新型干法窑操作概述
前言：新型干法水泥工艺与传统的湿法、干法、半干法水泥生产有着截然不同的概念，它工艺过程复杂，系统环节多，连续性强，许多工序联合操作，相互影响，相互制约，故而要求中控操作人员必须掌握好新型干法工艺过程的特点，立足全局，科学操作和优化操作。
新型干法水泥厂的市场过程，就是以悬浮预热和窑外分解技术为核心，以新型的烘干粉磨以及原燃材料均化工艺及设备、采用以计算机控制为代表的自动化过程控制手段，实现高效、优质、低耗的水泥生产过程，与传统的湿法、干法、半干法水泥删除相比，其工艺过程比较复杂，系统环节多，连续性强，许多工序联合操作，相互影响，相互制约，生产过程本身要求具有高度的稳定性，设备运转的可靠性和参数调节控制的及时性。这就要求中控操作员必须很好的掌握新型干法工艺过程的特点，了解其工作原理和各种工艺热工过程的特性，同时具有机械、电气、自动化过程控制等方面的基本知识，这是提高中控室操作水平的基础。
一、中控操作指导思想：
新型干法窑系统操作的一般原则，就是根据工厂外部条件变化，适时调整工艺系统参数，最大限度的保持系统“均衡稳定”的运转，不断提高设备运转率。“均衡稳定”是事物发展过程中的一个相对静止状态，它是有条件和暂时性的。在实际生产过程中，由于各种主、客观因素的变化干扰，难免打破原存的平衡稳定状态，这都需要操作员予以适当调整，恢复或达到新条件下的新的均衡稳定状态，因此运
用各种调节手段来保持或恢复生产的均衡稳定，是中控操作员的主要任务，就全厂生产而言，应以保证烧成系统的均衡稳定生产为中心，调整其它子项系统的操作。就烧成系统本身，应是以保持优化合理的煅烧制度为主，力求较充分的发挥窑的煅烧能力，根据原燃材料级设备状况适时调整各项参数，在保证熟料质量的前提下，最大限度的提高窑的运转率。在烧成中控的具体操作中坚持“抓两头，保重点，求稳定，创全优”的12字诀。所谓抓两头就是重点抓好窑尾预热系统和窑头熟料烧成两大环节，前后兼顾，协调运转；所谓保重点就是要重点保证系统喂煤、喂料设备的安全正常运行，为熟料烧成的“动平衡”创造条件；所谓求稳定就是在参数调整的过程中，适时适量，小调渐调，以及时的调整克服大的波动，维持热工制度的基本稳定；所谓创全优就是要通过一段时间的操作，认真总结，结合现场热工标定等测试工作，总结出适合本厂实际系统操作参数，即优化参数，使窑的操作最佳化，取得优质、高产、低耗、长期安全稳定文明生产的全面优良成绩。
二、新型干法窑主要的工艺操作参数：
新型干法窑的烧成工艺过程中需要控制的参数较多，一般在60-65个，过程控制也比较复杂，从国内已经投产的工厂的生产操作情况来看，大都以人工给定操作参数为主，辅以单参数调节回路自动控制，即使是采用计算机集中控制或集散型控制的2000t/d以上规模的厂，由于尚未有比较切合实际的数学模型，计算机很难实现全过程的自动控制，虽然电机的开停（即开关量）控制可采用PLC程序控制，
但是过程控制参数（即调节量）仍是人工键入效定值。待系统稳定运转后可投入数条单参数调节回路进行自动控制。在这些工艺参数中，有小部分属于通过人工或计算机设定可直接控制操作的参数，我们称之为操作变量或自变量，而大部分则属于由于人工调节后随之改变的过程变量或称之为因变量，操作变量可由人工或计算机主动直接改变，过程变量由适时的显示出调节后的结果，二者之间也具有互为因果的关系，烧成系统主要的操作变量及作用见表1。另外，入窑生料及煤粉的化学成分对烧成而言也属自变量，它们的变化会引起操作参数一系列的变化，但它们不由操作员控制，当出现原燃材料成分不符合要求波动时，应及时向有关部门提出意见，中控室中显示的参数大都是过程变量，其测点位臵各厂也不尽相同，一般的主要过程变量参数及作用见表 2.随着工业自动化水平的不断提高，尤其是采用计算机控制技术的发展，使得过程参数大量进入计算机检测、分析，近几年投产的大中型厂，已经很少见到仪表控制。
宁国水泥厂2000t/d烧成系统中控主要操作变量表表1
无论何种方式都离不开操作人员的干预，这就要求操作人员充分利用控制室内的各种仪表装臵或计算机，重点观察系统中各过程变量的发展趋势，加强预见性控制，正确分析，灵活掌握调整方法，保证系统优质、高效、低耗的生产。
三、正常操作下过程变量的控制：
所谓正常操作，是指窑系统经点火投料挂窑皮阶段后已达到正常额定投料量，到出现较大故障而必须转入停窑操作这一时期，正常操作的主要任务就是运用风、煤、料及窑速等操作变量的调节，保持合理的热工制度，使下述过程变量基本稳定：
①窑主传动电流
正常喂料量下，窑主传动电流是衡量窑运行正常与否的主要参数，正常的窑电流曲线应粗细均匀。无尖峰、毛刺，随窑速度变化而改变，在稳定的煅烧条件下，如喂料量和窑速未变而窑电流曲线变细、变粗，出现尖峰或下滑，均表明窑工况有变化，需调整喂煤量或系统风量，如曲线持续下滑，则需高度监视窑内来料，必要时需要减料减窑速，防止跑生料。
②入窑物料温度及最末级旋风筒出口温度
正常操作中，入窑物料为温度一般在840-860℃左右，出最末级旋风筒温度860℃±10℃，
2000t/d烧成系统中控室主要过程变量表表2
这两个过程变量反映了入窑物料分解率高低和分解炉内煤粉燃烧和CaCO3分解反应的平衡程度，通常用分解炉出口或最末一级旋风筒出口温度自动调节窑尾喂煤量来实现预热器分解炉系统的稳定。
③出预热器C1级温度和高温风机出口O2含量
正常操作中出预热器的系统温度应为320-350℃（五级预热器）或340-370℃（四级预热器），高温风机出口O2含量一般在4-5%左右，这两个参数直接反应了系统的拉风量的适宜程度，两者偏高或者偏低可预示系统拉风偏大或偏小，需调整高温风机阀门开度或转速。
④入炉三次风温与冷却机一室篦下压力
正常条件下入分解炉三次风温一般在700℃以上，窑规模愈大，入炉三次风温愈高，篦冷机一室压力一般在 4.4-4.6Kpa（对富勒型厚料层冷却机），一般通过调整篦床速度来稳定冷却机料层厚度，提高入窑二次风温和入炉三次风温。
⑤窑头罩负压
正常条件下窑头呈微负压，一般在-35±10Pa，如其增大或减小，则需调整窑头收尘风机阀门开度，如其波动增大，曲线变宽，则需综合窑电流及窑头喂煤情况加以调整。
⑥现场观察窑内情况，并结合操纵参数进行调整简称为“看火”，现场看火的内容如下：
a、检修结束点火：看火焰的燃烧情况、火焰是长短、火焰的位臵以及耐火材料的烘烤情况，尤其窑口浇注料更换时的烘烤更应勤到现场检查升温速度是否合理。检查窑用燃烧器的内、外流风匹配是否合理，并随着升温的连续进行，通过现场观察的火焰情况逐步将内、外流风的手动蝶阀直至全开，以满足升温用风需求。
b、正常运行
⑴看火焰：火焰的亮度、形状、长短，主要结合窑筒体温度的分
布情况适当调整燃烧器内外流用风和燃烧器的位臵。火焰的真实颜色对应的温度：白色约为1400-1500℃，浅黄色约为1200-1300℃，黄色约为1000-1100℃。
⑵看熟料：看熟料的结粒情况和带起的高度，结合窑电流和熟料f-CaO的变化情况来判断火焰是否适当。
⑶看窑皮和窑口浇注料：看窑皮是厚度和窑口浇注料是否处于正常状态。
⑷当篦冷机一、二室层压、风量以及一段电流发生较大变化时，一定要到现场观察篦冷机和窑内情况并作出正确的操作判断。
实际上在窑正常操作条件下，诸参数均已基本稳定在一定范围内，操作人员要多看参数记录曲线，看其发展趋势和波动范围，只有这样才能提前发现故障隐患。一般条件下应优先考虑调整喂煤量和用风量，每次调整在1-2%之间，以保持热工制度的动平衡。具体如何控各项操作变量，因各厂设备、工艺及其它条件不同，不可一概而论，许多厂的窑操作员在总结操作经验时均提出过各种口诀或原则条件，在此不再赘述。
四、非正常条件下的操作及故障处理:
1、点火投料
新型干法窑的点火投料是中控操作的重要阶段，应注意以下几点：
①做好系统检查。在点火前按操作规程顺序检查系统的密闭情况，并进行空载联动试车，确认系统各部位处于正常状态。
②控制升温速率。升温阶段一般根据窑尾温度控制系统的点火升温速率<2℃/分，对换转的窑应按烘干曲线烘干衬料后再按正常速率升温。
③投料时要注意风、煤、料的平衡：一般情况下，投料时系统拉风应为正常风量的55-65%，投料以45%开始，分解炉加煤量根据C5出口温度控制，窑头煤量则根据窑尾温度控制，密切注意预热器系统负压变化，加强吹扫，防止堵塞，待入窑物料温度及窑电流曲线开始上升时，即可加料。每次加料一般为额定料量的5-8%，同时要注意窑速与喂料量的对应关系，先提窑速再加料。一般投料后40-50分钟料入冷却机，在其后的2小时内逐步加料至额定喂料量，系统拉风则应控制在C1出口温度360-380℃之间，宜大不宜小。
④强化篦冷机操作，尽快提高二次风和入炉三次风温。通过调整篦速和各室风机风量延长物料在冷却机内的滞留时间，提高热回收率，快速提高燃烧空气温度，尽快稳定窑的煅烧状况。
2、故障停机
故障停机有二类，机电故障停机和工艺故障停机，但二者又不能截然分开，如处理不及时或处理不当有可能引起连锁反应，波及整个系统。无论何种故障引起停机，中控室都应及时与现场联系查明原因，首先保证人身及机电安全，并及时止料、止煤，根据事故的类型及排除故障所需的时间确定下一步操作步骤。
3、几种常见工艺故障的判断和处理
1）预热器旋风筒堵塞:
①锥体压力突然显示为零；
②同时入口与下一级出口温度急升；
③如C5堵，烟室、分解炉及C5出口温度急升。
原因判断：
①入窑物料温度过高造成结皮；
②内部结皮塌料高温物料来不及排出而堵塞在缩口处；
③拉风量不足，排风不流畅或拉风变化引起平台机积料塌落；
④预热器内部耐火材料或挂片式内筒脱落掉卡在锥体部位；
⑤翻板阀失灵；
⑥漏风严重引起结块；
⑦煤粉燃烧不好，C5内仍有煤粉继续燃烧；
⑧生料喂料波动过大。
处理措施：在发现锥体压力逐渐变小时，就应及时进行吹扫、放空气炮和加强捅堵，同时减料和调整操做参数。当锥体压力为零时，应立刻止料停窑处理。
2）烟室结皮
现象:
①入窑物料温度过高；
②窑内通风不良；
③火焰长，火点后移；
④煤质差，硫含量高，煤粉燃烧不好；
⑤生料成分波动大，KH忽高忽低；
⑥生料中有害成分（硫、碱）高；
⑦烟室斜坡耐火材料磨损不平整，造成挂料；
⑧窑尾密封不严，掺入冷风。
处理措施:
①窑运转时，要定时清理烟室结皮，可用空气炮清除，效果较为理想，如果结皮严重，空气炮难以起作用时，从壁孔人工清除，特别严重时，只能停窑清理。
②在操作中应严格执行要求的操作参数，三班统一操作，稳定热工制度，防止还原气氛出现，确保煤粉完全燃烧。当生料和煤粉波动较大时，更要特别注意，必要时可适当降低产量。
3）窑内结大蛋
现象：
①窑尾温度降低，负压增高且波动大；
②三次风、分解炉出口负压增大；
③窑电流高，且波动幅度大；
④C5和分解炉出口温度低；
⑤在筒体外面可听到有震动声响；
⑥窑内通风不良，窑头火焰粗短，窑头时有正压。
原因判断:
①配料不当，SM低IM低，液相量大，液相粘度低；特别是生料中Fe2O3的含量波动大。
②生料均化不理想，入窑生料化学成分波动大，导致用煤量不易
稳定，热工制度不稳，此时易造成窑皮粘结与脱落，烧成带窑皮不已保持平稳牢固，均易造成结大蛋。
③喂煤量不稳定；
④煤粉燃烧不完全；
⑤火焰过长，火头后移，窑后面局部高温；
⑥分解炉温度过高，使入窑物料提前出现液相；
⑦煤灰分高，细度粗；
⑧原料中有害成分（碱、氯）高。
处理措施：
①发现窑内有蛋后，应适当增加窑内拉风，顺畅火焰，保证煤粉燃烧完全，并减料快窑，让大蛋“爬”上窑皮进入烧成带，用短时大火把大蛋烧散或烧小，以免进入篦冷机发生堵塞，同时要注意大蛋碰坏喷煤管；
②若已进入篦冷机，发生篦冷机下料口堵塞时应及时止料，停窑，将大蛋停在低温区，人工打碎。
4）窑后结圈
现象：
①火焰短粗，窑前温度升高，火焰伸不进窑内；
②窑尾温度降低，三次风和窑尾负压明显上升；
③窑头负压降低，并频繁出现正压；
④窑电流增大，波动大；
⑤来料波动大，一般烧成带料减少；
⑥严重时窑尾密封圈漏料。
原因判断：
①生料化学成分的影响；
a、生料中SM偏低，是煅烧中液相量增多粘度大而易富集在窑尾；
b、入窑生料化学均匀性差，造成窑热工制度容易波动，引起后结圈；
c、煅烧过程中，生料中有害挥发分组分在系统中循环富集，从而使液相出现温度降低，同时也使液相量增加，造成结圈；
②煤的影响：
a、煤灰中氧化铝含量较高，当煤灰集中沉落到烧成带末端的物料上会使液相粗线温度大大降低，液相增加，液相发粘，往往易结圈。
b、煤灰降落量主要与煤灰中灰分含量和煤粉细度有关，煤灰分大、煤粉粗，煤灰沉降量就大。当煤粉粗、灰分高、水分大时，燃烧速度变慢，火焰拉长，高温带后移，窑皮拉长易结后圈。
③操作和热工制度的影响：
a、用煤过多，产生还原气氛，物料中三价铁还原为二价亚铁，易形成低熔点矿物，使液相早出现易结圈。
b、一、二次风配合不当，火焰过长，且物料预烧很好，液相出现早，也易结圈。
c、窑喂料过多，操作参数不合理导致热工制度不稳定，窑速波动大，也易结圈。
d、喷煤管长时间不前后移动，后部窑皮生长快，也易结圈。
处理措施：
①冷烧法:适当降低二次风量或加大煤管内风开度，使火焰回缩，同时减料，在不影响快转下保持操作不动，直至圈烧掉。
②热烧法：适当增大二次风量或减小煤管内内风开度，拉长火焰，适当加大窑头喂煤量，在低窑速下烧6h。若6h仍不掉，则改用冷烧。
③冷热交替法：先减料或止料（视圈程度），移动煤管，提高结圈处温度，烧4-6h，再移动煤管，降低结圈处温度，再烧4-6h，反复处理。同时加大排风，适当减少用煤，如结圈严重，则要降低窑速，甚至停窑烧圈。
④在结圈出现初期，每个班在0-400mm范围没进出喷煤管各一次。
5）跑生料
现象:
①看火电视显示窑头燃烧昏暗甚至无图像。
②三次风温急剧升高。
③窑系统阻力增大，负压升高。
④篦冷机篦下压力下降。
⑤窑电流急剧下降。
⑥窑头煤粉有“爆燃”现象。
原因判断：
①生料KH、SM高，难烧；
②窑头出现瞬间断煤；
③窑有后结圈；
④喂料量过大；
⑤分解率偏低，预烧不好；
⑥煤不安全燃烧。
处理措施：
①起砂时应及时减料降低窑速，慢慢烧起；
②提高入窑分解率，同时加强窑内通风；
③跑生料严重时应止料停窑，但不止窑头煤，每3-5分钟翻窑10/18，直至重新投料。
6）红窑：
现象：筒体扫描仪显示温度偏高，夜间可发现筒体出现暗红色或深红，白天则发现红窑处筒体有“爆皮”现象，用扫把扫该处可燃烧。
原因判断：
①窑皮挂的不好，窑衬太薄或脱落，火焰形状不正常，垮窑皮等原因造成。
②窑衬镶砌质量不高或磨薄后未按期更换。
③轮带与垫板磨损严重，间隙过大，使筒体径向变形增大。
④筒体中心线不直。
⑤筒体局部过热变形，内壁凹凸不平。
处理措施：红窑应分为两种情况区别对待：
①一是窑筒体所出现的红斑为暗红，并出现在有窑皮的区域时，这种情况一般为窑皮垮落所致，这种情况，想、不需停窑，但必须做
一些调整，加强配料工作及煅烧操作，改变火焰的形状，避免温度最高点位于红窑区域，适当加快窑速，并将窑筒体冷却风机集中对准红窑位臵吹，使窑筒体温度尽快降低，如窑内温度较高，还应适当减少窑头喂煤量，降低煅烧温度。定期校正筒体中心线，调整托轮位臵。严格控制烧成带附近轮带与垫板的间隙；间隙过大时要及时调整，为防止和减少垫板间长期相对运动所产生的磨损；在轮带与垫板之间加润滑油。总之，要采取一切必要的措施将窑皮补挂好，使窑筒体的红斑消除。
②二是红斑为亮红，或红斑出现在没有窑皮的区域，这种红窑一般是由于窑衬脱落引起。这种情况必须停窑。但如果立即将窑主传动停止，将会是红斑保持较长的时间，因此，正确的停窑方法是先止煤停烧，并让窑主传动慢转一定时间，同时将窑筒体冷却风机集中对准红窑位臵吹，使窑筒体温度尽快下降。待红斑由亮红转为暗红时，再转由辅助传动翻窑，并做好红窑位臵的标记，为窑检修做好准备。
③红窑，可以通过红外扫描温度曲线观察到并能准确判断它的位臵，具体的红窑程度还需到现场去观察和落实。一般来说，窑筒体红外扫描的温度与位臵的曲线的峰值大于350℃时，应多加注意。尽量控制筒体温度在350℃。（A3钢板在350℃以上时有蠕化现象）防止红窑，关键在于保护窑皮，保护窑皮从操作的角度说，要掌握合理的操作参数，稳定热工制度，加强煅烧控制，避免烧大火、烧顶火，严禁烧流及跑生料。入窑生料成分从难烧料向易烧料转变时，当煤粉的热值由低变高时，要及时调整有关参数，适当减少喂煤量，
避免窑内温度过高，保证热工制度的稳定过渡，另外要尽量减少开停窑的次数，因开停窑对窑皮和材料的损伤很大，保证窑长期稳定的运转，这将会使窑耐火材料的寿命大大提高。
7）篦冷机堆雪人
现象：
①一室篦下压力增大；
②出篦冷机熟料温度升高，甚至出现“红河”现象；
③窑口及系统负压增大；
④通过工业电视可以看到；
⑤窑头飞砂较大。
原因判断:
①窑头火焰集中，出窑熟料温度高，有过烧现象；
②生料KH、SM偏低，液相量偏多；
③生料成分较高，难烧，熟料结粒较细小，且窑内热工制度不稳，频繁掉窑皮；
处理措施：
①在篦冷机前部加装空气炮，定时放炮清扫；
②尽量控制细长火焰煅烧，避免窑头火焰集中，形成急烧；
③将煤管移至窑内，降低出窑熟料温度；
④调整配料，提高煅烧温度，保证熟料结粒正常。
8）窑在运转中出现“电流增大”
原因判断：
①窑皮厚而长；
②窑内结圈；
③托轮调整不正确，形成“八字形”；
④托轮轴承润滑、冷却不良；
⑤筒体弯曲；
⑥电动机出故障；
⑦窑内物料填充率过高。
处理措施：
①减少风、煤、料，处理窑皮；
②处理结圈；
③改调托轮，保持推力方向一致。
④检修润滑冷却装臵；
⑤将筒体凸部或悬臂部翘起处转到上方，略停适当时间，依靠自重校正筒体；
⑥检修电动机；
⑦适当降低入窑物料温度，适当提高窑速。
9）投料初期的窑内“烧流”
原因判断:
①温度控制过高是引起窑内烧流的主要原因：一般在投料初期为了避免跑生料，相应的窑前温度控制的较高，留火待料，若经验不足，或现场情况掌握的少容易引起此类现象。
②检修期间遗留在窑内的废砖、窑尾拆除的浇注料、窑尾烟室和
预热器清理的结皮等进一步降低了熟料的最低共熔温度，液相提前出现容易引起此类现象。
③升温期间由于煤灰的沉积，同时可以降低熟料的最低共熔温度。
④窑内大面积换转（20m以上）时升温期间没有进行预投料待业。
⑤操作员到现场看火不够，对窑内实际情况判断不够准确，没有根据窑内的实际情况进行相应的操作调整。
以上内容，仅供同行参考，欢迎指正。
新型干法回转窑的制作材质与质量 1 材质要求 (1)窑主要支撑元件的材质与表面硬度 轮带一般采用ZG310－570，正火处理后外表面的硬度不低于HB170；托轮、挡轮采用ZG340－640，托轮外表面硬度不低于HB190；但目前轮带多采用ZG35ＳiＭn，硬度HB≥156；托轮、挡轮不低于ZG340-360R的标准，多采用ZG35CrMo，也可用ZG42CrMo，铸件应进行正火处理，并要高于内表面硬度至少HB20，硬度HB不大于217；托轮轴应不低于45#钢的标准，调质处理后的硬度为HB201~241。 大齿圈一般采用和轮带相同的材料ZG35SiMn，也可以选用ZG45或ZG42CrMo，铸件应进行正火处理，加工后的齿顶圆表面硬度不小于HB170。而小齿轮采用和托轮一样的材料，不低于45#钢的标准，一般用G35CrMo，也可以采用ZG34 CrNiMo。小齿轮精加工后，在高频或中频感应淬火机上淬火，调质后的齿顶圆表面硬度不低于HB201，可提高到HRC40-50，可使小齿轮使用寿命提高5倍。 （2）托轮与轮带的表面硬度 由于托轮的直径较轮带小很多，受滚压次数是轮带的3~4倍，因此，托轮表面硬度应比轮带表面硬度高20~40HB。因为轮带体积太大，重量又太重，无法进行调质，故只能正火；托轮、挡轮即使能做调质处理，因为在加热过程中‘红套’也会退火，故也采用正火处理。 （3）托轮轴瓦的材质 托轮轴瓦材料按JC333-91的要求，应不低于GB1176有关ZQA19-4的规定，因为铜材资源日益馈泛，价格日益昂贵，建议最好采用锌基合金ZA303的材料制造托轮轴瓦，不但材质便宜，而且有如下好处： ⑴磨擦系数小，导热性能高，使用寿命长，一般为ZQA19-4铜和锡青铜的三倍； ⑵易加工，精车后表面粗糙度可达1.6.重量比铜轻40%。 ⑶易安装，不仅成本低40%之多，而且具有一定的自润滑及减振动吸音功能。 轴瓦铸件应紧密不得有裂纹、缩孔、夹渣等缺陷。 托轮球面瓦的材质不应低于HT200的标准，铸件同样不允许有影响强度的裂纹、砂眼、缩孔等缺陷。球面瓦应进行水压试验，并在0.6MP的试验压力下保持10分钟，仍不能有渗漏。 （4）窑筒体的材质与钢板厚度 一般情况窑筒体选用Ｑ235Ｃ或20G，窑口应选用15ＣrＭO5钢板，耐高温，可在530℃以上不变形。为了保证回转窑各处筒体具有足够的刚度，筒体厚度δ／Ｄ值应取 δ（轮带处）≥0.015Ｄ δ（烧成带）≥0.007Ｄ δ（一般）≥0.006Ｄ δ＝钢板厚度 Ｄ＝筒体内径 2 组装要求 筒体段节环向拚接时，每个段节上的纵向焊缝条数在筒体直径大于3米时不得多于三条，且最短拚板板长不得小于1/4周长；筒体段节最短长度不应小于一米，一跨内（两托轮间）不得多于一
载于《第六届全国新型干法水泥生产技术交流会论文集》 新型干法窑的目标产量推导及其工程实践 陈晓东，高玉宗 （北京四方联科技有限责任公司，北京100039） 摘要：本文提出了新型干法窑的两个目标产量；简要介绍了实现目标产量一的设计思想和推导方法，以及运用该设计思想在工程设计和生产中的实践效果；简要介绍了实现目标产量二的设计思想，以及在工程设计和生产实践中应注意解决的问题，并通过热工推导，论证了未来的新型干法窑实现目标产量二是完全可能的。 关于新型干法水泥回转窑的产量，不同的科研机构和学者有着不同的看法，也先后归纳出的多种不同的计算公式，在不同的历史时期，对新型干法回转窑生产线的设计和生产起到了重要的指导作用。 新型干法水泥生产技术不是狭义上的窑外分解技术，其技术的发展不仅与预热分解系统不断优化密切相关，还与回转窑、燃烧器、冷却机、高温风机、窑的密封装置、烧成系统锁风阀等生产装备的改进，与耐温、隔热、耐磨、耐腐等新型材料的不断开发研制，与原料预均化技术、生料均化技术、高效破碎与粉磨技术、电子计量及控制技术、X荧光分析在线检测技术、电子计算机和自动化控制仪表等技术的发展密切相关。因此随着新型干法水泥生产技术的不断提高，早期提出的那些经典公式与当前国内外的先进生产水平相比，存在了较大的偏差。 当代的科研机构和学者，如南京工业大学李昌勇和武汉理工大学李建锡等，在提高新型干法窑产量方面作了重要研究工作。笔者在前人的研究工作基础上，在挖掘回转窑系统的生产潜力、大幅度提高新型干法回转窑的产量方面作了进一步实践工作，并已经取得较好的实践效果。根据实践中总结出的经验，笔者深刻地感到新型干法技术是一项综合的系统工程，无论在哪一个环节出现“瓶颈”都会影响产量的提高，只有在同时发挥回转窑系统和预热分解系统功效时（相应的其它配套技术发展也应跟上），系统才可望达到更高的理想产量。 关于新型干法窑的产量，笔者提出的两个目标产量见表1，其设计思想、推导过程、实践经验简单介绍如下。
摘要 水泥是社会经济发展最重要的建筑材料之一，在今后几十年甚至是上百年之内仍然是无可替代的基础材料，对人类生活文明的重要性不言而喻。 现代最先进的水泥生产技术就是新型干法预分解窑。预分解窑是在悬浮预热器与回转窑之间增设分解炉，在分解炉中加入占总用量50%-60%的燃料，使燃料燃烧的过程与生料碳酸盐分解的吸热过程在悬浮状态或沸腾状态下迅速进行，从而使入窑生料的分解率从悬浮预热窑的30%-40%提高到85%-90%，使窑的热负荷大为减轻，窑的寿命延长，而窑的产量却可成倍增长。与悬浮预热器窑相比，在单机产量相同的条件下，预分解窑具有:窑的体积小，占地面积减小，制造、运输和安装较易，基建投资较低，且由于一半以上的燃料是在温度较低的分解炉内燃烧，，产生有害气较少，减少了对大气的污染。 体NO ｘ 为了符合当今水泥行业的发展需求同时也是对大学本科四年所学知识的考查，我选择了“日产5000吨水泥熟料新型干法生产线窑尾系统工艺设计”这个课题作为我的毕业课题。设计范围主要是窑尾系统，通过配料计算、工艺平衡计算等得出结果，并结合实际对主机及附属设备进行选型，进而对各种设备进行工艺布置，对全厂的设备进行简单规划。 为了使本次设计各项指标符合国家标准，本次设计的过程和结果完全依据水泥工厂设计规GB50295—1999；同时设计上参考了德州大坝水泥5000 t/d 熟料生产线、烟台东源5000 t/d 新型干法生产线等国内先进的相近规模生产线，并密切联系了毕业实习以及大学期间的认识实习、生产实习等。在符合最新生产发展要求的基础上，达到最大程度节约资源、能源，做到既降低生产成本又能稳定生产，经济效益和社会效益双赢的可持续生产。 关键词：电力系统；烧成系统；配料系统；粉磨系统
作者：徐秉德 1 烧成带较长，窑速很快 预分解窑烧成带的长度约为窑简体直径的5.0—5.5倍，较其它窑型都长。又由于人窑生料CaC03分解率一般高达90％左右，因此窑内物料预烧好，化学反应速度加快，所以出现窜料的可能性减少，这为提高窑速创造了良好条件。正常情况下窑速一般控制在3.0r／min左右。由于窑速快，窑内料层薄，物料填充率只有7％左右，而且来料比较均匀。所以熟悉预分解窑的窑操作员普遍反映，这种窑料子好烧，好控制，好操作。但是必须指出，我国绝大多数的预分解窑，包括早期建成甚至在建的，其L／D为15—16，与预热器窑基本相当。这使出分解带后的生料温度升到1250℃所需时间为预热器窑的近3倍，约15min 左右。这样，使得已形成的C2S和CaO矿物晶体在较长的过渡带内长大，活性降低，不利于C，S的形成。为了解决这个问题，德国洪堡公司开发了L／D=10的短窑(我国新疆水泥厂4号窑中4.0m*43m就是这种窑型)。窑简体的缩短，使过渡带也相应缩短，生料通过过渡带的时间约为6min。这样刚形成的C2S和刚分解出来的CaO活性很高，有利于C3S的形成和熟料产质量的提高。 由于三通道尤其是四通道燃烧器的广泛应用以及碱性耐火砖质量的提高，为进一步提高烧成温度创造了条件。窑速也由3.0r／min提高到3.5r／min左右，最高已达4.0r／min，使物料在窑内停留时间相应缩短，从而提高了出过渡带矿物的活性。烧成温度的提高和窑速的加快，也促进了C3S矿物的形成速率。而第三代空气梁式篦冷机的广泛应用，使出窑熟料得到急速淬冷，冷却机热回收效率已达73％以上。所有这些使我国预分解窑的产质量都有很大提高，燃料消耗大大降低，3000t／d以上规模的预分解窑熟料热耗已接近3000kJ ／kg。其热工参数和技术经济指标已达到国际先进水平。 2 黑影远离窑头 由于入窑生料CaCO3，分解率很高，窑内分解带大大缩短，过渡带尤其是烧成带相应延长，物料窜流性小，一般窑头看不到生料黑影。因此看火操作时必须以观察火焰、窑皮、熟料颜色、亮度、结粒大小、带料高度、升重以及窑的传动电流为主。必须指出，因为窑速快，物料在窑内停留时间只有25min左右，所以窑操作员必须勤观察，细调整，否则跑生料的现象也是经常发生的。 3 冷却带短，易结前圈 预分解窑冷却带一般都很短，有的根本没有冷却带。出窑熟料温度高达1 300℃以上，这时熟料中的液相量仍未完全消失，所以极易产生前结圈。 4 黑火头短，火力集中 三通道或四通道燃烧器能使风、煤得到充分混合。所以煤粉燃烧速度快，火焰形状也较
新型干法窑烧成带长度的确定 新型干法窑窑内温度高、窑径大、转速快，降低了全窑耐火材料的使用寿命。一般情况下，窑内耐火材料最易损坏的部位是烧成带末端，即主窑皮不稳定而浮窑皮变化频繁的位置。实践证明，这一位置不宜使用碱性耐火材料，特别是镁铬砖损坏最快，而应采用耐磨且抗热 新型干法窑窑内温度高、窑径大、转速快，降低了全窑耐火材料的使用寿命。一般情况下，窑内耐火材料最易损坏的部位是烧成带末端，即主窑皮不稳定而浮窑皮变化频繁的位置。实践证明，这一位置不宜使用碱性耐火材料，特别是镁铬砖损坏最快，而应采用耐磨且抗热振性好的耐火砖。其位置的确定，实际上就是确定窑内烧成带的长度。对于同一窑型、同一燃烧器下烧成带的长度，在实际生产中是变化的，如何确定并控制好烧成带的长度，是一个值得探讨的问题。 1合理确定烧成带长度的几种方法 1.1根据投料量确定烧成带长度 投料量的多少与窑转速快慢、窑内温度高低以及温度在窑内沿窑长度方向上的分布有关，实践证明在同一条件下，投料量越大，窑内主窑皮则越短，浮窑皮越少，即烧成带也越短。在窑投料量达到最大时，记录下烧成带的长度(可从运转中窑筒体温度曲线上找到较为准确的位置)。 我公司在熟料饱和比为0.90、煤灰分28%情况下，不同投料量与烧成带长度变化见表1。 表1 不同投料量时烧成带长度 观察同一状态下不同的熟料质量对应的烧成带长度，可以发现，熟料饱和比越高、液相量越少、则烧成带越短；反之越长。记录下熟料饱和比在达到上限(一般KH≯0.92)时，窑内烧成带的长度。 在窑投料160t/h、煤灰分28%时，不同熟料饱和比下烧成带长度见表2。表2 不同熟料饱和比时烧成带长度m 配料中有时煤灰分变化较大，我公司最高40%、最低22%。 同一条件下，煤灰分越大、生料饱和比越高、液相出现越晚，烧成带也越短。在窑投料160t/h、熟料饱和比在0.9时，烧成带长度在不同煤灰分时的变化见表3。表3 不同煤灰分时烧成带长度 通过上述分析，得到一组长短不同的烧成带数据，在这组数据中取生产工艺正常、熟料质量合格情况
新型干法水泥生产工艺流程简述 一、水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的、、及少量的。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的含量不足，有的和含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 （1）硅质校正原料含80%以上 （2）铝质校正原料含30%以上 （3）铁质校正原料含50%以上 二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（）、硅酸二钙（）、铝酸三钙（）和铁铝酸四钙（）组成。 三、工艺流程 1、破碎及预均化 （1）破碎水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数 一、烧成带物料温度二、氧化氮（No x）浓度三、窑转动力矩四、窑尾气体温度 五、分解炉或最低一级旋风筒出口气体温度六、最上一级旋风筒出口气体温度七、窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成分八、最上一级及最低一级旋风筒出口负压九、最下一、二旋风筒锥体下部负压十、预热器主排风机出口管道负压十一、电收尘器入口气体温度十二、窑速及生料喂料量十三、窑头负压十四、篦冷机一室下压力 预分解窑工艺控制的自动调节回路 1、窑头负压∽篦冷机余风排风机风门开度； 2、篦冷机一室下压力∽篦床速度 3、分解炉加煤量∽最下一级旋风筒(或分解炉)出口温度 4、增湿xxxx压力∽增湿xx出口阀门开度 5、增湿塔出口气温∽增湿塔水泵回水阀门开度 6、窑尾主排风机风门开度∽最上一级旋风筒出口气体O 2含量及压力; 7、电收尘器进口风压∽电收尘器出口风机风门开度； 8、喂料称测重负荷传感器∽喂料仓自动调节计量阀门开度 9、生料计量标准仓重量∽均化库出口阀门开度 10、其他可根据需要设置; 预分解窑系统的调节控制原则
从悬浮预热器窑到预分解窑生产的客观规律可以看出,均衡稳定运转是悬浮预热器窑及预分解窑生产状态良好的重要标志。运转不能均衡稳定,调节控制变化频繁,甚至出现恶性“周期循环”，则是窑系统生产效率低、工艺和操作混乱的明显迹象。因此，调节控制的目的就在于使窑系统保持最佳的热工制度，实现持续均衡稳定地运转。 对水泥窑的调节控制，概括地说，往往有两种不同的方法。 第一种，将烧成带温度作为调节控制的主要依据。通过风、煤（或其他燃料）料以及窑速等调节，来达到保证烧成温度正常的目的。这是一种不完备的调节方法。其缺点在于调节控制只注意烧成带温度，而忽视了预烧带的状况，忽视了全窑系统的热力平衡分布，容易导致恶性“周期循环”。第二种，对全窑系统“前后兼顾”，从热力平衡分布规律出发，综合平衡，力求稳定各项技术参数，做到均衡稳定地运转。例如，当烧成带温度降低，需要增加燃料喂入量时，同时要考虑燃料能否完全燃烧，以及对窑系统各部位热力平衡影响等。 在现代化水泥企业中，窑7系统一般是在中央控制室集中控制、自动调节，并且同生料磨系统联合操作。窑系统各部位装有各种测量、指示、记录、自控仪器仪表，自动调节回路，有的则是用电子计算机监控。指示和可调的工艺参数有几十项，从各个工艺参数的个别角度观察，这个工艺参数是独立存在的，各有作用，但是从窑系统整体观察，各个参数又是按热工制度要求，按比例平衡分布，互相联系，互为因果。因此，实际生产中，只要根据工艺规律要求，抓住关键，监控若干主要参数，便可控制生产，满足要求。就是采用计算机对窑系统自动控制，其输入的应用程序设计，也是按此指导思想进行。 控制方式及内容 一、控制方式 全厂采用计算机集散控制系统，即分散控制集中管理，该控制方式是集集中控制与分散控制的各自优点，即系统功能分散设备分散，又有具有高度的灵活性、易扩性，并可实现全厂计算机管理。 二、控制内容
第一讲新型干法水泥生产技术现状及发展方向 一、新型干法水泥生产技术的含义 悬浮预热和窑外分解技术，是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法。 新型干法水泥生产技术的特点是生产能力大、自动化程度高、产品质量高、能耗低、有害物排放量低、工业废弃物利用量大。 新型干法水泥生产技术的内容是原料矿山计算机控制开采、原料预均化、生料均化、新型节能粉磨、高效预热器和分解炉、新型篦式冷却机、高耐热耐磨及隔热材料、计算机与网络化信息技术等，使水泥生产具有高效、优质、节能、资源利用符合环保和可持续发展的要求。 二、新型干法水泥生产技术的主要经济指标：熟料烧成热耗降至2884kJ/kg，熟料单位容积产量160～270kg/(m32h)；吨水泥单位电耗90kWh，并继续下降；运转率可达92%，年运转周期达到320～330d；人均劳动生产率达5000t/a，可利用窑尾和篦冷机320℃～420℃废气进行余热发电。 表1 新型干法水泥厂主要技术经济指标 三、新型干法水泥生产工艺过程中涵盖的技术成果 1矿山开采与生料制备 （1）在探明原料矿山地质构成及矿物成分之后，采用现代计算机技术、地质学、矿物学理论与技术，编制矿体三维模型软件，指导矿石搭配开采，矿山开采、运储过程中预先均化，既保证了进厂矿石成分尽可能均匀，又能有效地对在传统开采方式下必须丢弃的废石进行合理有效利用。 （2）采用自控及机电一体化堆、取料技术，在原、燃料进厂后进一步均化，完全改变了传统生产工艺中原、燃料储库仅可用于储存物料的原始功能，使原、燃料储库具有预均化和储存物料的双重新功能，既减少了物料储期，又为原料配料、生料制备和熟料烧成创造了稳定的生产条件。 （3）采用现代数学优化理论技术成果以及X荧光分析仪和物料成分连续测试、计量仪表、仪器系统，并与计算机联网，编制原料配料软件程序，实现生料自动配料，解决了熟料成分均匀稳定即“均化链”中长期难以解决的课题。 （4）采用粉体工程学理论的技术成果，将传统工艺中的生料储库，优化为具有生料粉连续式气力均化装置，保证在入窑煅烧前得到充分均化的生料。
年产50万吨新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明课程设计说明
湖北理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备 设计题目：年产150万吨回转窑热平衡计算 专业：无机非金属材料工程 班级：2010级（一）班 学号：201040940141 姓名：刘成龙 成绩： 指导教师（签名）：姜老师 设计时间： 2012.11.27——2012.12.7
原始资料 1. 气候条件： （1）当地大气压101.325Kp （2）环境风速0m/s （3）空气干球温度7℃（4）空气相对湿度6％ 2.物料的性质及工艺要求 (1)物料化学成分（%） (2)煤的工业分析及元素分析（%）
(3)熟料矿物组成 （4）熟料出冷却机温度t Lsh=200℃（5）如要煤粉温度t r=40℃ (6) 一次空气入窑温度t y1k=36℃(7)入窑冷却机冷空气温度t k=36℃ (8)窑头漏风温度t yLOK=36℃(9) 入冷却机冷空气量V LK=2.14Nm3/㎏熟料 （10）入窑风量比（%）。一次风:二次风:窑头漏风=29:64:7 （11）燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =47:53 （12）废气出预热器温度t f=370℃ （13）出预热器飞灰量m fh=0.141kg/kg熟料 (14)电收尘器和增湿塔综合收尘效率为η=99.28% （15）回收飞灰入窑温度t th=50℃ （16）气力提升泵料风比14.1kJ/Nm3 （17）喂料带入空气温度t s=50℃ (18)窑尾过剩空气系数ɑy=1.05 (19)分解炉漏风占分解炉燃料燃烧用理论空气量的0.05 (20)分解炉出口过剩空气系数ɑf=1.25 (21)系统热损失Q B=540kJ/kg熟料 (22)熟料中燃料灰分掺辱的百分比ɑ=100 (23)生料水分W s=0 (24)冷却机烟囱排出空气温度t pk=220℃ (25) 冷却水带出热量Q Ls=170kJ/kg熟料 (26)窑的设计产量：年产150万吨 目录 前言 (4) 一、物料平衡、热平衡计算 (5) 1.1物料平衡计算 (5) 1.1.1 收入项目 (5)
新型五级旋风预热器窑特点及其操作 上海宝山水泥总厂赵学勇 我厂Φ3×48.55m带五级旋风预热器的干法回转窑,(以下简称宝山窑)其悬浮预热器系统是从日本水泥公司(NCC)引进的高效节能设备。设计指标为产量2 5t/h,热耗3970kJ/kg熟料。1990年12月10～15日通过72h性能考核,实际达到产量25.62t/h,热耗3750kJ/kg熟料。自1990年7月试生产以来,由于受生料磨能力不足等原因的限制,该生产线尚未能达到设计要求,但节能效果是十分明显的。 在1991年度的试生产中,生产熟料9.765万t,平均热耗3840kJ/kg熟料,合标准煤131.3kg/kg熟料(见表1)。显然,深入探讨这一条新型干法窑的特点是很有意义的。 表1 1991年度生产情况
图1 宝山窑工艺流程 1.生料储存库; 2.可调速卸料器; 3.螺旋输送机; 4.生料提升机; 5.螺旋输送机; 6.稳流小仓; 7.双联卸料器; 8.皮带计量秤; 9.锁风螺旋输送机;10.气力提升机;11.五级旋风预热器系统;12.回转窑;13.三通道喷煤管;14.单筒冷却机;15.链斗输送机;16.颚式破碎机;17.熟料提升机;18.胶带输送机;19.半成品库;20.增湿塔;21.高温风机;22.电收尘;23.回灰螺旋输送机 1 宝山窑工艺流程 宝山窑工艺流程如图1所示。窑用生料从储存库底可控流量的卸料器卸出,经过螺旋输送机和斗式提升机送入溢流螺旋输送机,通过该机将窑用生料送入窑尾稳流小仓,多余的生料则经溢流管返回均化库。送入稳流仓的生料,经过双联式回转卸料器,进入计量皮带秤,它直接记录并显示喂入窑内的生料量。同时,也间接地反映了回转窑熟料的台时产量。经计量后的生料通过溢流锁风机送入气力提升泵,再由该泵将生料喂入第二级旋风筒的出风管道内,这样就开始了生料预热及部分分解的过程。之后进入窑内继续分解和全部烧结成熟料。熟料通过冷却机冷却,由链斗输送机输送至颚式破碎机破碎,再经过斗式提升机、皮带输送机分送至熟
新型干法窑工艺管理规程实施细则 一、总则 1、为了加强公司工艺管理，适应水泥工业发展的要求，取得最佳技术经济效果，特制订本细则。 2、工艺管理的任务是：坚持质量第一的方针，加强质量管理，以优质、高产、低消耗和长期安全运转为目的，加强窑、磨、烘干机的工艺管理；开展科学研究，推广、应用新技术、新工艺；加强检测、定额等基础工作；提高全过程的工艺管理水平。 3、新技术、新工艺的采用、配料方案和主要工艺参数的改变以及对工艺产生重大影响的设备改进都要经过科学分析，充分论证，在总结试验结果的基础上，经过分管工艺技术的副总经理批准后方能实施。 4、本细则由分管工艺技术的副总经理负责组织实施。实行专业管理和群众管理相结合的方针，并明确职责。对违背细则致使生产遭受损失者，应追究责任，严肃处理。
二、工艺管理体制和职责 1、在分管工艺技术的副总经理领导下，由技术部负责公司的工艺技术管理工作，车间指定工艺技术兼管人员，形成全公司性的工艺管理体． 系。 2、技术部工艺管理职责范围 （1）组织制订本公司的工艺管理制度、质量管理制度和设计配料方案。 （2）审订主机的台时产量、消耗定额和主要的工艺技术参数。 （3）协同生产车间解决生产工艺中出现的主要技术问题，指导生产车间工艺技术工作。 （4）组织工艺系统的全面技术标定。 （5）组织推广新技术、试制新产品，改进工艺，提高产品质量，降
低原燃材料的消耗，搞好生产试验和科学研究工作。 3、生产车间兼管工艺技术人员，在车间主任领导下和技术部的业务指导下进行工作。其任务是： （1）提出车间工艺技术参数和技术措施。做好原始记录和技术台帐的登记统计、分析总结工作。 （2）负责提出车间的产、质量、消耗定额的环保的有关指标。 （3）研究生产中的技术问题，组织攻关。 （4）宣传执行厂部制定的质量管理制度，提高控制指标的合格率，改进产品质量。 （5）开展全面质量管理，组织群众性的自检、互检活动。 三、球磨机（生料磨和水泥磨）工艺管理 1、球磨机工艺管理原则是：缩小入磨物料粒度；选择合理的粉磨工
典型的新型干法水泥生产工艺流程示意图
一、 水泥生产原燃料及配料 生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。 1、 石灰石原料 石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。 2、 黏土质原料 黏土质原料主要提供水泥熟料中的2SIO 、32O AL 、及少量的32O Fe 。天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。其中黄土和黏土用得最多。此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。 3、 校正原料 当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的2SIO 含量不足，有的32O AL 和32O Fe 含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料 （1） 硅质校正原料 含2SIO 80%以上 （2） 铝质校正原料 含32O AL 30%以上 （3） 铁质校正原料 含32O Fe 50%以上 二、 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的矿物主要由硅酸三钙（S C 3）、硅酸二钙（S C 2）、铝酸三钙（A C 3）和铁铝酸四钙（AF C 4）组成。 三、 工艺流程 1、 破碎及预均化 （1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。 破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。 （2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。 意义： （1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。 （2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出
第二节新型干法窑主要的工艺操作参数窑的烧成工艺过程中需要控制的参数比较多，一般在60~65个，过程控制也比较复杂，从国内已投产的厂生产操作来看，大多以人工给定操作参数为主，辅以单参数调节回路自动控制，即使是采用计算机集中控制或集散控制型控制的2000t/d以上规模的厂，由于尚未有比较切合实际的数学模型，计算机很难实现全过程的自动控制。虽然电机的开停（即开关量）控制可采用PLC程序控制，但是过程控制参数（既调节量）仍是人工键入效定值。待系统稳定运转后可投入数条单参数调节回路进行自动调节。 在这些工艺参数中，有小部分分属通过人工调节后随之改变的过程变量或称之为因变量，而大部分则属于由于人工或计算机主动直接改变，过程变量由适时得显示出调节后的结果，二者之间也有具有互为因果的关系。烧成系统主要的操作变量及其作用见表9-7-1. 另外，入窑生料及煤粉的化学成分对烧成而言也属于自变量，它们的变化回引起操作参数一系列的变化，但它们不由要6操作远控制。当出现原材料成分不符合要求波动时，应及时向有关部门提出意见。 中控室的显示参数大都是过程变量，其测点设置各厂也不相同，一般的主要过程变量参数及其作用见表9-7-2。 随着工业自动化水平的不断提高，尤其是采用计算机的过程控制技术的发展，使得过程参数大量进入计算机检测、分析，近几年投产的大中型厂，已很少见到仪表控制，但在1000t/d以下规模的厂，由于投资和工厂技术人员的限制，仍较多采用仪表控制。无论何种方式
均离不开的操作人员的干预，这就要求操作人员充分利用控制室内的各种仪表装置或计算机，重点观察系统中各过程变量的发展趋势，加强预见性控制，正确分析、灵活掌握调整方法，保证系统优质、高效、低耗地生产。 表9-7-1 1000t/d烧成系统中控室主要操作参数
5000t新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明书课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备 设计题目：5000t/d新型干法水泥生产线回转窑工艺设计 专业：无机非金属材料工程 班级： 学号： 姓名： 成绩： 指导教师（签名）： 设计时刻： 2011.12.19——2020.01.06
原始资料 一、物料化学成分（%） 二、煤的工业分析及元素分析（%） 三、热工参数 1、温度。入预热器生料温度：50℃；入窑回灰温度：50℃；入窑一次风温度：25℃；入窑二次风温度：1100℃；环境温度：25℃；入窑、分解炉燃料温度：60℃；入分解炉三次风温度：900℃；出窑熟料温度：1360℃；废气出预热器温度：330℃；出预热器飞灰温度：300℃。窑尾气体温度：1100℃。 2、入窑风量比（%）。一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。 3、燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =40:60。 4、出预热器飞灰量。0.1kg/kg熟料。 5、出预热器飞灰烧失量。35.20%。 6、各处空气过剩系数。窑尾，αy=1.05分解炉出口αL=1.15预热器出口αf=1.40。 7、入窑生料采纳提升机输送。 8、漏风。预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16；提升机带入空气量忽略；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃办理论空气量的比例K6=0.05。 9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9%。 10、熟料形成热。依照简易公式（6-20）运算。 11、系统表面散热缺失。460kJ/kg熟料。 12、生料水分。0.2%。 13、窑的设计产量。5000t/d。
新型干法窑工艺计算 一、NSP 窑规格 1.1NSP 窑规格的确定 1.1.1 NSP 窑的直径 要求生产能力 2000t/d 由经验公式： G=53.5D i 3.14 其中G(t/d)—窑产量，D i 为窑筒体有效内径（m ） ? 3.2()i D m === 取窑内耐火砖的厚度δ=300mm 则窑内径D= 2i D δ+=3.2+2?0.3=3.8(m) 1.1.2NSP 窑的长度 将D i =3.2带入经验公式 ： 2.3280.680i G=8.491D L ? 0.2.8328 L =57.4(m )2 == “鹏飞”回转窑产品系列： 规格（单位：米） 初步确定窑的规格为Φ3.8m ×58m 即D=3.8米 L=58米 1.1NSP 窑产量的标定 根据经验公式，将D i =3.2米，L=58米代入 2.3280.680i G=8.491D L =8.491×3.22.382×580.680 =2014t/d 由于经验公式受数量、地域、工艺、时间限制， 以及产量受窑规格、原燃料、操作等影响极大。 根据山西灵丘豪洋公司用Φ3.8m ×58m 窑的生产实际（大于2000t/d ） 确定窑的规格为Φ3.8m ×58m 二、 主要热工参数的计算 2.1 NSP 窑系统物料平衡 2.1 NSP 窑系统热平衡 2.1 NSP 窑系统主要热工参数的计算 [原始资料] ⑴窑型为Φ4.0m ×60m 带D —D 型预分解窑。 ⑵生产品种为普通硅酸盐水泥熟料。 ⑶物料化学成分见表1-1。 ⑷燃料元素分析和工业分析及发热量见表1及表2。
表1-1 物料化学成分 单位：% 表1-2 燃料元素分析 表1-3 工业分析及发热量 d. 入窑二次空气温度：950℃。e.环境温度：30℃。f.入窑、分解炉燃料温度：60℃。g. .入分解炉二次空气温度：740℃。h.熟料出窑温度：1360℃。i.废气预热器温度：340℃。j.飞灰出预热器温度：300℃。 ⑹入窑风量比（%）。一次空气（K 1）：二次空气（K 2）：窑头漏风（K 3）=15：80：5。 ⑺燃料比（%）。 回转窑（K y ）：分解炉（K F ）=40：60。 ⑻出预热器飞灰量：0.1kg/kg 熟料。 ⑼出预热器飞灰烧失量：35.20%。 ⑽各处过剩空气系数。窑尾：αy =1.05;分解炉混合室出口：αL =1.15；预热器出口:αf =1.40。 其中,预热器漏风量占理论空气量的比例K 4=0.16。 ⑾分解炉及窑尾漏风(包括分解一次空气量)占分解炉用燃料理论空气量的比例K 5=0.05。 ⑿电收尘和增湿塔综合收尘效率为99.6%。 ⒀熟料的成熟:1736.9kJ/kg 熟料。 ⒁系统表面散热损失: 460kJ/kg 熟料。 ⒂生料水分:0.2%。 ⒃窑的产量2000t/日(或83.3t/h)。 [解] 物料平衡与热量平衡计算步骤如下。 基准：1kg 熟料，温度：0℃；范围：回转窑+分解炉+预热器系统。 根据确定的基准和范围，绘制物料平衡图（图1）、热量平衡图（图2）。 Qf+Qfh Qyh Qs QB QrR+Qr QB QB Qysh Qy1k Qy2k Qlok Qf3k Qsh Qss 1kg Vlok1+Vlok2 m Fh Vf3k mFr ms myh Vf+mfh Vy1k+myr Vy2k
X X 理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备 设计题目： 5000t/d新型干法水泥生产线回转窑工艺设计 专业：无机非金属材料工程 班级： 学号： 姓名： 成绩： 指导教师（签名）： 设计时间： 2011.12.19——2012.01.06
原始资料 一、物料化学成分（%） 二、煤的工业分析及元素分析（%） 三、热工参数 1、温度。入预热器生料温度：50℃；入窑回灰温度：50℃；入窑一次风温度：25℃；入窑二次风温度：1100℃；环境温度：25℃；入窑、分解炉燃料温度：60℃；入分解炉三次风温度：900℃；出窑熟料温度：1360℃；废气出预热器温度：330℃；出预热器飞灰温度：300℃。窑尾气体温度：1100℃。 2、入窑风量比（%）。一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。 3、燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =40:60。 4、出预热器飞灰量。0.1kg/kg熟料。 5、出预热器飞灰烧失量。35.20%。 6、各处空气过剩系数。窑尾，αy=1.05分解炉出口αL=1.15预热器出口αf=1.40。 7、入窑生料采用提升机输送。 8、漏风。预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16；提升机带入空气量忽略；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05。 9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9%。 10、熟料形成热。根据简易公式（6-20）计算。 11、系统表面散热损失。460kJ/kg熟料。 12、生料水分。0.2%。 13、窑的设计产量。5000t/d。
新型干法 新型干法水泥工艺考试复习题 一填空题： 1、回转窑一般分为预热带、过渡带、烧成带、冷却带四个带。 2、窑和分解炉用煤比例为40%～45%和60%～55%。 3、旋风筒的主要作用是分离和收集物料。 4、熟料冷却采用的冷却机为第四代篦式冷却机，出料温度为65℃+环境温度。 5、水泥熟料的矿物组成主要有哪四种？ 答：硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铁铝酸四钙（C4AF）、 铝酸三钙（C3A） 5、水泥厂工艺流程分为生料制备、熟料烧成、水泥粉磨三个阶段。 6、水泥厂堆场的布置形式通常采用矩形和圆形两种布置形式。我公司新线石灰石预均化库采用的储存形式为圆形预均化库，此堆场直径80米，有效存储量26230吨。 7、增湿塔的主要功能是增湿和降温。 8、生料的主要成分是石灰石、粘土、铁粉、硅石等。 9、熟料质量主要控制指标 f-CaO 、3天、28天强度。 10、锁风阀（翻板阀）的主要作用是锁风和下料。 11、煤磨采用一套辊式磨系统，出磨煤粉水分≤1%，煤粉细度为80um筛筛余12%。 12、熟料烧成系统：本厂熟料烧成系统采用直径4.8米长72米的回转窑，窑尾设有双系列旋风预热器和TTF型分解炉。入窑物料的碳酸盐分解率达90%以上,分解炉和窑头均设有多通道燃烧器，以保证煤粉的正常煅烧。 13、常见的影响预均化效果的因素有原料成分波动、物料离析作用、堆料机布料不均、堆料总层数等。 14、生料均化系统包含原料矿山的搭配开采与运输、原料的预均化与储存、生料磨的配料控制与调节、入窑生料的均化与储存等四个缺一不可的环节。 15、水泥生产的余热主要用于采暖、发电。 16、利用水泥窑余热进行供热投资省、见效快、节能效果显著，投资回收期短、实用有效可靠。 17、在干法生产水泥厂中，向烟气喷水进行增湿和降温一般有两种类型。一种类型是不设置单独的增湿装置，直接在烟气从预热器排出之前进行喷水增湿。烟气喷水增湿塔的另一类型，是在收尘前设置一单独的喷雾增湿装置，喷入的水在该装置中被蒸发为水蒸气，以增加烟气的湿度。 18、增湿塔的喷嘴主要有两种类型，第一种是高压水流经喷嘴时被雾化喷出，第二种是压缩空气高速喷出将水雾化。 二选择题 1、下列哪个不是生料的主要化学成分（D ） A、CaO B、SiO2 C、Fe2O3 D、MgO 2、我厂选用的生料磨是（ C） A、管磨 B、雷蒙磨 C、立式磨 3、下列哪项不是预热器的主要功能（ C） A、预热 B、分解 C、烧成 4、下列哪项不是取料机常用的取料方式（D）
预分解常生产中重点监控的主要工艺参数 一、烧成带物料温度二、氧化氮（No x）浓度三、窑转动力矩四、窑尾气体温度 五、分解炉或最低一级旋风筒出口气体温度六、最上一级旋风筒出口气体温度七、窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成分八、最上一级及最低一级旋风筒出口负压九、最下一、二旋风筒锥体下部负压十、预热器主排风机出口管道负压^一、电收尘器入口气体温度十二、窑速及生料喂料量十三、窑头负压十四、篦冷机一室下压力 预分解窑工艺控制的白动调节回路 1、窑头负压s篦冷机余风排风机风门开度； 2、篦冷机一室下压力s篦床速度 3、分解炉加煤量s最下一级旋风筒（或分解炉）出口温度 4、增湿xxxx压力s增湿xx出口阀门开度 5、增湿塔出口气温s增湿塔水泵回水阀门开度 6、窑尾主排风机风门开度 s最上一级旋风筒出口气体O 2含量及压力； 7、电收尘器进口风压s电收尘器出口风机风门开度； 8、喂料称测重负荷传感器 s喂料仓白动调节计量阀门开度 9、生料计量标准仓重量s均化库出口阀门开度 10、其他可根据需要设置； 预分解窑系统的调节控制原则 从悬浮预热器窑到预分解窑生产的客观规律可以看出，均衡稳定运转是悬浮预热器窑及预分解窑生产状态良好的重要标志。运转不能均衡稳定，调节控制变
化频繁，甚至出现恶性周期循环”，则是窑系统生产效率低、工艺和操作混乱的明显迹象。因此，调节控制的目的就在于使窑系统保持最佳的热工制度，实现持续均衡稳定地运转。 对水泥窑的调节控制，概括地说，往往有两种不同的方法。 第一种，将烧成带温度作为调节控制的主要依据。通过风、煤（或其他燃料）料以及窑速等调节，来达到保证烧成温度正常的目的。这是一种不完备的调节方法。其缺点在于调节控制只注意烧成带温度，而忽视了预烧带的状况，忽视了全窑系统的热力平衡分布，容易导致恶性周期循环”。第二种，对全窑 系统前后兼顾”，从热力平衡分布规律出发，综合平衡，力求稳定各项技术参数，做到均衡稳定地运转。例如，当烧成带温度降低，需要增加燃料喂入量时，同时要考虑燃料能否完全燃烧，以及对窑系统各部位热力平衡影响等。 在现代化水泥企业中，窑7系统一般是在中央控制室集中控制、白动调节，并且同生料磨系统联合操作。窑系统各部位装有各种测量、指示、记录、白控仪器仪表，白动调节回路，有的则是用电子计算机监控。指示和可调的工艺参数有几十项，从各个工艺参数的个别角度观察，这个工艺参数是独立存在的，各有作用，但是从窑系统整体观察，各个参数又是按热工制度要求，按比例平衡分布，互相联系，互为因果。因此，实际生产中，只要根据工艺规律要求，抓住关键，监控若干主要参数，便可控制生产，满足要求。就是采用计算机对窑系统白动控制，其输入的应用程序设计，也是按此指导思想进行。 控制方式及内容 一、控制方式 全厂采用计算机集散控制系统，即分散控制集中管理，该控制方式是集集中控制与分散控制的各白优点，即系统功能分散设备分散，又有具有高度的灵活性、易扩性，并可实现全厂计算机管理。 二、控制内容 1原料破碎及输送系统2石灰石预均化系统3粘土破碎及烘干系统4中央监控系统5生料成分配料控制系统6磨机负荷最佳控制系统7生料均化库下料控制
5000t新型干法水泥生产线回转窑工艺设计说明书
X X 理工学院 课程设计说明书 课程名称：新型干法水泥生产技术与设备 设计题目：5000t/d新型干法水泥生产线回转窑工艺设计 专业：无机非金属材料工程 班级： 学号： 姓名： 成绩： 指导教师（签名）： 设计时间： 2011.12.19——2012.01.06
原始资料 一、物料化学成分（%） 二、煤的工业分析及元素分析（%） 三、热工参数 1、温度。入预热器生料温度：50℃；入窑回灰温度：50℃；入窑一次风温度：25℃；入窑二次风温度：1100℃；环境温度：25℃；入窑、分解炉燃料温度：60℃；入分解炉三次风温度：900℃；出窑熟料温度：1360℃；废气出预热器温度：330℃；出预热器飞灰温度：300℃。窑尾气体温度：1100℃。
2、入窑风量比（%）。一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5。 3、燃料比（%）。回转窑(Ky):分解炉(Kf) =40:60。 4、出预热器飞灰量。0.1kg/kg熟料。 5、出预热器飞灰烧失量。35.20%。 6、各处空气过剩系数。窑尾，αy=1.05分解炉出口αL=1.15预热器出口αf=1.40。 7、入窑生料采用提升机输送。 8、漏风。预热器漏风量占理论空气的比例K4=0.16；提升机带入空气量忽略；分解炉及窑尾漏风（包括分解炉一次空气量），占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05。 9、袋收尘器和增湿塔综合收尘效率为99.9%。 10、熟料形成热。根据简易公式（6-20）计算。 11、系统表面散热损失。460kJ/kg熟料。 12、生料水分。0.2%。 13、窑的设计产量。5000t/d。 目录 前言 (4) 一、物料平衡、热平衡计算 (5) 1.1物料平衡计算 (5) 1.1.1 收入项目 (5) 1.1.2 支出项目 (7) 1.2 热量平衡计算 (8) 1.2.1 收入项目 (8) 1.2.2 支出项目 (9) 二、窑的计算 (11) 2.1.窑的规格…………………………………………………………………………………… 11 2.1.1 直径………………………………………………………………………………… 11