淺談窯尾煙室結構及縮口直徑的重要性

于景民　石志剛　王　琦　谷春濤

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

淺談窯尾煙室結構及縮口直徑的重要性

于景民石志剛王琦谷春濤

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

文章對水泥生產線的窯尾煙室結構進行介紹，分析了窯尾煙室結構及縮口直徑對水泥生產線系統的影響，并強調了其重要性。

窯尾煙室結構；縮口直徑；分解爐

對于一條成型的水泥生產線，窯尾煙室結構及與分解爐銜接縮口直徑，以下統稱窯尾煙室縮口直徑，即圖1中尺寸A直接影響到分解爐和回轉窯安全、穩定、高效地運行。因此深入研究窯尾煙室結構及窯尾煙室縮口直徑對分解爐、窯煅燒的影響規律，有很重要的現實意義。

圖1　窯尾煙室結構

首先，在整個生產線系統所處的結構位置上，窯尾煙室是物料經過整個預熱器及分解爐系統進入回轉窯的“咽喉要道”。在預熱器內經過熱交換進行預分解的物料經五級旋風筒下料溜管通過窯尾煙室進入回轉窯內，同時，經過回轉窯內高溫煅燒的熱風通過窯尾煙室進入分解爐內。進入分解爐內的高溫熱風不僅為分解爐的物料分解提供部分分解能源，而且在窯尾煙室縮口處因產生噴騰效應從而直接影響到分解爐內物料的分解及煤粉的燃燒效果。因此，窯尾煙室是整個系統中重要的氣、料的交匯點。其次，窯尾煙室的結構形式對整個生產工藝也有很大的影響。

1　縮口尺寸A

縮口尺寸A是預熱器系統中重要尺寸之一，它的大小對系統有顯著的影響：

影響到分解爐底部噴騰作用，決定分解爐風、煤、料混合效率；影響到三次風與窯爐風的平衡調控，具有平衡窯爐、三次風的作用；影響到進入分解爐內熱風的風速，從而影響到分解爐內是否有塌料現象；影響到分解爐內的溫度場以及物料、煤粉在爐內的停留時間，進而影響到物料的分解率以及煤粉的燃燼性；影響到分解爐的系統阻力。

2　截面尺寸B

在近十多年生產實踐中，發現截面尺寸較大的煙室能夠在穩定系統，降低二次揚塵，減少結皮的方面起到一定的積極作用。這也是近年來無論是新設計還是改造項目，煙室主尺寸均有擴大趨勢的根本原因。

3　咽喉尺寸C

此處為預分解物料入窯、窯內高溫二次風入預熱器系統的咽喉要道。由于受到窯尾密封裝置的尺寸限制，此處往往很難有大的調整余地。壓低減少

下料舌頭與后窯口的間距，擴大此處的有效通風面積，同時需兼顧物料入窯的順暢程度，防止后窯口堆料、漏料、二次揚塵。此處的設備結構型式也由最初的“簸箕”型式向多面圓弧型式進化。合理的擴大此處尺寸，對改善窯內通風，保持火焰順暢，煅燒工況，防止結圈（皮），提高熟料質量均有一定的積極作用。

河南省曾有一家于2005年建成投產的日產5 000t的窯外分解窯生產線，分解爐出口負壓高于2 000Pa，分解爐前面三次風管、回轉窯、窯尾煙室、主爐、預燃爐總有阻力較大的地方，這種現象持續了近半年之久，嚴重影響了整個生產線系統的運轉情況。后來經過分析檢測反復查找，發現經過窯尾煙室縮口進入分解爐內的含塵氣體濃度嚴重超標。于是利用一次較長時間的停窯機會，現場人員進入到窯尾內部進行檢查，發現五級旋風筒下料溜管與窯尾煙室斜面交匯處由于長期結皮和沖刷的作用，出現了一個小平臺，正是由于物料沖擊這個小平臺并在進入分解爐熱風的作用下，導致一定量的物料進入到分解爐內，從而使分解爐和預熱器構成的內循環量過大，造成分解爐出口負壓過大，影響到系統的穩定，同時熟料的產量和質量也受到嚴重影響。后來經公司研究決定，將窯尾煙室縮口直徑從2.1 m改為2.3m，煤粉一直采用揮發分較低的煤。在風量不變的情況下分解爐出口負壓降低到1200～1 300Pa，以上其他現象也都得到了很大的改善。

通過這一實例，我們也可以看出窯尾煙室結構特別是縮口直徑對系統影響是如此之大。其實出現這種情況，正是由于在早期設計窯外分解系統時，特別是確定窯尾煙室縮口直徑的大小時，為了防止系統塌料和提高分解爐的混合效率，設計的窯尾煙室縮口直徑的尺寸偏小，兼之在實際生產中，此處氣體溫度高，易結皮，導致窯尾煙室縮口尺寸更小，這樣雖然提高了通過窯尾煙室縮口的風速，但也影響了系統阻力，同時對分解爐煤粉的燃燒、物料的分解也都產生了不利的影響。

當窯尾煙室結構以及縮口直徑變大時，分解爐出口負壓必然降低，通過窯尾煙室縮口的風速降低，因此系統整體阻力降低。

隨著水泥行業的不斷發展與進步，人們對整個水泥生產線系統有了更深入的研究和認知，普遍意識到窯尾煙室結構及縮口直徑的重要性。在相同產量同種爐型的情況下窯尾煙室結構及縮口直徑存在擴大的趨勢。因為窯尾煙室結構及縮口直徑的擴大不僅使煤粉燃燒的更加充分，提高煤粉的燃燼性，同時還能提高物料的分解率，不僅使生產系統能適應各種煤種，還能提高窯產量，也為整個生產線煤耗以及電耗的有效降低提供了良好的條件。

［1］劉蘭香，周道國，王學軍，吳新瓊.對窯尾煙室進行技改提高系統產量［J］.水泥，2014，8.