熟料煅烧系统

1、干燥带温度范围：生料温度～450℃。

主要任务：①物料升温至450℃②物理水蒸发（生料进入窑系统后，大约在超过烟气的露点后75～150℃其间水分蒸发）。

该反应在C2-C1上升烟道及C1筒和C3-C2上升烟道完成。

2、预热带温度范围450℃～700℃。

主要任务：①物料升温至700℃②化合水脱水（粘土质原料）。

脱水反应在C3-C2、C2、C4-C3内进行，温度继续上升至700℃。

3、碳酸盐分解带主要承担MgCO3和CaCO3的分解任务，是吸热反应。

碳酸盐在C4已有少量分解，主要分解反应发生在分解炉中，在C5也有少量分解反应发生，出C5筒的物料碳酸盐表观分解率达90％以上，其余部分的分解反应在回转窑内进行，入窑物料温度升至850℃左右。

4、放热反应带（亦称过渡带）主要承担固相反应，生成C2S、C3A、C4AF，以上三种反应生成的热量可使物料温度上升200℃，放热反应在分解炉内、C5筒就有少量发生，大量反应是在进入回转窑内进行的。

5、烧成带主要承担熟料中最主要的矿物C3S的形成和f-CaO的吸收，完成熟料的最后烧成任务。

该带在回转窑内温度最高的部位，在正常的配料范围内，物料在1280℃时就开始出现液相，在1350～1450℃时液相量可达20％多（与配料有关）C2S和CaO先是溶于液相中，在液相中反应结合为C3S结晶析出，倒出地方使其他的C2S和CaO溶于液相，再结晶析出，这样使C3S大量形成，使f-CaO逐渐被C2S吸收。

窑内温度越高，液相粘度越低，C3S形成越快，f-CaO被吸收的越彻底，直至f-CaO逐渐被C2S吸收。

由此可见，影响f-CaO的因素：⑴窑内煅烧温度越高，f-CaO吸收越快，f-CaO被吸收的越彻底，直至f-CaO最后被基本吸收（﹤1.5％）⑵配料中液相量越高（L）液相粘度越低，石灰石吸收越快；饱和比越低，石灰石吸收越快，但对熟料质量有影响，因此要兼顾熟料质量和煅烧能力达到最佳平衡点。

低挥发份煤煅烧机理及升温操作过程及注意事项段丰涛黄新景龙力水泥有限责任公司我公司熟料煅烧系统采用的是天津院设计的ø4.8×72米回转窑，日产熟料5000t/d,签于生产条件，主要使用低挥发份（8%-12%）煤，燃烧速度慢，着火温度高，在升温期间不易掌握升温速率，根据生产实际，现将我公司的升温操作过程简要介绍。

一、对低挥发份煤燃烧的认识1、煤粉燃烧过程煤粉的燃烧大体可以分为两个阶段：煤粉达到着火温度时开始煤粉燃烧过程的第一阶段，首先是挥发份开始挥发，反应生成CO2、H2O、SO2，放出热能使反应继续，当挥发份燃烧结束后，燃烧过程进入第二阶段，由于第一阶段挥发份挥发和燃烧而使煤粉颗粒表面产生大量的孔洞和凹陷，增加了煤粉颗粒与空气的接触面，同时由于挥发份燃烧提供了大量的温度，固定碳开始燃烧，使燃烧过程进入稳定阶段。

当然上述两个过程不是截然分开而是交叉进行。

2、低挥发份煤与烟煤燃烧过程的区别我国常规回转窑烧成系统中所用的燃料一般是烟煤，挥发分含量20%～35%，由于挥发分含量较高，煤粉在较低的温度时开始燃烧，待挥发分基本燃烧完后固定碳开始燃烧。

在回转窑中烟煤燃烧形成了较长的火焰。

低挥发份煤燃点较高，反应活性差，在回转窑内燃烧的特点是煤粉从燃烧器喷嘴喷出一段时间后才开始燃烧，燃烧过程较短，热力强度非常集中，火焰形状短而粗。

低挥发份煤由于其挥发份含量较低，反应时间很短几乎没有，因此其第一阶段燃烧所提供的热量很少，很难达到固定碳燃烧所需的温度，同时由于挥发份含量少，第一阶段反应结束后煤粉颗粒并没有产生大量的孔洞和凹陷，因此第二阶段时煤粉颗粒与周围空气的接触面几乎没有增加；有学者研究表明，在回转窑内燃烧是由颗粒边界层的扩散速度控制的。

因而燃尽时间与粒径的平方呈正比。

当反应温度上升时，反应速率将呈指数关系增加。

三、低挥发份煤的升温操作注意事项综上所述我们要控制好低挥发份煤的燃烧过程就需解决以下三个问题:a、为了尽快点燃无烟煤和缩短燃烧时间，应降低煤粉细度。

6 水泥熟料的煅烧【本章导读】生料在入窑后和热气体进行热交换发生一系列的物理化学反应生成熟料。

熟料主要由硅酸三钙(C 3S)、硅酸二钙(C 2S)、铝酸三钙(C 3A)、铁铝酸四钙(C 4AF)等矿物所组成。

煅烧过程所发生的物理化学变化在不同条件下进行的程度与状况决定了水泥熟料的质量和性能，也直接影响到水泥熟料的产量以及燃料、耐火材料的消耗和窑的长期安全运转。

无论窑型的变化如何，熟料的煅烧过程和煅烧中所发生的反应基本相同，掌握了这些矿物形成的机理及影响因素，掌握了这些物理化学变化的规律，就能烧出高质量的熟料。

6.1 煅烧过程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、粘土脱水与分解、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。

这些过程的反应温度、速度及生成的产物不仅和生料的化学成分及熟料的矿物组成有关，也受到其它因素如生料细度、生料均匀性、传热方式等的影响。

6.1.1 干燥干燥即自由水的蒸发过程。

生料中都有一定量的自由水，生料中自由水的含量因生产方法与窑型不同而异。

干法窑生料含水量一般不超过1.0%，立窑、立波尔窑生料需加水12～14%成球，湿法生产的料浆水分在30～40%。

自由水的蒸发温度为100～150℃左右。

生料加热到100℃左右，自由水分开始蒸发，当温度升到150℃～200℃时，生料中自由水全部被排除。

自由水的蒸发过程消耗的热量很大。

每千克水蒸发热高达2257kJ ，如湿法窑料浆含水35%，每生产1kg 水泥熟料用于蒸发水分的热量高达2100kJ ，占湿法窑热耗的1/3以上。

降低料浆水分是降低湿法生产热耗的重要途径。

3.1.2 粘土脱水粘土脱水即粘土中矿物分解放出结合水。

粘土主要由含水硅酸铝所组成，常见的有高岭土和蒙脱土，但大部分粘土属于高岭土。

粘土矿物的化合水有两种：一种是以OH -离子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存在吸附于晶层结构间，称为晶层间水或层间吸附水。

培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心，熟料质量达不到要求，难以磨制优质的水泥产品。

其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。

2、从生料到熟料，是一个化学反应过程。

化学反应，最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。

参预化学反应的某一物质的量，不得过剩或者不足，否则，化学反应形成的结果，不是当初设计的结果。

因此，熟料生产过程实际上要求是很精细的，不是表面上的那种粗糙现象。

3、设计合理的熟料率值，通过良好的煅烧，才干生产出优质的水泥熟料。

1、原料磨工艺变化现代水泥企业，以节能高效为主要导向，装备和工艺流程日益简化和高效。

2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨，原料磨工艺装备的改变，对产品质量的影响。

3、球磨机的工艺特点，决定了生料细度更加均匀，900 孔细度小，只在 3.0%以内， 1800 孔细度在 12%以内。

立磨的生料细度粗， 900 孔细度在 6.0-8.0%， 1800 孔细度在 22%摆布。

由上看出，现代水泥工业改成立磨后，生料的颗粒级配产生了较大的变化，立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升，中等颗粒的比例，也较球磨机增加了一倍。

4、现代水泥工业、细度标准的变化。

80 年代，国家旋窑管理规程对细度有控制要求，最开始的标准规定生料细度小于等于 10%，作为一次水泥工艺管理的标准来执行，其后更改为 12%。

后来随着先进水泥工艺发展，生料细度作为一次过程控制指标，再也不强制执行，由企业根据自身生产需要自行控制。

质量体系认证，也将细度标准作为企业自行制定来审核，细度标准被企业自身不断放松标准。

按照现行立磨的生产工艺，生料细度按 10%、12%、16% 等等标准，已经无法满足当前立磨工艺的要求，根据立磨的特点及与窑的产能关系，细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。

但是 , 目前的细度控制指标，不表示细度粗对煅烧没有影响。

新型干法水泥第四节熟料烧成系统的调试1.工艺流程及介绍1.1熟料烧成范围按现在计算机控制水平和集中控制操作习惯，熟料烧成系统范围包括：生料入窑喂料系统、喂煤系统、废气处理系统、熟料烧成窑尾、熟料烧成窑中和熟料冷却及熟料输送等部分。

1.1.1生料入窑喂料系统生料计量仓设有两套卸料装置，各配一套固态流量计，计量出仓生料量，其中一套备用。

生料计量仓由罗茨风机充气卸料，操作员给定生料喂料量，固态流量计按给定值控制仓下卸料阀的开度，使卸出量与给定值一致。

经生料计量仓卸出的生料，通过斜槽、提升机、预热器顶部的空气斜槽、回转下料器喂入预热器的C2级～C1级风管中。

1.1.2喂煤系统窑头、窑尾共用一个煤粉仓布置在煤粉制备车间内，仓下各有计量、输送设备。

煤粉仓卸煤粉入窑头煤粉计量转子秤，转子秤按给定值输出煤粉，煤粉气体输送至窑头喷煤管，输送空气由输送窑头煤粉的罗茨风机提供。

煤粉仓卸煤粉入窑尾煤粉计量转子秤，转子秤按给定值输出煤粉，煤粉气体输送至窑尾，经两路分配阀分两路入分解炉喷煤管，输送空气由输送窑尾煤粉的罗茨风机提供。

1.13熟料烧成窑尾、窑中、熟料冷却及熟料输送系统预热器有单系列五级旋风预热器和喷腾型分解炉构成，生料在C2级～C1级的风管处进入预热器。

生料自上而下与热气体悬浮换热升温，。

入分解炉后，由C5级收集，经窑尾烟室喂入回转窑。

入窑物料经回转窑高温煅烧，发生固液相反应，形成高温熟料，高温熟料出窑入篦式冷却机冷却。

回转窑内煤粉燃烧后，生成高温废气经烟室从分解炉底部入炉。

在分解炉内，煤粉、三次风、预热后的生料及回转窑的高温废气，通过喷腾，实现气料成分混合，完成燃烧、分解。

分解炉排出的气料，在C5级内气料分离，物料入窑，废气经各级旋风筒，自下而上与生料悬浮换热降温，最后从C1级排出，窑尾高温风机将废气送入废气处理系统。

熟料在篦冷机内与鼓入的冷空气进行热交换，排出的高温热空气一部分作为二次风入窑供煤粉燃烧，另一部分作为三次风经三次风管入分解炉。

水泥熟料能效等级
水泥熟料能效等级是指水泥生产过程中，熟料的能耗水平。

熟料是指经过煅烧过程后的水泥原料，是制造水泥的关键材料。

水泥熟料能效等级分为一级、二级和三级，等级越高表示能效越好。

一级熟料能效等级要求：熟料煅烧系统的热耗电耗比不高于3.5 MJ/ kg 熟料，或者热耗电耗比不高于4.0 MJ/ kg 熟料，且热耗不高于2.85 GJ/ t 熟料。

二级熟料能效等级要求：熟料煅烧系统的热耗电耗比不高于4.0 MJ/ kg 熟料，或者热耗电耗比不高于4.5 MJ/ kg 熟料，且热耗不高于3.25 GJ/ t 熟料。

三级熟料能效等级要求：熟料煅烧系统的热耗电耗比不高于4.5 MJ/ kg 熟料，或者热耗电耗比不高于5.0 MJ/ kg 熟料，且热耗不高于3.65 GJ/ t 熟料。

水泥生产企业可以根据自身条件和技术水平选择适合的熟料能效等级，提高能效水平，减少能源消耗，降低生产成本，同时也有利于环境保护。

摘要：降低熟料煅烧煤耗，应针对主要影响因素，从减少热损失、降低热消耗、增加热收入入手，对系统分部优化。

C1筒分离效率低、废气温度高、熟料烧成热耗高、系统漏风严重等是造成热损失的主因；设备表面散热和冷却机系统损失热，也是不可忽略的重要因素。

降低热消耗，要重视生料易烧性的影响和余热浪费现象。

可采取优化篦冷机性能，挖掘余热发电潜能，优化烧成工艺，利用替代燃料，使用新型耐火保温材料等措施，回收余热增加热收入。

0 引言节约能源，提高能源利用率，是企业保障生产经营，实现可健康发展的长久之计。

结合生产实际，分析影响煤耗的主要因素，采取措施，降低熟料煅烧煤耗，既是企业提高经济效益，控制环境污染义不容辞的社会责任，也是适应市场需要，提高企业竞争力的必然选择。

更是我们每个水泥工作者应尽的社会义务。

1 影响因素与降耗途径1.1 主要的影响因素熟料煅烧过程是一个复杂的热工过程，虽然影响预分解窑熟料煤耗的因素很多，但对主要因素进行综合归纳，具体可划分为三类影响：（1）生产热损失的影响：生产热损失，主要指在熟料煅烧过程中，废气、熟料带走热，设备筒体散热等造成的热损失。

主要表现为C1出口废气量大、废气温度高、分离效率低。

废气热量不能得到合理回收利用。

耐火材料使用不合理、冷却机热回收效率低等，也是导致系统热损失大的直接原因。

（2）物料易烧性的影响：生料易烧性，是指在回转窑实际操作中，熟料煅烧的难易程度。

一般是以在一定温度下，生料经过一定时间煅烧后，生成熟料中所含游离钙的多少来表示。

因物料配料方案、熟料煅烧过程质量控制指标或中控操作中工艺参数匹配合理性欠缺等原因，导致物料易烧性差、热能浪费，使熟料煅烧热耗增加。

（3）系统热收入的影响：系统热收入是指在生产过程中，损失的热量被回收利用的程度。

因对系统散热损失回收利用的观念更新不及时、设备维护保养或技术改造不到位、能够回收的热量得不到回收，导致系统散热损失增大，热回收效率降低，热收入减少，进一步增大了熟料煅烧热耗。

回转窑熟料煅烧工艺原理朋友，今天咱们来唠唠回转窑熟料煅烧这个事儿。

这回转窑啊，就像是一个神奇的大炉子，在水泥生产里可是个超级重要的角色呢。

回转窑是个长长的大圆筒，它一直在慢悠悠地转着，就像一个在跳慢舞的大巨人。

那它为啥要转呢？这一转啊，就能让里面的物料均匀受热啦。

你想啊，如果不转，那靠近火的地方不就烧糊了，离得远的还没热乎呢。

咱说说这熟料煅烧的原料。

主要就是石灰石、黏土、铁矿石这些东西。

它们被混合在一起，就像是一群小伙伴手拉手走进了回转窑这个大舞台。

这些原料刚进去的时候，那可都是生料，就像没经过锻炼的小菜鸟。

在回转窑里，热量可是关键。

这个热量是从哪儿来的呢？一般是从窑头喷进去的燃料燃烧产生的。

燃料就像一个热情的小火苗，呼呼地烧着，把热量传递给周围的一切。

这热量就像温暖的阳光一样，一点点地渗透到那些生料里。

随着回转窑的转动和热量的传递，生料开始发生奇妙的变化。

最开始，生料里的水分被烤干了，就像你把湿衣服放在太阳下晒干一样。

这个过程中，生料会变得稍微干燥一些，也更松散了。

然后呢，温度继续升高，一些化学变化就开始悄悄发生了。

碳酸钙开始分解啦，这就像是一场魔法表演。

碳酸钙本来是一个很稳定的家伙，但是在高温的逼迫下，它不得不分解成氧化钙和二氧化碳。

二氧化碳就像一个调皮的小气泡，从物料里跑出来，消失在空气中。

温度越来越高，物料也变得越来越神奇。

各种矿物质之间开始融合、反应。

氧化钙就像一个热情的社交达人，开始和其他的矿物质交朋友，形成新的化合物。

这个过程就像是一场盛大的聚会，大家互相交流、组合，最后形成了熟料。

这熟料啊，可不再是之前那些松散的生料了。

它变得又硬又结实，就像一个经过千锤百炼的战士。

这时候的熟料就像是水泥生产里的宝贝，它有着特殊的结构和性能，是制造水泥的关键原料呢。

回转窑在这个过程中，它的转速、温度的控制都是很有讲究的。

要是转速太快了，物料可能还没反应好就被转到下一个地方了；要是温度控制不好，要么就是反应不完全，要么就是烧过头了。

熟料煅烧液相量与温度熟料的烧结在很大程度上取决于液相含量及其物理化学性质。

因此，控制液相出现的温度、液相量、液相粘度、液相表面张力和氧化钙、硅酸二钙溶于液相的速率，并努力改善它们的性质至关重要。

1．最低共熔温度系 统最低共熔温度(℃) 系 统最低共熔温度(℃) C 3S-C 2S-C 3A 1455 C 3S-C 2S-C 3A –C 4AF 1338 C 3S-C 2S-C 3A -Na 2O 1430 C 3S-C 2S-C 3A -Na 2O -Fe 2O 3 1315 C 3S-C 2S-C 3A -MgO 1375 C 3S-C 2S-C 3A -Fe 2O 3 -MgO 1300 C 3S-C 2S-C 3A-Na 2O-MgO1365C 3S-C 2S-C 3A-Na 2O-MgO -Fe 2O 31280表1 一些系统的量低共熔温度液相出现的温度决定于物料在加热过程中的最低共熔温度。

而最低共熔温度决定于系统组分的性质与数目。

表1列出了一些系统的最低共熔温度。

由表1可知，系统组分数目越多，其最低共熔温度越低，即液相初始出现的温度越低。

硅酸盐水泥熟料由于含有氧化镁、氧化钠、氧化钾、硫矸、氧化钛、氧化磷等次要氧化物，因此，其最低共熔温度约为1280℃左右，适量的矿化剂与其他微量元素等降低最低共熔温度，使熟料烧结时的液相提前出现。

如参加矿化剂后最低共熔温度约1250℃，即1250℃开始出现液相。

2．液相量如前所述，熟料的烧结必须要有一定数量的液相。

液相是硅酸三钙形成的必要条件，适宜的液相量有利于C 3S 形成，并保证熟料的质量。

液相量太少，不利于C 3S 形成，反之，过多的液相易使熟料结大块，给煅烧操作带来困难。

液相量与组分的性质、含量及熟料烧结温度等有关。

因此，不同的生料成分与煅烧温度等对液相量有很大影响。

一般水泥熟料烧成阶段的液相量大约为20%～30%。

(1)液相量与煅烧温度、组分含量有关，根据硅酸盐物理化学原理，不同温度下形成的液相量可按下式计算：①煅烧温度为1338℃时：IM（P）>1.38 L=6.1F(6.1)IM（P）<1.38 L=8.2A-5.22F(6.2)②煅烧温度为1400℃和1450℃时:1400℃L=2.95A+2.5F+M+R(6.3)1500℃L=3.0A+2.2F+M+R(6.4)式中L——液相量(％)；F——熟料中Fe2O3的含量(％)；A——熟料中Al2O3的含量(％)；M、R——MgO及(Na2O+K2O)的含量(％)。

1烧成系统是水泥厂生产的核心，它包含了烧成窑尾、烧成窑中、烧成窑头和熟料输送及储存。

本系统采用了高吸低阻5级旋风预热器带管道式在线分解炉系统；熟料冷却采用第三代控制流推动篦式冷却机，熟料烧成设计热耗不超过度小于正个系统的操作均由中央控制室集中操作控制。

由于本系统的工艺参数多，工况复杂且变化多端，因此要求中控操作员必须十分熟悉本系统的生产工艺操作，对操作终端上的显示信号、操作功能及方法均十分熟悉。

2烧成系统包括从生料喂入一级旋风筒进风管道开始，经预热、分解后入回转窑烧成水泥熟料，通过水平推动篦式冷却机的冷却、破碎并卸到链斗输送机输送入熟料库为止。

本系统可分为生料预热与分解、三次风管、熟料煅烧、熟料冷却破碎及熟料输送四大部分。

1）生料预热与分解（烧成窑尾）窑尾系统由五级旋风筒和链接旋风筒的气体管道、料管及分解炉构成，生料经计量后由空气输送斜槽、提升机送入二级旋风筒出口管道，在气流作用下立即分散、悬浮在气流中，并进入一级旋风筒。

经一级旋风筒气料分离后，料粉通过重锤翻板阀转到三级旋风筒出口管道，并随气流进入二级旋风筒。

这样经过四级热交换后，生料粉得到充分预热，随之入分解炉内与来自窑头罩的三次风及喂入的煤粉在喷腾状态下进行煅烧分解。

预分解的物料，随气流进入五级旋风筒，经过第五级旋风筒分离后喂入窑内；而废气沿着逐级旋风筒及其出口管道上升，最后由第一级旋风筒出风管道排出，经增湿塔由高温风机送往原料磨和废气处理系统。

为防止气流沿下料管反串而影响分离效率，在各级旋风筒下料管上均设有带重锤平衡的翻板阀。

正常生产中应检查各翻板阀动作是否灵活，必要时应调整重锤位置，控制翻板动作幅度小而频繁，以保证物料流畅、物料连续均匀，避免大幅度的脉冲下料。

预热器系统中，各级旋风筒依其所处的地位和作用侧重之不同，采用不同的高径比和内部结构型式。

一级旋风筒采用高柱长内筒型式以提高分离效率，减少废气带走飞灰量；各级旋风筒均采用大蜗壳式进口方式，减小旋风筒直径，使进入旋风筒气流通道逐渐变窄，有利于减少颗粒向桶壁移动的距离，增加气流通向出风口的距离，将内同缩短并加粗，以降低阻力损失，各级旋风筒间链接风管均采用方圆变换形式，增强局部涡流，使气料得打冲锋的混合与热交换。