淺談窯尾煙室結(jié)構(gòu)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(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

淺談窯尾煙室結(jié)構(gòu)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(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

文章對水泥生產(chǎn)線的窯尾煙室結(jié)構(gòu)進行介紹，分析了窯尾煙室結(jié)構(gòu)及縮口直徑對水泥生產(chǎn)線系統(tǒng)的影響，并強調(diào)了其重要性。

窯尾煙室結(jié)構(gòu)；縮口直徑；分解爐

對于一條成型的水泥生產(chǎn)線，窯尾煙室結(jié)構(gòu)及與分解爐銜接縮口直徑，以下統(tǒng)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(zhuǎn)窯安全、穩(wěn)定、高效地運行。因此深入研究窯尾煙室結(jié)構(gòu)及窯尾煙室縮口直徑對分解爐、窯煅燒的影響規(guī)律，有很重要的現(xiàn)實意義。

圖1　窯尾煙室結(jié)構(gòu)

首先，在整個生產(chǎn)線系統(tǒng)所處的結(jié)構(gòu)位置上，窯尾煙室是物料經(jīng)過整個預(yù)熱器及分解爐系統(tǒng)進入回轉(zhuǎn)窯的“咽喉要道”。在預(yù)熱器內(nèi)經(jīng)過熱交換進行預(yù)分解的物料經(jīng)五級旋風(fēng)筒下料溜管通過窯尾煙室進入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，同時，經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫煅燒的熱風(fēng)通過窯尾煙室進入分解爐內(nèi)。進入分解爐內(nèi)的高溫?zé)犸L(fēng)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(chǎn)生噴騰效應(yīng)從而直接影響到分解爐內(nèi)物料的分解及煤粉的燃燒效果。因此，窯尾煙室是整個系統(tǒng)中重要的氣、料的交匯點。其次，窯尾煙室的結(jié)構(gòu)形式對整個生產(chǎn)工藝也有很大的影響。

1　縮口尺寸A

縮口尺寸A是預(yù)熱器系統(tǒng)中重要尺寸之一，它的大小對系統(tǒng)有顯著的影響：

影響到分解爐底部噴騰作用，決定分解爐風(fēng)、煤、料混合效率；影響到三次風(fēng)與窯爐風(fēng)的平衡調(diào)控，具有平衡窯爐、三次風(fēng)的作用；影響到進入分解爐內(nèi)熱風(fēng)的風(fēng)速，從而影響到分解爐內(nèi)是否有塌料現(xiàn)象；影響到分解爐內(nèi)的溫度場以及物料、煤粉在爐內(nèi)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(tǒng)阻力。

2　截面尺寸B

在近十多年生產(chǎn)實踐中，發(fā)現(xiàn)截面尺寸較大的煙室能夠在穩(wěn)定系統(tǒng)，降低二次揚塵，減少結(jié)皮的方面起到一定的積極作用。這也是近年來無論是新設(shè)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(yù)分解物料入窯、窯內(nèi)高溫二次風(fēng)入預(yù)熱器系統(tǒng)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(diào)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(fēng)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(shè)備結(jié)構(gòu)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(nèi)通風(fēng)，保持火焰順暢，煅燒工況，防止結(jié)圈（皮），提高熟料質(zhì)量均有一定的積極作用。

河南省曾有一家于2005年建成投產(chǎn)的日產(chǎn)5 000t的窯外分解窯生產(chǎn)線，分解爐出口負壓高于2 000Pa，分解爐前面三次風(fēng)管、回轉(zhuǎn)窯、窯尾煙室、主爐、預(yù)燃爐總有阻力較大的地方，這種現(xiàn)象持續(xù)了近半年之久，嚴重影響了整個生產(chǎn)線系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況。后來經(jīng)過分析檢測反復(fù)查找，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過窯尾煙室縮口進入分解爐內(nèi)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(xiàn)場人員進入到窯尾內(nèi)部進行檢查，發(fā)現(xiàn)五級旋風(fēng)筒下料溜管與窯尾煙室斜面交匯處由于長期結(jié)皮和沖刷的作用，出現(xiàn)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(fēng)的作用下，導(dǎo)致一定量的物料進入到分解爐內(nèi)，從而使分解爐和預(yù)熱器構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)量過大，造成分解爐出口負壓過大，影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定，同時熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量也受到嚴重影響。后來經(jīng)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(fā)分較低的煤。在風(fēng)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(xiàn)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(jié)構(gòu)特別是縮口直徑對系統(tǒng)影響是如此之大。其實出現(xiàn)這種情況，正是由于在早期設(shè)計窯外分解系統(tǒng)時，特別是確定窯尾煙室縮口直徑的大小時，為了防止系統(tǒng)塌料和提高分解爐的混合效率，設(shè)計的窯尾煙室縮口直徑的尺寸偏小，兼之在實際生產(chǎn)中，此處氣體溫度高，易結(jié)皮，導(dǎo)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(fēng)速，但也影響了系統(tǒng)阻力，同時對分解爐煤粉的燃燒、物料的分解也都產(chǎn)生了不利的影響。

當窯尾煙室結(jié)構(gòu)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(fēng)速降低，因此系統(tǒng)整體阻力降低。

隨著水泥行業(yè)的不斷發(fā)展與進步，人們對整個水泥生產(chǎn)線系統(tǒng)有了更深入的研究和認知，普遍意識到窯尾煙室結(jié)構(gòu)及縮口直徑的重要性。在相同產(chǎn)量同種爐型的情況下窯尾煙室結(jié)構(gòu)及縮口直徑存在擴大的趨勢。因為窯尾煙室結(jié)構(gòu)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(chǎn)系統(tǒng)能適應(yīng)各種煤種，還能提高窯產(chǎn)量，也為整個生產(chǎn)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(xué)軍，吳新瓊.對窯尾煙室進行技改提高系統(tǒng)產(chǎn)量［J］.水泥，2014，8.