为实施 I S O水泥标准 ,水泥企业、特别是立窑水泥企业 ,在工艺设备改造的同时 ,也注意到加强对原燃材料采用先进的检测仪器的应用目前水泥企业越来越认识到节煤不仅是降低水泥成本 ,更重要的是对提高水泥产品质量有着直接的关系 ,因此加强燃煤的质量控制有着重要的意义近年来 ,一些水泥厂开始应用氧弹热量测定仪进行生产用煤发热量的测定及黑生料配热量的控制 ,取得很好的效果 ,引起了广大水泥企业的关注 一、国内外氧弹发热量测定仪发展的现状 发热量测定仪由氧弹和量热系统构成过去的量热系统均以人工操作、人工计算 ,而现代的量热系统已为计算机或单片机所代替美国、德国、日本等国生产的热量仪有绝热式、恒温式、双干式热量仪 我国已能生产恒温式半自动型热量测定仪、恒温式全自动型热量测定仪 1.绝热式热量仪 :以适当方式使外筒水温度在试验过程中始终与内筒保持一致即试样点燃后内筒温度上升过程中 ,外筒温度也跟着而上 ,当内筒温度达到最高点时 ,外筒温度也达到这个水平 ,并保持恒定但仪器结构及外筒温度控制比较复杂 ,易出故障 ,价格较贵20世纪 80年代中期 ,我国电力部门购进一批日本产的绝热式热量仪已基本停用。
2.恒温式热量仪 :以适当方式使外筒水温度保持恒定不变 ,用计算公式来校正热交换的影响在恒温式量热法中 ,点燃燃料至达到稳定时 ,内筒温度的变化并不完全是由燃料燃烧引起的 ,其中有一部分由内、外筒间温差导致的热交换引起的因此 ,要采用冷却校正公式对这部分热引起的内筒温度变化进行校正与绝热式仪器相比 ,恒温式热量仪构造简单 ,故障率低 ,易于维修 ,可长期使用 3.双干式热量仪 :这种热量仪在构造上有重大变革 ,它无水介质 ,氧弹外套为金属套 ,中间嵌热电堆 ,直接测量试样燃烧后氧弹的温升这种仪器目前只有美国和德国生产 ,但价格昂贵 ,单价 4万多美金 二、用发热量测定仪对进厂燃煤送行质量评估 发热量测定仪是一种测定固体和液体可燃物质的通用仪器 ,该仪器在煤炭、电力、冶金、化工、建材、食品等各行各业得到了广泛应用煤炭是我国水泥生产的主要燃料 ,它不仅是水泥熟料煅烧的燃料 ,而煤炭燃烧后留下的煤灰又成为水泥的组分所以 ,煤炭在水泥生产中既是燃料 ,也是原料因此 ,加强煤炭质量的控制 ,不仅是对水泥熟料质量的保证 ,也是降低水泥成本的重要环节 长期以来 ,我国水泥煤耗居高不下 ,其原因除生产设备及工艺煅烧问题外 ,与煤质分析测试手段有很大关系。
2 0世纪 80年代初 ,原建材工业部为了考核建材工业煤耗 ,下发了[1 9 80] 864号文《标准煤耗统一折算规定》的通知 ,其中规定了利用煤工业分析结果 ,计算烟煤、无烟煤、褐煤发热量统一公式 ,至今大多数水泥企业仍然沿用这 3个公式但《规定》中也明确指出 ,将来有条件时 ,仍以热量仪实测为准煤炭的性质十分复杂 ,它是有机物和无机物组成的混合物 ,是自然界矿物中最不均匀的矿物 ,同一煤矿不同矿井其煤质相差很大 ,因此在工业生产应用中 ,对煤的质量控制就更为重要水泥生产用煤 ,目前控制的指标仅有两项 ,一是煤的工业分析 ,二是煤炭化学分析 ,而其中最主要的煤的发热量指标 ,是利用工业分析值按经验公式进行计算后得到的结果 ,其结果并不是“真值”我国水泥生产中只有少数重点水泥企业应用发热量测定仪 ,绝大多数水泥厂基本上是采用煤的工业分析结果 (水分、灰分、挥发份 )计算的发热量结果经验公式有它的局限性 ,不同煤种有不同的经验公式在煤矿系统中经验公式仅为内部控制参考商品煤炭销售 ,国家有明文规定 ,必须以实测的低位发热量计价我国大城市中较大的居民物业管区的民用锅炉 ,都必须配备发热量测定仪及定硫仪等。
水泥配煤要求十分严格 ,测试仪器质量过关后 ,不应再以经验公式计算的发热量来控制生产了近几年来 ,我们注意到 ,采用发热量测定仪与利用煤工业分析结果计算的发热量之间相差甚远 ,有的水泥厂计算的结果与实测发热量结果相差高达 2000多焦耳 (500多卡 )因此 ,在水泥企业具备了使用仪器的条件后 ,使用发热量测定仪直接检测水泥生产用煤十分必要 三、要提高立窑产量和质量 ,必须用热量测定仪进行生料配热控制 20世纪 70年代初期 ,全国立窑水泥企业迅速兴起 ,经过几十年的经验总结 ,立窑采用全黑生料煅烧水泥熟料的工艺方法 ,是降低热耗、提高水泥熟料产质量的好方法 ,但全黑生料配热量的测定方法 ,一直是人们关注的难题以往采用的“定炭法”、“煤失量法”、“ X荧光法”等各种配煤测试方法 ,虽然起到了一定作用 ,但仍然不能真实反映出黑生料的配热量 先进的立窑企业 ,标准热耗在 850大卡左右 ,一般企业的标准热耗则在 1000～ 13 00大卡 ,而且热耗越高 ,熟料产量越低、质量越差、能耗成本越高我们知道 ,立窑断面温差多在 100℃～ 200℃ ,断面温度分布不匀边料与中料热耗差 300～ 500大卡 /千克。
大多数立窑都按边料热耗配煤 ,中料含煤量多余配煤量大了 ,增加成本的副作用显而易见 ,而对熟料产量、质量的副作用则未引起人们的充分重视配煤过多 ,往往不能在高温带烧完 ,未燃煤继续在高温带以下部位燃烧使熟料冷却不好同时 ,用风负荷增加 ,中部通风更嫌不足 ,还原气氛严重空气不足时易产生包氏吸热反应 ,此时生料中的氧化铁被还原成氧化亚铁 ,与生料中的氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝生成低熔化合物 ,导致炼边、结大块 ,进而恶性循环 ,熟料的产量、质量下降因此 ,立窑企业实现准确配煤是根本在水泥企业原燃材料来源复杂、批量小、又无均化设施情况下 ,只有发挥测试仪器的快捷、直观功能 ,才能解决好生料质量稳定、配热准确稳定的技术要求用仪器直接测定生料热量 ,测定时间约 15分钟 ,且不需要高温炉煅烧生料配料完全可以依据结果控制煤含量 ,使生料发热量调整及时、准确 ,保证立窑煅烧稳定 ,实现立窑优质、高产、低耗 由中国建材研究院建隆自动化公司开发研制的 J L R系列发热量测定仪 ,不仅解决了进厂原煤发热量的控制 ,也为配料计算提供了快速而准确的结果解决了长期以来难以解决的黑生料配热量的控制方法问题。
采用发热量测定仪直接测定黑生料中的发热量 ,这与配料计算的热耗单位表述取得了一致 ,使得工艺控制更为直观发热量测定仪为降低煤耗、提高煅烧水泥熟料质量提供了快速、准确而有效的测试手段 四、如何选择热量仪 如前所述 ,国外生产的发热量测定仪有绝热式、恒温式、双干式数种类型产品 ,单台仪器价格在 22万元～ 40万元人民币之间 ,质量不错但价格昂贵 ,如无特殊需要 ,建议不要选用进口产品 国内生产的热量仪 ,虽然只有恒温式的 ,但经过近 10年的发展 ,产品质量已很稳定 ,系列产品规格齐全 ,有免除误操作不需人工换水的全自动型仪器 ,也有适合中小企业用的普通经济型仪器另外 ,选择仪器时 ,请注意仪器所配电脑的软件功能是否齐全 ,充分发挥仪器具有的各种功能对提高工艺人员的业务水平大有益处。