窑与分解炉用煤量对熟料煅烧的影响

熟料煅烧质量的影响因素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。

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。

煤对窑的影响在水泥生产过程中，煤不仅作为燃料，而且成为水泥中的一种成分。

并且煤质的好坏直接影响水泥熟料的产量、质量以及企业的综合经济效益。

那么，掌握煤对窑影响方面的知识是绝对有必要的。

煤对窑内热工制度、熟料的产和质量影响较大的是：煤的发热量、灰分、挥发分、含水量、煤粉的细度以及碱、氯、硫的含量等。

1、煤的发热量（热值）的影响煤的发热量的高低直接影响到窑内的热工制度，影响窑内温度的高低，进而影响到C3S的形成，影响熟料的质量。

而影响热值的主要因素为灰分，灰分过高，热值低。

热值高的煤，在保证熟料质量和产量生产过程中，煤的使用量势必会减少，进而产生的灰分量的比例会减少，对熟料质量及回转窑的稳定运行影响就小。

反之，煤使用量的增多，燃烧过程中产生的灰分的比例增加，势必会影响熟料的质量及回转窑的稳定运行（灰分对熟料质量及回转窑稳定运行的影响，将在煤的灰分中做进一步解释）。

2、煤的挥发分的影响所谓挥发分即将煤隔绝空气加热到900℃左右，煤中的有机质和一部分矿物质就会分解成气体或者液体逸出，再减去煤中的水分。

当煤的挥发分Var<18%时，着火缓慢，形成黑火头过长，燃烧缓慢，降低火焰温度。

当煤的挥发分Var>18%时，由于挥发分会很快的分解燃烧，形成黑火头过短，物料在高温带停留时间短，对熟料的质量不利。

当煤的挥发分过高时，在进行烘干和粉磨时，会有一部分挥发分逸出，不但造成热量的浪费，且易发生爆炸事故，同时，挥发分加高的煤有更大的经济效益，用来生产水泥是不经济的。

3、煤的灰分的影响灰分是煤在彻底燃烧后剩下的残渣。

灰分的高低对煤的热值有着直接的影响。

灰分过高会导致煤的热值低，从而使烧成带的温度上不去，火焰发浑，飞沙料增多，窑况不稳，熟料产、质量下降；并且灰分高，产生灰分沉积及窑内液相量过早出现，引起窑内结圈、结蛋，严重影响窑内通风和大窑的安全稳定运行，进而引起篦冷机堆“雪人”，反过来有更严重地影响窑及预热器系统的稳定运行；再者，灰分过高，煤质差，造成相当部分的煤粉未完全燃烧。

分解窑操作中常见的几个问题和产生问题的原因,燃烧机(燃烧器)一、窑尾和预分解系统温度偏高1)核查是否生料kh、n值偏高，熔融相(ai203和fe203)含量偏低生料中是否si02比较高和生料细度偏粗。

如若干项情况属实，则由于生料易烧性差，熟料难烧结，上述温度偏高属正常现象。

但应注意极限温度和窑尾o：含量的控制。

2)窑内通风不好，窑尾空气过剩系数控制偏低，系统漏风产生二次燃烧。

3)排灰阀配重太轻或因为怕堵塞，窑尾岗位工把排灰阀阀杆吊起来，致使旋风筒收尘效率降低，物料循环量增加，预分解系统温度升高。

4)供料不足或来料不均匀。

5)旋风筒堵塞使系统温度升高。

6)燃烧器外流风太大、火焰太长，致使窑尾温度偏高。

7)烧成带温度太低，煤粉后燃。

8)窑尾负压太高，窑内抽力太大，高温带后移。

二、窑尾和预分解系统温度偏低1)对于一定的喂料量来说，用煤量偏少。

2)排灰阀工作不灵活，局部堆料或塌料。

由于物料分散不好，热交换差，致使预热器c，出口温度升高，但窑尾温度下降。

3)预热器系统漏风，增加了废气量和烧成热耗，废气温度下降。

三、烧成带温度太低1)风、煤、料配合不好。

对于一定喂料量，热耗控制偏低或火焰太长，高温带不集中。

2)在一定的燃烧条件下，窑速太快。

3)预热器系统的塌料以及温度低、分解率低的生料窜人窑前。

4)窑尾来料多或垮窑皮时，用煤量没有及时增加。

5)在窑内通风不良的情况下，又增加窑头用煤量，结果窑尾温度升高，烧成带温度反而下降。

6)冷却机一室篦板上的熟料料层太薄，二次风温度太低。

四、烧成带温度太高1)来料少而用煤量没有及时减少。

2)燃烧器内流风太大，致使火焰太短，高温带太集中。

3)二次风温度太高，黑火头短，火点位置前移。

五、二次风温度太高1)火焰太散，粗粒煤粉掺人熟料，人冷却机后继续燃烧。

2)熟料结粒太细致使料层阻力增加，二次风量减少，风温升高大量细粒熟料随二次风一起返回窑内。

3)熟料结粒良好，但冷却机一室料层太厚。

八大因素影响回转窑煅烧物料的质量研究表明回转窑设备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，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S矿物的晶粒发育大小和活成带停留时间，火焰形状和长度影响到熟料中C3性。

熟料燃烧过程原煤使用控制高硫煤一、高硫煤对熟料燃烧的影响1、熟料质量下降由于煤中的含硫量高，在烧成过程中液相会提前出现，而且液相量大大增加，在这种情况下如果生料中Fe2O3.AI2O3含量不合理，C3S形成过快，部分C2S 尚未来得及吸收CaO形成C3S便被包裹在C3S晶体中,导致熟料中C3S含量偏低，同时较高的S03存在势必争夺部分CaO而形成CaS04,使熟料的实际饱和比降低若配料时再按常规计算，则保证生成C3S的CaO量就显得相对不足。

致使熟料中C3S含量进一步偏低，导致熟料强度的降低，同时当S03含量较高时,容易与熟料中的C3A,反应形成易于膨胀的单硫型水化硫铝酸钙(CaO∙AI2O3∙CaSO4∙31H2O)造成水泥熟料强度的降低。

由于高硫煤的燃点高，易燃性差，燃尽率低的特点，将会出现分解炉燃烧不完全的情况，分解炉缩口及出口结皮较多，减小了系统通风量，造成了尾煤不完全燃烧，窑内因通风量减小而产生还原气氛，使Fe2O3还原成FeO也会液相提前出现，物料容易在窑内结大球和产生黄心料，为确保尾煤的完全燃烧，除加强对系统结皮的清理外，还应适当加大窑内通风。

2、窑尾结皮在使用高硫煤以前，由于原材料中有害元素偏高，在熟料中硫碱比过高后，以S03为主的有害元素在窑尾大量富集生成CaS04和K3Na(S04)2等矿物，形成大量比较坚硬结皮。

3、窑前飞砂料和篦冷机"雪人〃由于硫碱比例增加，窑系统内S03相对过剩降低了液相黏度和液相表面张力，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内难以形成较大颗粒，产生大量细粉料。

另外由于窑尾结皮严重，窑内通风严重受阻，造成严重的短焰急烧，熟料表面液相黏度小，难以将物料黏结成粒也使得飞砂料大量增加。

同时飞砂料的形成后，在严重的短焰急烧造成窑前温度很高的情况下，易形成"雪人〃。

4、熟料产量下降为了确保熟料质量合格，减少黄心料，欠烧料，窑操只能用降低窑产量燃烧的方法。

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。

【节能】浅谈降低预分解窑熟料煤耗的措施在水泥生产过程中，煅烧熟料的煤耗至少占熟料生产成本的60％，所以降低熟料煤耗对水泥企业具有现实的生产意义。

本文根据笔者在水泥企业20多年的生产实践经验，就水泥企业煤耗高的诸多原因进行了比较详细的分析，并给出了相应的技术处理措施，供参考。

系统废气量对熟料煤耗的影响及其处理窑内过剩空气系数是指窑内实际通过的空气量和煤粉燃烧需要的理论空气量的比值。

为了保证窑头煤粉能够完全燃烧，避免产生还原气氛，操作时就要适当增加窑内过剩空气系数。

但增加窑内过剩空气系数，窑内实际通过的空气量，会降低窑尾废气温度，影响预热器内物料的预热，造成熟料煤耗的增高。

根据水泥煅烧及燃烧理论，窑内过剩空气系数每增加1％，熟料标准煤耗大约增加1kg／t。

所以正常生产时，窑内过剩空气系数应该控制在1.05～1.10为宜，C1级预热器出口和分解炉出口浓度分别控制在1.5％～2.5％和1.5％一一2.0％。

系统的漏风量窑头密封系统漏人冷风，会直接影响煤粉的燃烧，降低火焰的温度和烧成带的温度，造成熟料煤耗的窑尾密封系统漏入冷风，会降低窑尾的废气温度，影响各级预热器内物料的预热和炉内物料的分解，同样造成熟料煤耗的增高。

2011年5月初，山东联合水泥有限公司的①4mx60m回转窑，因其窑头挡风板部分磨损脱落，密封摩擦片也有部分严重损坏，大量冷风从窑头密封系统进入窑内，造成熟料煤耗大幅度增高，熟料标准煤耗从原来的113kg／t升高到116kg／t，就此导致熟料生产成本增加2.40元／t，每天损失经济效益大约6700元。

6月利用停窑检修机会，修复了破损的挡风板、摩擦片，消除了窑头漏风的影响，熟料煤耗又降到正常生产水平。

另外，各级预热器的观察孔等部位的漏风，会增加预热系统的冷风量，降低废气温度，影响生料的预热效果。

各级预热器下料翻板阀的漏风，则会造成上、下级预热器的严重窜风，不但影响生料的预热效果，更影响生料的分离效果。

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。