目前，有的小回轉窯已改為預分解回轉窯，還有一些廠家也正在考慮這個問題。本文在我們研究和實踐的基礎上，討論有關幾個主要問題，為小型回轉窯的改造提供參考。因為直徑<2.5m的小回轉窯不應該改為預分解窯，所以本文只討論直徑2.5m以上的回轉窯的改造。  

1　改預分解窯后產量的計算 

　　對預分解窯的產量計算，國內外研究機構、專家學者們根據統計結果，提出過多種公式。1986年原南京化工學院統計了國內外147個廠家的生產數據，提出了一組計算公式(見表1)，是比較好的計算公式。  

式中: 
　　G——窯的臺時產量，t/h； 
　　L——窯的長度，m； 
　　D、Di——分別表示窯筒體內徑和襯磚內徑； 
　　Vi——窯的有效容積，m3； 
　　Di=D-2δ；窯襯磚厚度δ按經驗值計算: 
　　D≤4m時，δ=0.15m； 
　　4<D≤5m時，δ=0.18m； 
　　5<D≤6m時，δ=0.2m。 
　　為了驗證表中公式的精確度，他們又對12種大小不同規格的窯進行了產量標定，綜合標定結果發現計算公式中，窯產量與Di、L之間的關系，即公式3更接近于窯的平均產量值，同時也發現80年代中后期投產的窯，由于技術水平與管理水平均有所提高，其實際能力比計算值一般高出10%以上。 
　　
在中空窯、余熱發電回轉窯、立筒預熱器窯、旋風預熱器窯改為預分解窯系統時，我們可以把用公式3計算出來的產量作為保證產量，而選用好的系統，管理水平提高后，產量可再提高10%以上。這樣，常見不同規格的中小回轉窯改為預分解窯后，其保證產量和可能達到的產量見表2。 

從表2中列出的數據看，用公式3計算的結果與80年代中期與90年代初期的情況相符，但近年來情況表明，采用高性能的預熱器和分解爐，并在運行一段時間，提高操作水平后，產量還可以提高10%～20%，所以在改造工程設計中，配套的預熱器、分解爐、高溫風機、冷卻機等，均應考慮在計算產量值的基礎上，留有10%～15%的富裕能力。 
　　
在改為預分解窯時，有些廠也準備將回轉窯進行局部擴徑，以提高產量，但要注意燒成帶長度和擴徑段長度也要相應延長，最好是全窯擴徑。 

2　預熱器的選擇 

　　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。 
　　有專家進行了理想條件下的物料平衡計算和熱平衡計算，計算結果見表3。  

從表3中可看出，預熱器出口廢氣溫度隨級數的增加而降低，即熱回收效率有所提高。但它們之間不是線性關系，而是隨著n值增大，廢氣溫度的降低趨勢逐漸減少，即平均每級氣體溫降變小。每增加一級預熱器，需要克服更大阻力，動力消耗相應增大。而且還增大了土建和設備投資。有研究資料表明，在不考慮土建投資的情況下，計算出級數對某些經濟技術指標的影響，結論如下: 
　　若以單位熱耗值最低為目標函數時，最佳級數7～8級。 
　　若以單位產品綜合能耗(包括熱耗與電耗)為計算的目標函數時，最佳級數6～7級。 
　　若以單位產品的成本最低為目標函數時，最佳級數5級。 
　　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%～15%。因此，在回轉窯系統的改造中，應盡量選用五級預熱器。近幾年來，有的工廠已采用六級旋風預熱器，節能增產效果更好，但需采用更低阻力的預熱器系統。 
　　
在旋風筒的設計與選型中，另一重要的問題是應選用低阻力的旋風筒，這方面設計單位、設備制造廠各有自己的技術。我院為山東煙臺第三水泥廠設計的五級預熱器窯，1級筒出口實測阻力為2700Pa，僅有一般預熱器系統阻力的一半左右，因而該窯系統的熟料煅燒電耗也較低，達到了21.4kWh/t的較好水平。 
　　
該系統各部位參數測定數據見圖1，回轉窯規格Φ2.6m×40m，帶五級預熱器和分解爐，設計生產能力500t/d，1994年標定時達到512.4t/d。 
　　 




　　圖1　煙臺第三水泥廠回轉窯系統熱工標定數據 
　　產量:512.4t/d；熱耗:3768kJ/kg 
3　分解爐選型應注意的問題 

　　在分解爐選型時，首先應考慮故障率低、運轉率高。筆者認為，KSV、NSF和DD爐等形式及其改進型較好，它們的特點是分解爐座落在窯尾上升煙道上、爐內清理的結皮、落料可直接進入回轉窯中，無堵塞問題；其次應該考慮氣體通過分解爐阻力損失盡量小，降低主風機電耗。煙臺第三水泥廠生產線采用N-KSV型分解爐，分解爐本身的阻力僅為-555Pa。北京燕山水泥廠700t/d生產線采用的NSF型分解爐阻力也是較低的。 
　　
在預熱器窯改為預分解窯時，如果保留原框架樓，分解爐設計時如何保證物料與燃料有足夠的停留時間也是一個重要的問題。我們在遼寧海城水泥廠回轉窯改造中，采用噴騰型分解爐與管道型分解爐相結合的方法，較好地解決了這個問題。 

4　結束語 

　　在本文中重點討論了小回轉窯改為預分解回轉窯時，有關產量估算、預熱器級數選擇和分解爐選型這幾個問題。預熱器和分解爐的設計、入爐三次風管直徑、回轉窯的轉速及功率確定等問題在有關的專業書中有詳細說明，此文不再敘述。由于改造后產量大幅度提高，水泥燒成系統附屬的冷卻機、增濕塔、高溫引風機、除塵器及供煤設備等都要相應進行更換或改造。這些設備的更換或改造，其能力計算方法與一般方法相同。