煤粉质量对煅烧的影响

入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响我公司3200t/d生产线于2003年6月投产运行后，熟料产量维持在3 400t/d 熟料热耗3135kJ/kg，各项指标均在设计范围内且年运转率在90%以上。

进入2007年后由于燃煤紧张，由山西大同煤更换为内蒙古煤，原煤的成分发生了变化，特别是内水含量变高，给窑煅烧带来不小的影响。

1.燃料情况煤的工业分析见表l。

表1 煤的工业分析产地M ar/％S t.ad／％M ad／％A ad/％V ad/％FC ad％Q net,ad／(kJ／kg)内蒙古17.0 0.71 9.8316.2229.9643.9920506山西 6.75 0.38 3.40 16.4832.1947.55235682 出现的问题2007年7月2 日夜班窑操作员发现，分解炉出口负压突然增高600Pa，最高达到-l 800Pa，并且来回波动，窑电流随之下降，大约5min后分解炉出口压力最高达-2000Pa，最后达到压力表的最高量程。

从分解炉到高温风机进口所有压力均有不同程度升高，期间操作员减料运行并马上通知现场巡检工，检查分解炉缩口部位和窑尾烟室部位是否有结皮垮塌堵塞，经检查未发现异常，烟室生料也不黏。

从窑头观察窑内通风效果很差，浑浊不清，返火严重并流向三次风管，窑头微正压，窑煅烧困难，系统压力持续偏高。

系统正常操作参数与故障参数对比见表2。

表2 正常运行和故障时运行参数测量点或控制点名称压力/Pa 温度/℃正常参数事故参数正常参数事故参数预热器出口-5500-6000C1出口-5300 -5 800 325 330 C2出口-4200 -4 800 520 525C3出口-3500-3 800 670 680C4出口-2800 -3200 790 810C5出口-2100 -2600 870 880TSD炉出口-l 200 -2000 890 880入炉三次风-450 -650 880 870窑尾烟室-300 -100 1 050 1100SC出口960 935C5出料温度850 8553 处理经过当班操作员认为窑内结圈起蛋，于是第一次止料停窑从窑头往窑内观察，但并未发现异常现象，然后升温投料，开始压力并不高，10min后问题依然出现，随后窑内开始跑黄料，故决定停窑。

入窑煤粉水分给窑煅烧带来的影响我公司3200t/d生产线于2003年6月投产运行后，熟料产量维持在3 400t/d 熟料热耗3135kJ/kg，各项指标均在设计范围内且年运转率在90%以上。

进入2007年后由于燃煤紧张，由山西大同煤更换为内蒙古煤，原煤的成分发生了变化，特别是内水含量变高，给窑煅烧带来不小的影响。

1.燃料情况煤的工业分析见表l。

表1 煤的工业分析产地M ar/％S t.ad／％M ad／％A ad/％V ad/％FC ad％Q net,ad／(kJ／kg)内蒙古17.0 0.71 9.8316.2229.9643.9920506山西 6.75 0.38 3.40 16.4832.1947.55235682 出现的问题2007年7月2 日夜班窑操作员发现，分解炉出口负压突然增高600Pa，最高达到-l 800Pa，并且来回波动，窑电流随之下降，大约5min后分解炉出口压力最高达-2000Pa，最后达到压力表的最高量程。

从分解炉到高温风机进口所有压力均有不同程度升高，期间操作员减料运行并马上通知现场巡检工，检查分解炉缩口部位和窑尾烟室部位是否有结皮垮塌堵塞，经检查未发现异常，烟室生料也不黏。

从窑头观察窑内通风效果很差，浑浊不清，返火严重并流向三次风管，窑头微正压，窑煅烧困难，系统压力持续偏高。

系统正常操作参数与故障参数对比见表2。

表2 正常运行和故障时运行参数测量点或控制点名称压力/Pa 温度/℃正常参数事故参数正常参数事故参数预热器出口-5500-6000C1出口-5300 -5 800 325 330 C2出口-4200 -4 800 520 525C3出口-3500-3 800 670 680C4出口-2800 -3200 790 810C5出口-2100 -2600 870 880TSD炉出口-l 200 -2000 890 880入炉三次风-450 -650 880 870窑尾烟室-300 -100 1 050 1100SC出口960 935C5出料温度850 8553 处理经过当班操作员认为窑内结圈起蛋，于是第一次止料停窑从窑头往窑内观察，但并未发现异常现象，然后升温投料，开始压力并不高，10min后问题依然出现，随后窑内开始跑黄料，故决定停窑。

煤粉细度对窑的煅烧和熟料质量有什么影响煤粉的粒度直接影响燃烧的速度进而影响烧成带的温度和长度。

煤粉细一些，燃烧迅速、完全。

如果煤粉过粗，燃烧速度慢，高温带拉长，火力不集中，将降低烧成带温度从而影响质量。

对立窑来说，熟料中煤灰份分布不均匀而相对集中，形成所谓的煤灰窝，这样影响熟料质量的均匀性，降低熟料的成品率。

在采用白生料和半黑生料的立窑工艺中，作为外加煤，一般要求粒度不大于5mm，其中3mm以下的应占90％以上。

但煤粉过细会降低煤磨产量，增加电耗，回转窑用的煤粉细度一般控制0.08mm方孔筛筛余在8%～15%。

煤挥发分高的取低值，即应放粗些；反之取高值，即挥发分低的磨得粗些。

对立窑工艺来说，煤粉过细还会对煅烧带来不良后果。

因为立窑生产是燃料与生料一起成球入窑，料球在煅烧中逐渐下降，与向上的冷空气逆向而行。

由于窑中进行的一系列的物理化学反应消耗了空气中大量氧气，因此当料球进入予热带后，窑内的热气体中的氧就已很少，而碳酸盐却已分解出一定数量的C02气体，该带温度已达750～800℃，此时，料球表面的细煤就与C02发生包氏反应：C+C02→CO (吸热反应)在底火稳定，通风良好时，生成的CO迅速被气流带到上层，因上层更加缺氧，且温度更低，CO便不能与02燃烧而同烟气一同被排出窑外，造成不完全燃烧热损失，浪费能源。

当窑内通风不良且物料间又形成了空穴时，CO不能及时被排往窑外，而大量聚积在空穴中，一旦达到一定浓度且具备其它条件时，则可能发生CO爆炸喷火事故。

另外，煤粉过细，煤粉在烧成带的燃烧速度很快，使底火层较薄，边部更甚，使物料在烧成带煅烧的时间缩短，烧结反应进行得不充分，易产生生烧料。

而较粗的煤粒燃烧速度慢，在予热带不易与C02发生包氏反应，而是下移到温度较高、氧气较多的高温带去燃烧，既使高温带热力集中，提高烧成温度，又可使底火层有一定厚度，使物料在高温带停留必要的时间，充分进行烧结反应。

因此，一般认为立窑煅烧所需的煤粉细度以0.08mm方孔筛筛余在40±5％左右为宜。

煤炭品质对烧成的影响张国茂一、煤灰份：煤的灰份高低直接与煤份热值相关联，灰份高则热值低，反之灰份低则热值高。

若灰份过高则煤粉在窑内煅烧时，煤灰在火焰末端大量沉降，使该处液相量增多（约22m左右），容易引起结圈，从影响窑内通风甚至导致窑内结球。

二、煤挥发份低挥发份的煤，煤粉燃尽时间长、着火温度高，因此必须通过增加煤粉研磨细度来改善煤粉的燃烧情况，缩短煤粉燃尽时间。

若挥发份过低而煤粉细度又不能控制偏细，则喷煤管火焰会太长，导致火焰热度不够，窑内煅烧困难，同时引起窑尾温度过高，使得预热机严重结料，影响窑内通风，如此形成恶性循环。

三、热值煤粉热值直接影响火焰热度，影响窑内烧成温度，热值低则窑内提温困难，产量大副下跌。

四、可磨煤炭的可磨性直接影响到煤磨的运转状况及煤粉的煅烧状况。

煤炭易磨性差则煤磨振动大且产量低，单位耗电增加，同时易磨性差的煤炭往往燃烧速度亦慢（固定炭含量高），在窑内燃烧时间长，导致火焰长，火力不集中，更严重的是引起窑尾温度高而导致结料，影响窑内通风。

五、以往各种煤炭使用案例1、高灰份、低挥发份、高热值煤：全水份（%） 内水份（%） 灰份（%）挥发份（%） 固定炭（%） 全硫（%）6-8 1.0-1.2 20-25 13-14 64-65 0.5-0.6 收到基低位发热量(kcal/kg) 空干基高位发热量(kcal/kg)煤粉细度(R75μm) 5500-5900 6400-6500 7-10对于高灰份、低挥发份的煤，煤粉燃尽时间长、着火温度高，因此必须通过增加煤粉研磨细度来改善煤粉的燃烧情况，缩短煤粉燃尽时间。

在使用该种煤的过程中，因煤的易磨性的问题，有时煤粉细度不能达到预期要求，使得烧成上出现两种截然不同的情况，以下分两种情况来叙述：1.1、煤粉细度R75μm为7%：煤粉细度达到预期要求。

窑头煤粉燃烧快速完全，且因此而窑尾温度控制较低，故预热机结料少，窑内通风良好。

1.2、煤粉细度R75μm为10%以上：煤粉粗且固定炭含量高，致使窑头煤粉燃烧速度较慢且不完全，火焰黑火头长,火焰长度长，窑内形成还原气氛。

根据生产实践中产生和存在的问题，提出几个值得注意的问题，与广大水泥工作者共同探讨。

1 吨熟料生料喂料量与吨熟料生料消耗量新型干法的熟料成本计算是一个值得注意的问题，如概念不清楚，将直接影响企业成本的计算及经济效益的真实性。

一般设计院给出的吨熟料生料理论料耗都在1.50t生料／t熟料左右，但多数企业通过调查和了解认定的吨熟料生料料耗多在1.61～1.62之间。

因此，企业中控室按l.61～1.62t的生料给料量进行喂料设定。

如2500t／d生产线每小时生产熟料lOOt，则每小时的生料给料量设定值为162t。

长时间以来企业在生产上并没有发现熟料和生料的盘盈或盘亏，而且也发现如果生料喂料量不给到1.62t，就不能生产出1吨熟料。

一般企业对出窑熟料没有直接计量，熟料的产量是以水泥产量的多少反推熟料产量；而生料的库存量也难以通过计算的办法进行准确计算。

因此导致企业的生料量和熟料产量之间1.62的比例关系在一定时期内也没有发现有什么不准确的地方，企业的生产就在这种不确定的比例关系中以次类推地进行下去，生料车间则按吨熟料消耗l.62t的生料指标向公司报产计奖。

生产经验告诉企业工作者，如果生料喂料量低于1.62t就不能生产出lt熟料。

这就要问：设计给出的熟料理论料耗为1.50t，实际料耗为l.62t，其中是什么原因造成实际料耗与理论料耗存在如此大的差距，也就是说每小时生产100t熟料，理论料耗为l50t，而实际给料量为l62t，两者相差12t，一天内两者相差为288t，一年相差量约达9万t。

生料的制造成本约在25～30元／t，一年间的成本费用增加大致在250万元左右，如果是5000t／d生产线，这之间的成本费用增加可达500万元。

新型干法生产线与机立窑不同，机立窑含煤生料是以成球的形式喂入立窑，但新型干法是以粉状物料喂入预热器。

由于预热器一级筒的收尘效率一般在94％～95％左右，故喂入的生料在进入一级筒后，同时有5％～6％的生料被窑尾风机抽走，进入电收尘器或袋收尘器回收，回粉由生料提升机重新进入生料均化库。

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。

优质熟料主要特征是C3S+C2S矿物含量高，碱含量低，矿物晶粒粒径较细小均匀，发育良好，当生料工艺质量参数和粉磨细度、颗粒粒径分布、化学成分、有害成分、率值等保持稳定不变的情况下，回转窑煅烧操作热工制度和煅烧温度、升温速率、峰值温度、保温时间、窑速和冷却速率等就决定了熟料硅酸盐矿物C3S和C2S的含量和活性，熟料中阿里特晶体尺寸发育大小，主要决定于水泥生料的易烧性和窑的煅烧操作热工制度的稳定。

因此，回转窑的煅烧操作热工制度对硅酸盐水泥熟料煅烧质量产生重要影响，以下结合煤质，火焰形状和温度，熟料和煅烧温度，烧成带长度，窑型规格，窑速、升温速率和冷却速率等对熟料煅烧质量的影响作一初步探讨。

一、煤质的影响一般回转窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%，挥发分V在18%~30%，发热量QDW≥5000kcal/kg，煤粉细度要求控制在8%~15%，实际上，我国当前由于优质煤炭供应紧张且价格较高，许多厂家实际达不到这一要求，由于煤粉燃烧后灰分全部沉落在烧成带的熟料颗粒表面上，造成熟料颗粒表面富硅化，从而改变熟料表层矿物成分，C3S含量下降，C2S 含量上升，从而影响熟料质量，当前相应的对策措施，一是适度调整增加干法窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量，其比例控制在6:4左右，以增加分解炉中煤灰分与灼烧生料的混合程度，降低窑头煤灰对熟料质量的负面影响；二是采取窑尾分解炉与窑头喂煤质量分别控制，分解炉喂低热值煤，窑头喂高热值煤，可降低劣质煤对窑头熟料质量的不利影响。

二、火焰形状和温度的影响火焰形状的调节一方面取决于煤粉的热值、灰分、细度和挥发分的大小，另一方面还取决于一次风的风速和风量大小，即窑头燃烧器的规格和性能，调整好窑火焰长度也就是调整好烧成带长度，也即调整控制了熟料在高温烧成带停留时间，火焰形状和长度影响到熟料中C3S 矿物的晶粒发育大小和活性。

因此，在烧高强优质熟料时，必须调整火焰长度适中，既不拉长火焰使烧成带温度降低，也不缩短火焰使高温部分过于集中，从而烧垮窑皮和耐火砖而不利于窑的安全运转，回转窑内火焰形状粗细必须与窑断面积相适应，要求比较充满近料而不触料，正常形状保持其纵断面为正柳叶形状。

挥发分对煅烧的影响挥发分过低，着火缓慢，形成的“黑火头〞过长，且焦炭粒子较致密，燃烧缓慢，使火焰拉长，降低了火焰温度，对熟料质量不利；挥发分过高>30％的煤喷入窑内后，挥发分很快分解燃烧，形成的“黑火头〞短，且别离出来的焦炭粒子多孔，因此焦炭燃烧较快，使火焰过短、热力过分集中，损坏窑衬，物料在高温带停留时间过短，对煅烧不利，且煤的挥发分过高时，在进行烘干和粉磨时，会有一局部挥发分逸出，造成热损失，易发生爆炸。

煤粉中的水分对煅烧的影响煤粉中的水分，燃烧时生成水蒸气，水蒸气在燃烧中的作用目前存在争议，有人认为完全枯燥的煤难以着火，认为燃料燃烧时，碳与氧不能直接进行反响，而首先是与活泼的OH-反响，生成CO 与CO2，持这种观点者认为，煤粉中含有少量水分1％~％对燃烧有利，分解后能增加碳的氧化反响速率。

也有人认为，水蒸气燃烧时进入火焰，会降低燃烧效率，增加燃料消耗量。

这是因为水蒸气进入火焰，必然消耗一局部热量使水蒸气升至火焰的温度，所以煤粉中水分含量越少越好。

煤粉中的灰分对煅烧的影响煤中的灰分一般在10%~35%，不参与燃烧，其成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO，最终灰分是和熟料结合在一起，共同形成了熟料，所以，在配料时应充分考虑灰分对熟料组成的影响；在选择燃煤时应充分考虑灰分多少对热值的影响。

煤粉煤粉的细度对煅烧的影响煤粉的细度，对燃烧过程有很大影响，应根据煤的质量确定煤粉的细度。

煤粉越细，外表积越大、越容易着火，燃烧迅速，形成的火焰短；反之，煤粉过粗，燃烧所需时间长，形成的火焰过长，对燃烧不利，不易燃烧完全，因此，挥发分高、灰分低的煤可以粗些；反之，应该细一些。

煤的细度控制要想获得充分燃烧和满意的燃烧效果，必须根据挥发分的含量来确定煤的研磨细度，一般90%~95%煤粉颗粒直径应小于90µm。

影响煤的燃尽时间的因素主要有炭粒的空隙率〔取决于煤的种类、炭粒粒径、燃烧环境的氧含量和环境温度等。