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1、 第九章 预分解窑系统的调节与控制 第一节 调节控制的目的及原则 一、调节控制的目的 预分解窑生产过程控制的关键是均衡稳定运 转，它是生产状态良好的重要标志。运转不 能均衡稳定、调节控制频繁、甚至出现周期 性性的“恶性循环”，是窑系统生产效率低、工 艺和操作参数混乱的明显迹象。因此，调节 控制的目的就是要使窑系统经常保持最佳的 热工制度，实现持续地均衡运转。 二、一般原则 根据工厂外部条件变化 ,适时调整各工艺系统 参数 ,最大限度地保持系统“均衡稳定”的运转 ,不断提高设备运转率。 具体操作：“抓两头 ,保重点 ,求稳定 ,创全优” “抓两头” ，就是要重点抓好窑尾预热器系统 和窑头熟料烧成
2、两大环节 ，前后兼顾、协调 运转 ； “保重点” ，就是要重点保证系统喂煤、喂料 设备的安全正常运行 ，为熟料烧成的“动平衡 ”创造条件 ； “求稳定” ，就是在参数调节过程中 ，适时适 量 ，小调渐调 ，以及时的调整克服大的波动 ，维持热工制度的基本稳定 ； “创全优” ，就是要通过一段时间的操作 ，认 真总结 ，结合现场热工标定等测试工作 ，总 结出适合全厂实际的系统操作参数 ，即优化 参数 ，使窑的操作最佳化 ，取得优质、高产 、低耗、长期安全稳定文明生产的全面优良 成绩。 三、正常操作管理： 煤、风、料是影响分解窑系统热工制度的主 要因素，因此，在生产操作（调节控制）过 程中，确定煤、
3、风、料之间的关系并保持相 对稳定，避免大变动，从而稳定窑速，稳定 热工制度，是确保优质高产的关键。 在生产操作过程中，许多水泥厂总结出了适 合本厂实际的正常操作管理制度，较为典型 的是“三个固定，四个稳定，处理好五个关系” 。 三个固定：固定窑速；固定下料量；固定 冷却机的料层厚度。 四个稳定：稳定窑尾温度；稳定分解炉出 口温度；稳定系统排风；稳定预热器出口温 度。 五个关系：窑与炉的用风关系；新入生料 与回料均匀入窑的关系；窑与预热器、分解 炉、冷却机的关系；窑与煤磨的关系；主机 与各辅机的关系。 四、不正常操作要求 在生产过程中，由于设备故障或操作（调 节控制）不当等原因，经常会出现一些不
4、正 常情况，影响生产的正常进行，造成质量事 故甚至设备的损坏及人员伤亡等重大损失。 生产中出现故障或不正常情况时，体现在 热工参数的变化上。因此，在日常生产过程 中，要求操作人员必须密切注意生产运行参 数的变化，及时发现问题，并做出正确的判 断，采取相应措施，迅速排除故障，恢复正 常生产，确保人身及设备安全，将损失减小 到最低限度，避免造成重大损失。 第二节 预分解窑系统调节控制项目 新型干法窑在生产过程中需要控制的参数非 常多，过程控制也比较复杂。一般进行检测、 控制的在6065个之间，这些参数包括检测参 数和调节参数，多数为检测参数。在日常生产 过程中，需要重点监控并椐此进行故障或不正 常
5、情况判断的主要工艺参数有以下几类。 温度 烧成系统的测温点非常多，中控显示操作 屏上温度显示也非常多，但需要重点监控的温 度有： 烧成带温度 通常用比色高温计进行测量。该温度作为 监控熟料烧成情况的标志之一，由于测量上的 困难，往往只能测出烧成物料的温度，作为综 合判断的参考。 窑尾烟室温度 它连同烧成带温度一起表征窑内各带热力 分布状况，连同最上一级旋风筒出口气体温度 (或连同分解炉出口气体温度)一起表征预热器( 或含分解炉)系统的热力分布状况。同时，适 当的窑尾温度对于窑系统物料的均匀加热及防 止窑尾烟室、上升烟道及旋风筒因超温而发生 结皮堵塞也十分重要。一般可根据需要控制在 900105
6、0。 分解炉或C5筒出口气体温度 它表征物料在分解炉内预分解情况，一般控 制在850890。保证物料在分解炉内预分 解状况的稳定，从而使整个窑系统热工制度稳 定，对防止结皮堵塞也十分重要。 C1筒出口气体温度 一般控制在320360。超温时，应检查 生料喂料是否中断、某级旋风筒或管道是否堵 塞、燃料量与风量是否超过喂料量的需要等， 查明原因后作出适当处理。当温度降低时，则 应结合系统有无漏风及其它旋风筒温度状况酌 情处理。 窑筒体温度 窑筒体温度表征了窑内窑皮、窑衬的情况 ，据此可监测窑皮粘挂、脱落、窑衬侵蚀、掉 砖及窑内结圈状况，以便及时粘补窑皮，延长 窑衬使用周期，避免红窑事故的发生，提高
7、运 转率。 压力 烧成系统内除篦床下为正压外，其它各处基本 为负压操作。它反映系统内的通风情况，而这 又与风量的大小、均匀与否，物料的多少、稳 定与否，系统是否结皮、堵塞等密切相关。在 日常生产中需要密切关注的压力有： 窑头负压 它表征窑内通风量及冷却机与入窑二次风之间的平衡 。正常生产情况下，一般增加预热器主排风机风量， 窑头负压增加，反之减小。而在预热器主排风机排风 量及其它情况不变时，增大篦冷机冷却风机鼓风量， 或者增大篦冷机鼓风机进口阀门开度，都会导致窑头 负压减小，甚至出现正压。正常生产过程中，窑头负 压一般保持在50100Pa，决不允许窑头形成正压， 否则窑内细粒熟料飞出，会使窑头
8、密封圈磨损，也影 响人身安全及环境卫生，对安装在窑头的比色高温计 及电视摄像头等仪表的正常工作及安全也很不利。一 般采用调节篦冷机剩余空气排风机风量的方法控制窑 头负压在规定的范围内。 C1、C5筒出口负压 预热器各部位负压的测量，是为了监视各部分 阻力，以判断生料喂料量是否正常、风机闸门 是否开启、防爆风门是否关闭以及各部分有无 漏风或者堵塞情况。当最上一级旋风筒负压升 高时，首先要检查旋风筒是否堵塞。如正常， 则结合气体分析结果确定排风是否过大。当负 压降低时，则检查喂料是否正常、防爆风门是 否关闭、各级旋风筒是否漏风。如果正常，则 结合气体分析结果确定排风是否足够。 由于各级旋风筒之间的
9、负压互相联系、自然 平衡，故一般只要重点监测预热器最上一级和 最下一级旋风筒的出口负压即可了解预热器系 统的情况。 C4、C5筒锥体下部负压 它表征该两级旋风筒的工作状态，当该旋风筒 发生结皮堵塞时，锥体下部负压下降。 篦冷机一室下压力 它不仅指示篦冷机一室篦床阻力，亦指示窑 内烧成带温度变化。当烧成带温度下降时，熟 料结粒减小，致使篦冷机一室料层阻力增大， 在一室篦床速度不变时，一室篦床下压力必然 增高。生产中，常以一室压力与篦床速度构成 自动调节回路，当一室压力增高时，篦床速度 自动加快，以改善熟料冷却状况。 气体成分 一般在窑尾烟室或分解炉出口及预热器出 口进行气体成分（O2、CO、NO
10、x）检测。它 们表征窑内、分解炉或整个系统的燃料燃烧及 通风情况。对窑系统燃料燃烧的要求是：既不 能使燃料在空气不足的情况下燃烧而产生大量 CO，又不能有过多的过剩空气而增大热耗。 一般窑尾烟气中O2含量控制在1.01.5%，分 解炉出口烟气中O2含量控制在3.0%以下。 回转窑中氧化氮(NOx)的生成与N2、O2浓 度和燃烧温度有关。 在窑系统生产情况及空气消耗系数大致固 定的情况下，窑尾废气中NOx的浓度同烧成带 火焰温度有密切的关系，烧成带温度高，NOx 浓度增加，故以NOx浓度作为烧成带温度变化 的一种控制标志，时间滞后较小，很有参考价 值。因此，可将此同其它参数一起，综合判断 烧成带
11、情况。 窑系统的通风状况，是通过预热器主排风 机及安装在分解炉入口的三次风管上的调节风 门闸板进行平衡和调节 。 预热器的主排风机主要是控制全系统的通 风情况，而分解炉入口的三次风管上的风门， 主要是调节窑与分解炉两者的通风比例。 在窑系统安装有电收尘器时，对分解炉或 最上一级出口(或电收尘器入口)气体中的可燃 气体(CO和H2)含量必须严加限制。因为含量过 高，不仅表明窑系统燃料燃烧不完全，使热耗 增大，更主要的是在电收尘器内容易引起燃烧 和爆炸。 窑转动力矩（窑电机电流） 窑电机的电流和功率消耗不仅提供了煅烧情况 ，也提供了结皮状况。轻微的波动表明正常和 均匀的结皮，然而大的波动表明了结皮
12、不平整 或单侧有结皮，记录带上的曲线相应地变窄或 变宽。窑传动电流是窑转速、喂料量、窑皮状 况、窑内热量和物料中液相量及其液相粘度的 函数，它反映了窑的综合情况，比其它任何参 数代表的意义都多、都大。下面是几种传动电 流变化形态所代表的窑况： 电流轨迹平稳 窑传动电流很平稳、所描绘出的轨迹很平，这 表明窑系统很平稳、热工制度很稳定。 电流轨迹很细 窑传动电流所描绘出的轨迹很细，说明窑内窑 皮平整或虽不平整但在窑转动过程中所施加给 窑的扭矩是平衡的。 电流轨迹很粗 窑传动电流描绘出的轨迹很粗，说明窑皮不平 整，在转动过程中，窑皮所产生的扭矩呈周期 性变化。 电流轨迹突然升高后逐渐下降 窑传动电流
13、突然升高然后逐渐下降，说明窑内 有窑皮或窑圈垮落。升高幅度越大，则垮落的 窑皮或窑圈越多。 大部分垮落发生在窑口与烧成带之间,发生这种 情况时要根据曲线上升的幅度马上降低窑速( 如窑传动电流上升20%左右，则窑速要降低 30%左右)，同时适当减少喂料量及分解炉燃 料，然后再根据曲线下滑的速率采取进一步的 措施。这时冷却机也要作增加篦板速度等调整 。在曲线出现转折后再逐步增加窑速、喂料量 、分解炉燃料等，使窑转入正常。 如遇这种情况时处理不当，则会出现物料生烧 、冷却机过载和温度过高使篦板受损等不良后 果。 电流居高不下 有四种情况可造成这种结果： 第一，窑内过热、烧成带长、物料在窑内被带 得很
14、高。如是这样，要减少系统燃料或增加喂 料量。 第二，窑长了窑口圈、窑内物料填充率高，由 此引起物料结粒不好、从冷却机返回窑内的粉 尘增加。在这种情况下要适当减少喂料量并采 取措施烧掉前圈。 第三，物料结粒性能差。由于各种原因熟料粘 散，物料由翻滚变为滑动，使窑转动困难。 第四，窑皮厚、窑皮长。这时要缩短火焰、压 短烧成带。 电流很低 有三种情况可造成这种结果： 第一，窑内欠烧严重，近于跑生料。一般操作发现传 动电流低于正常值且有下降趋势时就应采取措施防止 进一步下降。 第二，窑内有后结圈，物料在圈后积聚到一定程度后 通过结圈冲入烧成带，造成烧成带短、料急烧，易结 大块。熟料多黄心，游离钙也高。
15、出现这种情况时由 于烧成带细料少，仪表显示的烧成温度一般都很高。 遇到这种情况要减料运行，把后结圈处理掉。 第三，窑皮薄、短。这时要伸长火焰，适当延长烧成 带。 电流逐渐增加 这一情况产生的原因有以下三种可能： 其一，窑内向温度高的方向发展。如原来熟料 欠烧，则表示窑正在趋于正常；如原来窑内烧 成正常，则表明窑内正在趋于过热，应采取加 料或减少燃料的措施加以调整。 其二，窑开始长窑口圈，物料填充率在逐步 增加，烧成带的粘散料在增加。 第三，长、厚窑皮正在形成。 电流逐渐降低 这种情况产生原因有二： 其一，窑内向温度变低的方向发展。加料或 减少燃料都可产生这种结果。 其二，如前所述，窑皮或前圈垮落之后卸料 量增加也可出现这种情况。 电流突然下降 窑传动电流突然下降，出现这种情况也有两 种原因。第一，预热器、分解炉系统塌料， 大量未经预热好的物料突然涌入窑内造成各 带前移、窑前逼烧，弄不好还会跑生料。这 时要采取降低窑速、适当减少喂料量的措施 ，逐步恢复正常。第二，大块结皮掉在窑尾 斜坡上，阻塞物料，积到一定程度后突然大 量入窑，产生与第一种情况同样的影响。
