1、窯外分解技術在中國出現已經四十多年了。技術已經很成熟。以至于如果有人說這個系統還可以進行優化時都很少有人相信。但是，按照任何技術都是在發展， 雖然窯外分解的基本理論是成熟的， 但是 其應用技術卻在日新月異的快速發展著。 對系統技術發展方面的論述， 我的觀點 已在“水泥熟料燒成系統優化升級的技術措施” 一文中介紹過了。 今天主要是講 操作方面的事情。細細分析起來，這項操作技術的產生應該追溯到 1995 年我們開始從事中小 型旋窯改造的時候。那時候因為生產線的能力都不大， 700t/d 的就是大生產線 了。當時很多生產線的熟料冷卻都是采用的單筒冷卻機。 在生產時， 窯頭罩都是 正壓或是微正壓。 完

2、全負壓的很少。 有些工廠窯頭正壓到看火都需要拿著像盾牌 一樣大的看火鏡。 當時大家都不明白產生正壓的原因， 有些工廠甚至將高溫風機 的風量加大了一倍， 祈望將窯頭拉成負壓， 但是沒有作用， 反而使生產更不穩定 了。當時就有一些文章探討單筒冷卻機的規格和回轉窯規格的匹配問題， 希望通 過匹配來解決窯頭正壓問題。 也有一些工廠， 對窯頭罩進行了改造， 特別是窯頭 冷煙室的尺寸。 改造后確實有些效果， 但隨之帶來的是產量的影響。 我們在開始 從事旋窯改造以后，也研究了這種現象， 并在一些在水泥廠工作的專家的啟發下， 利用組合技術實現了窯頭罩的負壓工況， 并使旋窯的產量大幅度提高。 在這種情 況下逐漸

3、認識了系統空氣平衡和煙氣平衡的重要性以及其中的一些特殊關系。 真 正達到高峰的是利用這方面的技術解決了當時被稱為水泥行業老大難問題的河 北宣化水泥廠（今張家口金隅） 700t/d 生產線的達標問題。在以系統空氣平衡 為主要指導思想的基礎上， 沒有對系統進行大的改動， 只改了一些在他人看來無 足輕重的若干細節部位，就使這個建廠 10 年沒有達標的生產線，遠遠得超過了 設計產量而達到了 800t/d 。時至今日， 科邦公司已經完成了關于分解爐和篦冷機的優化操作的研究， 完 成了燒煤燃燒器的合理使用的研究， 同時完成了在 2500t/d 以下規模生產線應用 這項操作技術的工作。 并取得了顯著效果。

4、為了推廣這項技術， 近期將這項技術 總結并起了一個名字，開始給大家介紹。俗話說，三分技術七分操作。 一個技術設計好的燒成系統， 設計者如果不能 同時設計出相對應的合理的操作方法，那它就不會充分發揮出設計者期望的性 能。所以科邦公司在推出系統優化技術的同時也推出了這項操作技術。 希望它與 淄博科邦公司推出的其他技術一起， 為水泥熟料生產線再次降低熱耗， 減少有害 氣體的排放的技術進步做出一些貢獻。以下就是這項技術的介紹。技術簡介水泥熟料燒成系統的操作， 是直接關系到水泥質量和成本的重要工作。 因此， 掌握先進的、 正確合理的、 精準的、 高水平的操作技術是水泥廠中控工作的最重 要的任務。新型干法

5、水泥生產技術的核心是懸浮預熱和窯外分解技術。 因此，采用窯外 分解技術的燒成系統， 首先需要保證窯尾預熱器系統特別是分解爐的正常、 穩定、 高效的工作。 并使其最大限度的發揮預熱預分解作用。 而目前正在運行的新型干 法熟料燒成生產線，多年以來一直都是延續一種基本相同得原則和方法來操作。 這種方法在運行中的表現特點為：三次風管的閥門開度控制在 30-50% ，以加強窯內通風；噴煤管的火焰調 整為活潑有力，把噴煤管定位在第四象限，加強火焰對熟料的直接熱交換作用； 調節頭排風機的風量，把窯頭罩壓力控制在 -500pa 。隨著新型干法生產技術的進步和社會環境對節能減排和減少氮氧化物等有 害氣體排放要求

6、的不斷提高。 這種舊有的操作方法已經逐漸感到難以適應這些要 求。例如：控制窯內的煤粉在低過?？諝庀禂档墓r下燃燒（ 1.05 ），可以 減少氮氧化物的生成量， 減少系統脫硝的成本， 就是一個突出的例子； 很多窯如 果這樣操作，就會出現熟料呈現還原氣氛的現象，嚴重影響熟料質量。還有，將 噴煤管定位在中心以上位置， 使火焰的中心落點移動到窯尾， 可以使生料入窯后 快速通過過渡帶，進入燒成帶，這樣生料升溫速度快， CaO的吸收速度也越快， 越有利于 C3S 的形成。同時減少煤灰落入熟料的機率，提高熟料的質量。是將來 降低熱耗和運行成本的一種的操作方法。而目前的操作方法都較難做到這一點。淄博科邦熱工科

7、技有限公司， 在近二十年的旋窯改造工作中積累了大量的操 作經驗，特別是在針對大型的新型干法生產線，推出“熟料燒成系統優化升級” 技術的過程中， 在為很多工廠解決了一些運行中經常出現的工藝難題的同時， 配 套推出了新的操作方法 “精準平衡操作技術”（暫定名）。這項操作技術是建立在淄博科邦公司對燒成系統優化理論的基礎上。 其中科 邦公司創始人郭紅軍先生 關于分解爐的優化和操作 ；篦冷機的優化和操作 ； 燒煤燃燒器的合理使用 等系列講座中的理論解釋和對燒成系統的全面認識和 分析，為這種操作方法奠定了基礎。同時指導著這種種操作技術的合理應用?！熬珳势胶獠僮骷夹g”的核心是：以理論計算、數據分析為依據；以

8、系統空 氣平衡為前提（包括窯的煙氣平衡）；以保證分解爐用風（三次風）和燒成帶恒 溫煅燒為重點； 以窯頭罩的溫度、 壓力兩個數據為主要控制參數； 通過合理調整 窯頭噴煤管的四個風速和風量的匹配、 合理篦冷機的操作， 最終實現熟料燒成的 高質、高產、低消耗、低排放的目標。這項操作技術在系統運行參數中的表現特點為：三次風管的閥門開度在 85-100%；噴煤管定位在窯口中心線以上（ 0，10-50 ）；窯頭罩壓力儀表顯示值為“正壓”或“零壓”（根據窯頭罩的容積）。以理論計算、數據分析為依據，以系統空氣平衡為前提（包括窯的煙氣 平衡）采用這項技術進行操作之前 , 首先要進行系統分析計算。弄清楚系統中各部

9、 位的空氣來源和數量。弄清楚排出多余空氣的數量和能力以及排出煙氣的能力。 清楚篦冷機內零壓點的位置和對應的風機數量。制作簡單的平衡圖（見下）。然 后進行分析。懸浮預熱預分解系統的分解爐有三十幾種。這些分解爐由于結構不同、 規格不同或是結構相同參數不同，以及配套的噴煤管不同，其性能是不一樣的。 而且運行中需要的空氣量也不一樣。 以 5000t/d 的 D-D爐窯尾系統為例： 這種爐 型其過?？諝庀禂敌枰?1.15 。在產量達到 5700噸時，分解爐的用風量為132941m3/h 。進入分解爐時的工況風量為 603576m3/h 。按照此平衡數據計算，窯 內的煙氣量為 526683m3/h （工況

10、），窯尾煙室縮口的實際風速為 32-33m/s ；如 果在操作中將三次風管的閥門關到很小， 窯內的實際通風就更大了， 所以縮口的 風速就會更高。 這時如果窯尾煙室縮口的直徑是一樣的話， 分解爐內的氣體流場 就會因為三次風風速和風量脫離設計時的工況， 使分解爐不能按照設計參數來發 揮作用，使系統的能力受到了限制。系統中采用的篦冷機在冷卻風機的配套風量上也不一樣； 一般第三代篦 冷機的冷卻風量大約是 2.3nm3/kgcl 。而第四代篦冷機的冷卻風量僅有 1.5-1.8nm 3/kgcl 。這樣余風抽取口和煤磨抽風口的位置設置就應該不一樣。燒 成系統用風量和余風排風量的分界線（也即人們常說的篦冷機

11、的“零壓點”）就 不一樣了。如果“零壓點”內設置了取風口，那么在操作時就很難保證系統運行 時的燃燒空氣量。 即使“零壓點”在抽取口之內，如果冷卻風機的實際供風量 （閥 門開度或者轉速）不能達到設計要求，則“零壓點”就會向后移動到取風口的位 置。而這時仍然不容易保證系統用風。 或者是以高的用煤量來保證系統運行。 仍 以 5000t/d 的燒成系統為例：在產量達到 5700 噸時，熱耗 105kgce/tcl 時，需 要用的空氣量為 219888m3/h 。一般情況下，篦冷機的一段篦床配套風機有六臺， 其總風量基本正好滿足。但是在實際運行中，很多風機的進風口閥門開度只有 70-90%，或者是變頻器

12、的頻率調整在 45Hz 以下，這樣一來，一段的供風量就不 能滿足燃燒用空氣的要求了。 在這種情況下， 如果再繼續提高產量， 將會造成用 煤量大幅增加的現象 （有很多工廠的實際情況已經驗證了這一點） ，使熟料的熱 耗急劇增加。形成產量越高， 熱耗越高的現象。 而且還會因為煤粉不能充分燃燒， 容易造成質量不穩定的狀況。 所以，操作時就需要考慮如何用二段的風機來提供 風量的問題； 或者是提高噴煤管的供風量來保證空氣量。 但這樣做在實際操作時 一般的操作人員很難做到。對于小窯頭罩結構的系統來說， 由于其窯內用風和分解爐用風是分別從 篦冷機的不同位置引風的。 這樣就需要多考慮一種因素： 如果窯頭罩的尺寸

13、范圍 內的冷卻風機供風量不能滿足窯內煤粉燃燒的需要， 就需要調整三次風管的取風 口的位置， 或是調整三次風取風口的尺寸。 再或是關小三次風管閥門， 控制三次 風管在此范圍內的抽風量。 這樣一來， 系統地整體阻力就會增加， 高溫風機的實 際風量就會減少，電機的電流就會增大了；所以，一個設計合理的燒成系統除了預熱器、 分解爐設計合理之外， 還需要 窯頭罩結構、篦冷機的冷卻風機、余風排放口、三次風管直徑、送煤管道規格及 布置等等細節設計合理。 才能保證系統中各部件的能力充分匹配， 才能使操作人 員在采用合理的操作方法時， 使系統發揮出全部能力。 以理論計算、 數據分析為 依據，以系統空氣平衡為前提（

14、包括窯的煙氣平衡）來進行操作，就是讓操作者 在進行操作之前，就做到心中有數?？梢允瓜到y快速準確的進入到最佳狀態。以保證分解爐用風（三次風）和燒成帶恒溫煅燒為重點； 新型干法水泥生產技術的核心是懸浮預熱和窯外分解技術。 因此，采用窯外 分解技術的燒成系統， 首先需要保證窯尾預熱器系統特別是分解爐的正常穩定工 作。并使其最大限度的發揮作用。任何一個分解爐都是通過模擬試驗和工業試驗得出其性能得。 同時在實際應 用到生產線中去的時候， 都利用放大系數進行了修正。 即使這樣， 實際應用中也 會因為種種原因而與試驗數據有些差別。三次風大多數都是由窯頭罩的上方抽取， 也有從篦冷機的殼體上抽取的。 當 高溫的

15、二次風經過窯頭罩下部的煙室去往窯內和分解爐的時候， 回轉窯的通道阻 力要小于三次風管。 因此窯內的通風比較容易保證。 而分解爐就要難一些。 所以 為了保證預分解系統的作用， 首先要保證分解爐的用風， 這樣，三次風管的閥門 就應該盡可能的打開。但是，一般的燒成系統，如果打開的幅度超過60-70%，都會出現感覺窯內通風不足的現象。 所以，在操作中就需要有另外的操作來進行 相應的配合。以實現這種首先保證分解爐性能的操作方法。這樣操作的結果與以往相比， 增加了分解爐的用風量， 保證了分解爐內實際流 場更加接近設計的流場，保證并提高了分解爐的性能。三次風管閥門開大，有四點明顯的好處：三次風管的沿程阻力小

16、了， 降低了從窯頭罩到分解爐出口處窯、 爐兩個系 列的平衡壓力；三次風從窯頭罩到分解爐的輸送過程中， 溫度降會減少， 也就是進入分解 爐時的溫度會提高；三次風管閥門的磨損會減少；三次風管內的積灰減少甚至沒有積灰。 這些效果，都是生產管理者希望而以前無法做到的。已經有實驗證明， 分解爐的用風量和溫度增加后， 可以加快煤粉的燃燒。 當 減少了窯內的用風量后，可以不用采用拉大窯內通風來拉長噴煤管火焰的做法， 使火焰的形狀受外界（窯內通風）的影響小了。可以容易的調整火焰形狀，形成 “正常火焰煅燒”的鍛燒操作制度。研究水泥煅燒工藝的專家們發現， 水泥熟料的煅燒過程中， 在燒成帶形成恒 定溫度煅燒時，熟料

17、的各項指標是最好的?！罢；鹧妗钡臒芍贫龋梢允够鹧娴男螤罡右幷?，使火焰在長度方向 上的溫度差變小，可以接近恒溫度的工況， 最終形成了接近恒溫煅燒的工藝狀況。 而這種煅燒狀況， 正是優質水泥熟料燒成所需要的。 采用這種煅燒制度燒制出來 的熟料，質量穩定， 不容易出現游離鈣忽高忽低的大波動。 同時由于燒成帶溫度 穩定，熟料結粒好于其他幾種燒成制度下生成的熟料。以窯頭罩的溫度、壓力兩個數據為主要控制參數； 燒成系統在運行中，大約有 100 個左右的溫度和壓力數據（單雙系列不同， 不同類型篦冷機時亦不同）。這些運行參數分為兩類：控制參數、狀態參數。所有的控制參數都是需要在運行中進行控制的，并且有

18、直接對應的控制方 法。象窯尾煙室的溫度， 就是用窯頭噴煤管的加減煤量和風速、 位置的調節來直 接控制的。當然，入窯生料的溫度高低， 高溫風機拉風也會影響這個溫度的變化。分解爐出口的溫度， 就是用分解爐的用煤量來控制的。 一般情況下， 加煤就 可以提高溫度。但是，當選用不同類型的噴煤管之后，通過調整噴煤管的位置， 減煤也會使溫度升高。而狀態參數則不需要控制。 它只是顯示了某一部位的工作狀態。 比如旋風筒 錐體的壓力就是為了顯示這個部位是否發生了堵塞。 而通過對比旋風筒出口壓力 和錐體壓力， 則可以發現系統內漏風的情況。 這些參數的變化， 雖然沒有直接的 對應措施來控制， 但是可以通過其他的措施來

19、解決。 比如， 錐體壓力從負值變為 零壓力的時候，就可以用空氣炮吹堵，使其恢復到負壓值。窯尾煙室的壓力參數就是一個狀態參數， 其主要是用來判斷窯內的通風狀態 和窯內的某些工況。 如果壓力的負壓值增大， 就說明窯內通風阻力增大了， 實際 情況就有窯內結圈，結蛋等工藝故障也有比較特殊的參數，即屬于控制又屬于狀態的參數，象 C1 出口溫度。有 經驗的人員都會知道， 這個溫度的變化一是與預熱器的設計有關， 當預熱器的結 構確定之后， 這個溫度也基本就確定了。 二是與喂料量有關， 三是與分解爐用煤 量有關， 四是與窯頭噴煤管有關。 實際生產中， 這個溫度經常會因為窯頭噴煤管 的使用和調整發生變化。很多情

20、況下，當頭煤加多了的時候， C1的溫度也會很 快升高的；而有時候當噴煤管的位置調整后，這個溫度又會下降。所以，其具有 部分可控制成分。對于在生產中， 要控制好窯尾和分解爐的溫度的作法。 是眾所周知的。 這兩 個溫度，不管是多大規模的生產線， 均須控制在 1050 50和 88010的范圍 內。而對于窯頭罩的壓力和溫度 （二次風溫） 的控制， 則被大多數工廠放在了次 要一些的位置上。特別是當篦冷機的性能不是很好，或者是生料喂料量不穩定， 化學成分波動大的情況下，這兩個參數就更不被重視了。但是，不管從理論上還是實際生產中， 在窯頭罩上顯示出來的這兩個數據都 具有非同一般的重要意義。并應該在系統運行

21、時認真來進行控制。首先，這個點是整個燒成運行時煤粉燃燒用空氣的平衡點。 燒成系統煤粉燃 燒所需要的空氣，大約 93%都要通過窯頭罩（其余的通過噴煤管風機供給）。當 窯頭罩壓力數據穩定在 0 30pa 時（要真實數據。并與窯頭罩大小有關），就說明通過的空氣量是穩定的。 這樣煤粉燃燒的條件 （過剩空氣系數） 就能夠保 證。其次，當這個位置的溫度數據高 （最好是大窯頭罩的時候 1150）并穩定 時，系統的用煤量就可以減少。還有重要的一點是，這個溫度數據是篦冷機性能和熟料急冷效果的一個觀測 點。當二次風溫 1150（大窯頭罩）說明熟料的急冷效果是好的（合理檢測位 置）。反之則不夠好。所以，只有這兩個數

22、據穩定， 煤粉的燃燒條件和燃燒狀況才能夠穩定 （其它 條件不變時） 。系統的穩定運行才會有保障。 反之則很難穩定系統的其他運行參 數。并容易使系統出現窯內結圈、預熱器結皮堵塞等工藝故障。中空操作人員穩定這兩個參數的能力和水平， 也是評判篦冷機操作的一個重 要依據。而篦冷機的篦速、 篦床壓力， 都應該依此參數的穩定、 提高來進行調整。穩定這個參數的操作， 也將篦冷機供風風機的開度和頭排風機的操作關聯起 來。將煤磨的開停機關聯起來。 使窯頭部分的所有風機全部納入了一個完整的系 統，來保證系統空氣用量的精準穩定。 改變了人們原來為了發電而隨意調整頭排 風機的錯誤做法。也使人們在開停煤磨時要注意增加供

23、風量。在評價一個中空操作人員的水平時， 能否穩定這兩個數據， 并提高二次風溫 也是一個重要依據。關于噴煤管的調整 經過對上百種不同類型、 不同結構、 不同規格噴煤管的使用情況的分析和驗 算，淄博科邦總結推導出以下一些使用操作經驗： 噴煤管的性能是由噴煤管的四個風速和風量的合理匹配來實現的。 單 一的高風速，并不能實現噴煤管火焰在實際使用中的大推力； 好的噴煤管需要有合理的調節使用和定位； 高性能的噴煤管，一定要有參數合理的攏焰罩； 噴煤管的內、 外凈風和煤風的截面積， 一定要能夠在使用中進行調節。 而不能通過調節供風量來調節風速； 名義上的低氮燃燒器（僅一次風量 6%），很容易產生高的氮氧化物

24、 （短焰急燒窯前亮度高）。 長而均勻的火焰形狀，可以實現恒溫度煅燒。并可以形成厚薄均勻， 堅固結實的窯皮?？梢源蠓妊娱L耐火磚的壽命； 調整好并定位合理的噴煤管，可以在生料成分波動比較大，合格率比 較低時，控制熟料的合格率達到比較高的水平。所以，在使用噴煤管之前，詳細了解噴煤管的結構，并進行測量、計算；弄 清楚噴煤管凈風機和煤風機的參數和管道直徑并經行計算。 進行噴煤管性能的分 析，才能合理的調整噴煤管個風速的匹配。使噴煤管的性能發揮到更好。噴煤管定位在窯口中心線以上， 是根據回轉窯內傳熱有三種熱交換方式 傳導、對流、輻射的原理以及回轉窯的長度直徑比在 10-12 （短窯）比較合理 的原理來確

25、定的。將噴煤管定位在窯口中心線以上后， 一是可以最大限度的利用火焰燃燒的熱 氣流，對窯皮進行加熱。 在高溫窯皮轉到下方， 熟料堆積在上面與窯皮接觸沒有 相對移動的過程中時， 充分進行熱交換， 提高熱交換效率。 二是避免了火焰離熟 料太近, 煤灰容易落入熟料中形成還原氣氛的工況。三是火焰的前部熱氣流吹向 了入窯生料的上方 ,而不是正對著向前移動得物料 , 這樣使物料向前移動得速度 提高了。對于碳酸鈣已經分解了 85-95%的生料來說 , 在主要礦物 C3S穩定形成之 前，從窯尾到燒成帶的速度快了，升溫速度也就快。 CaO 的吸收速度也越快，越 有利于 C3S的形成。 CaO等新生態氧化物的活化能和反應活性得到充分而及時的 利用，在這種情況下所形成的熟料礦物結粒好， 多呈微晶和微孔結構。 不僅可以 穩定提高熟料質量和 28d 強度，而且易磨性獲得改善