淺析兩擋窯的操作方法

閻貴柱，王洪霞

近年來隨著水泥工藝技術理論的發展，二擋窯以其綜合能耗低、煅燒質量好、投資成本少的特點，逐漸被水泥行業認可和接受。但兩擋窯也極易出現窯功率偏高、窯前跑生料、窯速無法提高、熟料質量不易控制等問題。本文主要針對中材裝備集團有限公司研發生產的?4.4m×52 m兩擋短窯的操作程序、注意事項等要點作一介紹。

1 烘窯點火

（1）對于新窯而言，回轉窯在正式投料運行之前，要對熱工系統進行烘干。在回轉窯升溫過程中，燃燒器是系統中唯一工作設備，所以燃燒器的使用參數很重要。以下各參數控制范圍僅針對中材裝備集團熱工公司所供燃燒器產品而言，僅供參考。

TCNB型燃燒器：軸流風壓力：40000～80000Pa；旋流風壓力：10000～20000Pa；冷卻風壓力：600Pa；油槍冷卻風：閥門開度10%～20%。

TCNB-S型燃燒器：軸流風壓力：40000～80000Pa；內、外旋流風壓力：10000～20000Pa；油槍冷卻風：閥門開度10%～20%。

圖1 烘窯曲線

表1 轉窯制度

（2）升溫過程中，通過一次風用量控制好火焰形狀及燃料燃盡率，防止燃燒不充分系統冒黑煙，利用點火煙囪帽開度控制系統拉風消除此現象。隨著系統溫度的升高，冷卻機固定室風機開啟，通過閥門或者轉速調整提供燃燒用風，保證窯內溫度場分布合理，防止出現局部高溫，從而使窯襯能夠均衡升溫烘干。操縱員應嚴格按照升溫曲線控制燃油用量，確定合理的油煤混燒溫度點，以期實現耐火襯料烘干效果好的同時燃油使用量經濟合理的目標，圖1為升溫曲線。

2 系統的投料試運行

（1）當耐火材料烘干完成后繼續升溫至窯尾溫度700～800℃時，啟動窯主減速機稀油站組，窯由輔助傳動運轉改為主傳動運轉，在最慢轉速下（0.4～0.6r/min）連續轉窯。

（2）加料前應隨時注意C1筒出口溫度，不應超過420℃，防止入排風機廢氣超溫。當溫度超限時通過煙囪帽開度控制入排風機進口溫度，此時因無粉塵，不便開啟管道噴水系統；投料前預熱器應自上而下用壓縮空氣吹掃一遍，防止升溫過程中煤粉沉積造成投料后預熱器堵塞。低產量運行時應1h吹掃一次，穩定生產時2h吹掃一次。

（3）投料后燃燒器一次風量逐漸增加，直至達到正常工作參數，即軸流風風壓：50～70kPa；旋流風風壓：15～25kPa；冷卻風風壓：800～1200Pa；中心風閥門開度：10%～20%。中控操作人員在遵循上述參數操作的同時還應根據實際情況適當調整。

（4）窯尾煙室廢氣溫度控制。投料前應以窯尾廢氣溫度為準，按升溫制度調整加煤量。投料初期可控制在1000～1100℃范圍內，當尾溫超過1150℃時，窯頭加煤必須及時采取調整措施，減少喂煤量。

（5）窯速控制（表1）。點火后當窯尾廢氣溫度達150℃以上時，開始間斷轉窯，窯尾溫度達到800℃以上時，按電氣設備允許最低轉速連續轉窯，在加料前窯速加快到1.0r/min。當生料進入燒成帶即可開始掛窯皮，此期間按窯內溫度和窯內情況調整窯速，一般調整范圍為2.0～3.0r/min。窯皮掛好后可適當加快窯速到3.0～4.0r/min，并加大喂料、喂煤量。當窯產量達到接近設計指標時，窯速應達到3.5～4.5r/min左右。掛窯皮期間，整體原則上窯溫應偏高控制，物料的耐火度要均衡穩定，投料量控制在正常喂料量的70%左右，窯速偏中速控制，燃燒器保持偏短火焰、高火力強度，掛窯皮時間一般控制在3d左右即可，在這樣的條件下才能形成堅固、穩定的窯皮。

（6）燒成帶筒體表面溫度應控制在350℃以下。一般情況下超過330℃時應及時開啟筒體冷卻風機冷卻，如超過380℃應加強監視，這時可能有紅窯危險。因筒體溫度高，燃燒器應及時降低一次風的用量，降低火焰強度補掛窯皮。

（7）投料后生料從C1級預熱器到窯尾只需30s左右的時間，在加料最初1h內要嚴密注意預熱器各翻板閥門在溫度變化后的閃動情況，發現閃動不靈活或出現堵塞征兆要及時處理。為慎重起見，初次點火時第一個生產班次各級旋風筒的翻板閥都應設專人看管，及時調整重錘位置或定時人工閃動閥門以幫助排料。此后預熱器系統如無異常則可按正常巡檢制度檢查，其中旋風筒錐體是最易堵塞部位，更應引起重視。加料初期可適當增加旋風筒循環吹堵的吹掃密度和吹掃時間，以后逐漸轉為正常。一般情況下，開始加料約20min后，感覺到料粉快到燒成帶后段時，可根據實際情況調整窯速，以免生料竄出。此階段觀察窯內情況應避免返火灼傷。

（8）當熟料出窯后，二次風溫升高，窯頭火焰順暢有力，此時應注意窯電流變化，可適當減煤加窯速，燃燒器應逐漸增加一次風量，增加對二次風的卷吸，強化煅燒。

（9）當篦冷機一室篦下壓力逐漸升高時，應加大各室風機入口的閥門開度。此時提醒操作者注意：熟料到達冷卻機哪個風室，就應加大哪個風室的鼓風量，并利用窯頭排風機入口閥門開度調整窯頭罩負壓在20～50Pa范圍內（圖2）。

（10）初次投料時，由于設備處于磨合期，易發生各種設備、電氣故障。此時應沉著冷靜及時止煤、止料，保護設備和人身安全。

3 系統的正常生產操作

二擋窯正常操作思路與三擋窯基本相同，大體上可以概括為：三固、四穩、六兼顧。

（1）三固:固定窯速，固定喂料量，固定篦冷機篦床上料層厚度。

（2）四穩：穩定C5出口氣體溫度（分解爐喂煤），穩定預熱器排風機轉速（高溫風機），穩定燒成帶溫度（窯頭喂煤），穩定窯頭負壓。

（3）六兼顧：兼顧窯尾O2含量及氣流溫度，兼顧C1出口溫度及壓力，兼顧分解爐內溫度及壓力，兼顧回轉窯筒體表面溫度，兼顧篦冷機廢氣量，兼顧廢氣處理及收塵系統。

（4）燒成操作，最主要就是使風、煤、料達到最佳配合比。具體指標是：窯頭煤比例：35%～45%，煙室O2含量2%～3%，CO含量＜0.3%；分解爐煤比例65%～55%，分解爐出口溫度 860～890℃；C1出口 O2含量3.5%～5%，溫度280～310℃。頭尾煤的喂煤比例對兩擋窯操作十分重要。

（5）燒成帶溫度的控制。試生產初期，操作員在屏幕上看到的參數只能作為參考，中控員應多與窯頭崗位人員聯系，確認燒成帶溫度的實際情況。燒成帶溫度高低，主要判斷依據有：a煙室溫度情況；b窯電流情況；c高溫工業看火電視反映情況。操作員應能用肉眼熟練觀察燒成帶溫度，同時依據其他窯況作為輔助條件，區別特殊情況。例如，當窯內通風不良或黑火頭過長時，尾溫較高，而燒成帶溫度不一定高。燒成帶溫度高，窯電流一般會變大，但如果窯內物料較多，則電流也較高。而燒成帶溫度過高，物料燒流時，窯電流反而下降（圖3）。

表2 二、三擋窯熟料強度對比

（6）高溫風機出口負壓的控制：用窯尾大布袋排風機入口閥門開度來控制高溫風機出口負壓為200～300Pa。

（7）煙室負壓的控制：正常值為100～500Pa。由于該負壓值受三次風、窯內物料、系統拉風等因素的影響，應勤觀察，掌握其變化規律，更好地判斷窯內煅燒情況。

4 兩擋短窯相對于中長窯操作控制及其他配置不同點

（1）分解率控制較高，一般應＞95%，根據實際情況可能控制達98%。這是因為兩擋窯的筒體長度縮減后，相對于中長窯，物料在分解帶和過渡帶停留時間變短，物料的預燒不好，所以要求強化物料在分解爐內的預分解，這樣才能滿足物料在燒成帶的正常煅燒。從這個角度來看，相對于中長窯，兩擋窯的尾煤量相對較大，所以頭、尾煤的比例在實際操作中要靈活掌握，切忌依靠加大頭煤量頂火煅燒，造成諸如煙室溫度更高、結皮更多、長厚窯皮、結圈、結蛋等工藝事故。

（2）煙室溫度高。短窯相對于中長窯煙室溫度要高得多，尤其煤粉質量差、頭煤用量偏大時更高，各個現場因物料成分不同，煙室結皮程度也不同。但不管何種情況造成煙室溫度高時，必須加強煙室、縮口等部位結皮的清理工作。操作員在操作中，要密切關注煙室壓力、分解爐出口壓力的變化趨勢。當壓力變化明顯時，應及時通知崗位工到現場檢查結皮部位，及時清理，保證系統正常通風。對于短窯來說，因煙室溫度很高，煤粉的燃盡顯得更加重要，如果煤粉不能及時燃盡，帶來的危害將更加突出，所以煙室氣體分析儀能否正常使用對短窯至關重要。

（3）兩擋窯不適合煅燒“耐火”物料，所以短窯配料中應充分考慮物料易燒性對短窯煅燒的影響。根據原材料情況，應選擇適中飽和比、適中硅酸率的配料方案，這樣的生料易燒性較好、結粒好，更有利于實現高產、優質的控制目標。生產線設計時，原材料選擇應根據短窯特點，不宜選擇含結晶硅高的材料，如高硅石灰石、河砂、硬質砂巖等。在生料粉磨工藝上應嚴格控制生料細度，尤其是0.2mm篩篩余量的控制，0.2mm篩篩余過高時，將對物料的煅燒、結粒造成嚴重影響。

（4）對中控操作員的應變能力要求較高。兩擋窯的窯體縮短后，窯內抗窯尾波動的能力變弱，窯內發生變化時間提前、縮短，所以相比較而言，短窯操作對操作員的能力要求較高。因窯內燒成帶長度相對于中長窯無變化，窯況變化后物料進燒成帶的時間縮短。當尾溫波動較大、物料變化時，窯電流會在短時間內有較大波動，中控應及時降低喂料量、調整窯速，保證燒成系統熱工制度穩定。因此，中控操作人員需要加強觀察、不斷總結，以提高對窯況變化的預判能力和處理能力。

（5）兩擋窯內襯的合理配置。在窯體內襯配置上，兩擋窯過渡帶較短且距大齒圈傳動部位較近，此處溫度過高會對傳動機構造成不利影響，所以在過渡帶耐火材料的選擇上，應使用導熱系數較低的硅莫紅磚，不提倡使用鎂鋁尖晶石磚。鎂鋁尖晶石磚的導熱系數很大，一般在2.7W/m·K，有的甚至達到3.0W/m·K；硅莫紅1650和硅莫紅1680磚導熱系數要低得多，導熱系數一般在1.7W/m·K左右，遠遠低于鎂鋁尖晶石磚，因此使用硅莫紅磚部位的筒體溫度能夠降到320℃左右。

（6）加強篦冷機的運行管理。兩擋短窯出窯熟料溫度較長窯高，中控操作員在正確操窯的同時對篦冷機也應精心操作。相對于長窯來說，兩擋窯內的物料發粘，堆雪人幾率增大，燃燒器定位時不宜退出過多。篦冷機固定風室用風上需保證在斜坡上形成穩定的具有一定厚度的固定料層，一方面有利于二次風溫提高，另一方面有利于出窯大塊物料的輸送，防止形成堆積性雪人。

（7）熟料結粒對窯運行的影響。應減少窯前飛砂，提高熟料成球率。當物料飽和比、硅酸率偏高物料耐火時，系統飛砂大，熟料結粒不均勻，細粉偏多，不僅會造成窯電流偏高，也會使冷卻機的冷卻效果下降，直接影響窯的正常運行。因此，相對于中長窯，兩擋窯在操作上更應注意提高熟料的成球率，穩定窯況。

（8）表2的一組數據說明，總體上二擋窯熟料強度比三擋窯明顯提高。

5 結語

綜上所述，兩擋窯在窯筒體長度縮短、直徑增加的情況下，既有與傳統中長窯操作相通的地方，也有其顯著的特點。一方面應提高入窯前的分解率，另一方面應盡量減少窯前飛砂，控制粘散料的循環量，提高成球率，此外，還應加強對兩擋窯筒體表面溫度的控制等。■