安徽省池州海螺公司有2條5000T/D熟料生產線,是由天津水泥設計研究院設計的,于2002年投產.因為各方面原因,運行效果不很理想,尤其窯系統波動較大,我們利用檢修機會多次對系統改造,取得了一定成績,在此作一總結

　　一、系統存在的問題

　　1、窯尾煙室不時有正壓噴灰現象,嚴重時煙室密封處漏紅料。

　　２、預熱器系統阻力高,負壓波動較大。分解爐出口溫度很不穩定。在產量達到5000Ｔ/Ｄ時,預熱器出口壓力達到-5800～-6000Pa, 壓阻不定期出現400～6000Ｐa的波動,C₃～C₅錐部壓力波動最為明顯.

　　3、C₅出口溫度（一般在900～910℃）比分解爐出口溫度（一般控制在880～890℃）要高10～15℃，表明煤粉存在后燃現象。 伴隨系統壓力波動,預熱器出口不時出現CO（0.1％～2.0％），嚴重時造成窯尾電除塵器跳停。

　　4、窯頭罩負壓難以控制， 窯頭廢氣溫度長期在320℃左右,危害窯頭排風機的安全運行。

　　5、熟料質量不穩定，黃心料難以消除，f-CaO極易超標。

　　通過綜合分析，認為該分解爐設計有一定缺陷，爐內流場不合理,預熱器系統塌料，造成上述現象。

　　二、問題分析

　　１、分解爐流場分析

　　TDF分解爐是在DD爐基礎上改造的,帶有雙縮口, 錐部近壁區軸向風速的分布規律為純噴騰流,表現為近壁區的回流區和渦流區(如圖1所示)。回流會造成物料的大量返混,對物料的分散和均布產生不良影響,惡化燃燒與分解反應的環境。 兩股三次風入爐后,爐內氣流運動相當于水平方向流與垂直噴騰流的簡單迭加,兩者間相互干擾減弱,爐內不會出現旋流,所以爐壁區域風速極低。

C₄物料入爐后,大部分物料會貼壁運動,存在明顯的中稀邊濃現象,物料在爐內均布性欠佳. 邊壁區風速低,物料濃度高,容易塌料，而爐內中心區軸向風速很大,徑向和切向風速很低,進入中心區的物料難

　　以向壁面遷移,很快被中心氣流攜出. 物料在爐內停留時間很短,返混基本只出現在底部錐體部分,在中部縮口上方基本沒有物料返落現象.氣體和物料停留時間過短,燃燒與反應環境不理想,容易產生不完全燃燒現象。

　　根據設計資料,該分解爐規格為Φ7.4m×27m,有效容積為848m3,生料在爐內停留時間僅2.35s,比其他類型分解爐低得多,難以滿足生料分解和煤粉完全燃燒的要求.

　　爐雙縮口的作用,尤其是中部縮口對改善物料分布效果不明顯,錐部返混物料完全依賴于縮口處的噴騰風速帶起.
根據理論計算, 窯尾縮口處風速應達到25～30m/s.實際上受分解爐物料返混和三次風的影響,抑制了窯內通風,縮口風速達不到25m/s.錐部的高濃度返混物料因無法被完全帶起,會不定期的產生塌料現象.

　　2、 窯系統異常現象分析

　　爐內塌料導致大量未分解的生料進入窯內,在窯尾分解產生大量的ＣＯ２,,惡化窯的煅燒,所以燒出的熟料質量很差,窯產量很低,并且窯頭容易竄生料.這種結粒不均的熟料進入篦冷機后, 冷卻效果很差,導致二次風溫很低,窯頭廢氣溫度反而很高,無疑增加了窯頭排風機的負荷,即便風機滿負荷運行,窯頭罩還是經常有正壓現象.

　　分解爐設計阻力為1200～1500Ｐa但在實際運行中,受錐部物料返混塌料和三次風的影響,對窯內通風阻滯作用較明顯,系統阻力增高,爐出口負壓一般達到2000～2400Pa據了解,這種窯系統阻力普遍偏高, 產量達到5000T/D時, 預熱器出口壓損會達到6000Pa,這是其分解爐的結構所決定的. 在塌料現象發生時,窯尾出現正壓,甚至倒紅料,燒壞窯尾密封石墨塊. 我公司, 號窯曾發生一次嚴重塌料,2min內窯電流從正常的600～700Ａ下降到100Ａ左右, 生料粉將窯頭電除塵器拉鏈機壓死,被迫止料烘窯.

　　窯尾出現的大量ＣＯ２, 還導致窯內通風受抑制,造成入窯二次風的風量減少,窯頭火焰外逼,導致黃心料的出現. 窯尾溫度一般不高,在900℃左右,也是爐內塌料和窯尾物料發生分解反應大量吸熱的反證.同時因為物料入爐后,邊壁區大量物料返混易塌
料,中心區物料很快被氣流攜帶走,所以發生碳酸鹽分解反應的物料量變化大,需要的熱量不穩定,分解爐出口溫度波動很大,難以穩定. 進而導致未分解的物料入窯,窯工況紊亂.

　　窯尾密封采用石墨塊式密封, 漏風現象極其嚴重.根據一)二線現場實際標定數據,窯尾煙室處氧含量高達5％～8％完全由窯尾大量漏風造成,必須進行徹底改造（如采用氣缸壓緊式密封）窯尾氧含量能達到正常的1％～2％。
有的公司在窯運行一段時間后,分解爐下部縮口澆注料磨損導致內徑增大,風速更低,塌料現象日益嚴重,幾乎無法維持正常生產.據了解,有的廠為保證出窯熟料質量, 將分解爐出口溫度控制很高, 達到950℃甚至1000℃以上,熟料質量會有所好轉. 但這樣不能解決分解爐的物料返混塌料問題,反而造成系統嚴重結皮,旋風筒極容易堵料,得不償失.

　　3、解決方法

　　將TDF爐和ＤＤ爐作個比較：ＤＤ爐上撒料箱位于三次風入口上方,而TDF爐上Ｃ４下料處設有2個撒料箱（見圖1）其中低位撒料箱2位置不盡合理,高點撒料箱’ 也僅有部分處于三次風上方,物料入爐后在渦流作用下塌料.
筆者了解到部分廠為解決分解爐的塌料問題,主要采取縮小窯尾縮口直徑和關小三次風擋板的方法.其目的是提高分解爐錐部噴騰風速,強行將返混物料帶起,避免塌料. 縮小窯尾縮口直徑或大幅關小三次風擋板后, 窯工況會有所好轉, 產量一般維持在5000～5200Ｔ/Ｄ，系統壓損達到6500～7000Ｐa熟料燒成工序電耗基本在33～36kWt/t。而采用其他形式分解爐的同規格窯,產量能達到5600～5800t/h燒成工序電耗較優,一般在27～29kWh/t.要根本上解決塌料問題,還是從分解爐結構上著手. 我們經過多次試驗,將C4撒料箱移到三次風入口上方,兩撒料箱上下布置或并作一個撒料箱,這樣物料入爐后能很快分散并被三次風攜帶上升,不會到錐部返混進而塌料.

　　安徽池州公司2號窯將撒料箱移位后,徹底解決了塌料現象,系統運行穩定,熟料f-CaO 控制在1.0%以下,質量合格率保持在92%以上. 我們準備在1號窯檢修時也進行分解爐改造,解決窯尾倒料問題.

　　但是,TDF分解爐固有的容積偏小, 物料停留時間短及煤粉不完全燃燒的問題,還需要進一步探索改造. 在分解爐出口擬增加鵝頸管,希望能夠彌補該分解爐存在的缺陷,達到穩產)優質)高產和低消耗的目標.