量為2.5t/h,標煤耗為310kg/噸熟料，運用預熱預分解技術改造后產量提高到6.5t/h,標煤耗降為170kg/噸熟料。停產改造40天。

　　四、結束語