窑系统热工标定及分析

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1、窑系统热工标定及分析1、窑系统热工标定的作用和目的窑系统由于受风、料、煤等因素的影响，反应较复杂、系统性强。新线投产后，为了优 化操作参数，提高对系统的控制能力，同时要对系统的各项技术指标进行全面的考核，所以 在系统基本达到设计能力后，必须对窑系统进行现场热态测试和标定（热工标定），优化操 作参数，提高工艺操作管理水平，充分发挥系统的产能，降低消耗。1现场热态测试和标定的作用现场热态测试和标定是了解和研究窑系统生产运行状况的基础，窑系统受到风、煤、料、 窑速等诸多因素的影响，参数变化复杂，系统关联性很强，在窑系统基本稳定生产的情况下， 通过场热态测试和标定，从工艺、设备、操作等方面，深入分析研

2、究，找出主要影响因素， 优化操作方法和相关操作参数，提高对系统的控制和驾御能力，达到高产、优质、低耗、环 保的生产目的。2现场热态测试和标定的基本条件现场热态测试和标定，必须反映当时预分解窑运转的真实状态，力求在稳定运行状态下进行 测量。2.1窑系统必须达到设计生产能力，而且必须稳定运转，2.2煤磨系统正常运转，能保证正常供应煅烧所需的煤粉。2.3生料磨系统正常运转，物料畅通，均化库料位正常，均化效果良好。2.4系统测量、记录、计量设备正常，且已标定准确。3现场热态测试和标定的内容及测点布置在预分解窑热工系统研究中，测试并可以得到的技术参数有：生料投料量及其化学成分，燃 料用量及其元素、工业分

3、析、热值，空气量、废气量及其成分，废气含尘量、部分物料量及 其化学成分，系统各部散热量、熟料产量及其化学成分，各部气体及物料温度、压力等；现 场热态测试和标定的测点布置和内容，见表。表现场热态测试和标定的测点布置及内容序号部位测试内容1 C1出口气体温度（tg）、气体压力（P）、气体含尘量（Ci）、气体成分（a）、气体流量（Gg）、 飞灰烧失量（Loss）2 C2出口气体温度（tg）、气体压力（P）、物料温度（tm）、物料流量（Gm）3 C3出口 C3出口：气体温度（tg）、气体压力（P）；4 C4出口气体温度（tg）、气体压力（P）5 C4下料口物料分解率（）取样6 C5出口气体温度（tg）

4、、气体压力（P）气体成分（a）7 C5下料口物料分解率（）取样8分解炉进口气体温度（tg）、气体压力（P）9分解炉出口气体温度（tg）、物料温度（tm）、气体成分（a）10窑尾气体温度（tg）、气体压力（P）、气体成分（a）11三次风管气体温度（tg）、气体压力（P）、气体流量（Gg）12窑头气体温度（tg）、气体压力（P）、物料温度（tm）13 一次风机气体温度（tg）、气体压力（P）、气体流量（Gg）14煤磨风管气体温度（tg）、气体压力（P）、气体流量（Gg）15冷却机用风气体温度（tg）、气体压力（P）、气体流量（Gg）16冷却机余风气体温度（tg）、气体压力（P）、气体流量（Gg）1

5、7冷却机出口物料温度（tm）、物料流量（Gm）18系统表面 表面温度（tb）19窑头用煤煤量（Gm）、煤温（tm）20分解炉用煤煤量（Gm）、煤温（tm）21送煤风机气体流量（Gg）22生料化学成分23煤工业分析24熟料化学成分4.数据汇总及计算4.1数据汇总1）熟料产量、生料喂入量、煤耗2）物料的化学分析：生料、熟料化学分析、煤工业分析表生、熟料及煤灰化学成分Loss SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O KH SM IM生料熟料煤灰 52.47 29.67 5.04 6.34 1.84 1.98表 煤的工业分析水分灰分挥发分热值kJ/kg煤粉3）窑尾系统的废气成分分析4

6、）C1筒出口含尘量的测定：5）冷却机用风量：6）其它气体量的测定此项包括：一次空气（净风和送煤风）分解炉送煤风和净风入分解炉三次风入回转窑二次风出冷却机余风预热器出口7）冷却机喷水量8）系统表面散热：预热器旋风筒及上升管道、回转窑、三次风管、冷却机的表面散热;9）出冷却机熟料的温度4.2物料的平衡计算表收入物料支出物料项目项目燃料消耗熟料量生料消耗预热器出口废气量一次空气量预热器出口飞灰量入冷却机空气量冷却机余风排出量系统漏风量其它支出物料总收入物料总支出4.3系统热平衡计算表序号收入热量序号支出热量1燃料燃烧热1熟料形成热2煤粉显热2出冷却机熟料显热3生料显热3预热器出口凌气热4 一次空气显

7、热4预热器出口飞灰显热5入冷却机显热5冷却机余风显热6冷却机喷水显热6冷却机余风显热7系统漏风热7系统表面散热8分解炉送煤风显热8其它热损失9热量总收入9热量总支出。4.4冷却机系统热平衡序号收入热量序号支出热量1出窑熟料显热1出冷却机熟料显热2入冷却机空气显热2三次风显热3冷却机喷水显热3冷却机余风显热4 4预热器出口飞灰显热5 5冷却机喷水蒸发热耗6 6 冷却机表面散热7 7 其它热损失热量总收入热量总支出4.5系统性能指标计算1）烧成系统总热效率计算2）系统烧成效率3）回转窑断面热负荷4）分解炉容积热负荷及断面热负荷5）回转窑单位容积产量及单位截面积产量6）分解炉单位容积产量及单位截面积

8、产量7）回转窑单位容积热力强度5系统分析对系统的分析主要有：熟料的产量，烧成热耗，窑头窑尾用风量，冷却机热效率，烧成电耗， 并通过分析提出建议和优化的意见。优化工艺操作参数及提产优化操作系统是新建生产线投 产后的一个必不可少的过程。通过对部分参数的分析优化，达到优产和提产的目的，一般优 化的参数有以下几个：1、熟料的产量通过参数分析判断熟料产量能否提高A、根据窑的单位容积产量热负荷来评价窑是否能提产，一般40008000tpd窑的单位容积产 量在1 60-220kg/m3h.范围内的偏上控制。而容积热负荷是针对耐火材料的承受能力来说的。 国外。耐火材料的热负荷不大于4.8*106kcal/m3

9、h.B、试生产阶段由于受物流及立磨的调试的影响，往往生料的细度均控制在设计值的上限， 甚至远远大于设计值。而均化库库位往往低，均化效果差，故在优化提产时可以适当降低生 料的细度和理顺生料的物流来提高熟料的产量。C、确认烧成系统的设备配套是否有富裕，如烧成系统的通风机一般富裕不大，可以通过加 强系统的漏风治理，降低出口风温和过剩系数等措施来满足提产的需要，喂煤设备一般富裕 较大，但也可通过改变煤粉细度来进行适当优化。. ID、喂料设备一般富裕能力也较大，但还是要进行小改小革来增加输送能力。冷却机的冷却能力可以通过优化供风，一般也可以大幅度提高冷却效率。2、烧成热耗系统的热耗的高低，直接关系到水泥

10、的生产成本和工厂的经济效益，为此必须引起高度重视， 影响其因素很多；有设计合理性、窑的操作水平、操作控制参数合理性、系统稳定状况、生 料易烧性等，但从热平衡可以看出降低热耗的途径还要从以下几方面进行：A、降低预热器的出口废气温度预热器出口废气的热耗占总热耗的20%左右，经验数据显示预热器出口温度每增加：1C， 热耗将增加4.88kJ/kg-c1.B、预热器的过剩空气系数对热耗也有很大的影响。一般预热器每增加10%过剩空气，相应增加1.2%O2,使热耗增加25kJ/kg.C、冷却机废气的热量利用。”冷却机的余风显热占总热量的10%左右，尽可能的提高二、三风的温度，提高冷却机的热效率，尽可能的降低

11、余风带走的热量也是一条很好的节能途径。D系统的表面散热系统表面散热占总热量的7.8%左右，通过及时更换耐火材料和加强系统的外保温也可以适 当降低热损失，降低热耗。2、窑头窑尾用风量窑头窑尾的用风主要是通过对各部的O2含量来测量。从而计算出二、三次风的风量。在实 际操作中三次风量的控制可以低点，以确保窑系统通风足够，所以经常性地对二、三次风进 行标定、评价分析是非常有必要的。4、冷却机热效率冷却机的热效率提高不仅能降低热耗，还能提高其产能。一般冷却机二、三次取风均在一段 高温区内，故提高冷却机的一段热交换效率非常必要。目前新型的冷却机均采用分区供风， 并且通过增加篦板阻力，减少风量，提高热回.收

12、效率，提高二、三次风温、提高冷却机效 果，当然在操作上除可以优化一段篦板和风室供风的比例外，还可以在设备能力允许的情况 下适当增加料厚，以提高冷却机效率，提高二、.三次风温。总之，对窑系统的优化主要由以下几个方面：1、适当控制生料细度，以适应高产的需要；2、及时了解分析窑、炉用风情况，合理选择出窑和出预热器氧含量，一般.出窑O2控制0.61.5%左右；3、进一步优化配料方案，提高均化链的作用，稳定入窑生料成分；4、努力降低预热器废气温度。翻板阀、窑头窑尾的密封等要加强，确保出预热器 O2在 2.53.5%之间。一、煤粉的不完全燃烧不完全燃烧危害极大，且随不、完全程度增大而增大。不完全燃烧产生的

13、CO及碳粒等 可燃物质，被气流携带至预热器系统及废气处理系统内沉积、燃烧，由此引起预热器系统高 温，产生结皮及堵塞。同时会导致窑排风机入口温度高而使叶片变形、结皮和振动加剧等。 严重的不完全燃烧产生的可燃物质会在窑尾电收尘器内沉积，当达到一定程度时就会燃烧甚 至爆炸。不完全燃烧产生的原因有：氧不足，燃烧温度低以及燃料与氧的混合不充分等。在 实际生产中由于窑系统状态不同。不完全燃烧产生的部位及原因也就不同，而这些均与预热 器出口氧气含量的大小关系密切。现以预热器出口氧含量的大小分三种情况分析不完全燃烧 的产生原因及处理对策。、氧气浓度高(3. 5%)。燃料用量少，窑内通风量相对较大，则过剩空气量

14、较大，C1筒 出口氧气浓度较高。由此产生的不完全燃烧常发生在窑点火到投料这段时间内，其产生的主 要原因是窑内壁温度低；一次风量及内外流风调整不当；改变燃料量时风量未作相应调整； 过早撤油及油煤混烧；窑头负压过大等。因此在这段时间内应注意以下几个问题：油点火时 窑罩保持微负压；升温34h后，窑内壁温度上升，尾温达350C时开始油煤混烧，升温初 期，一次风量和送煤风量不宜过大，挡板开度分别为10%和30%就可以了，但内流风应加 强，挡板开度一般在50%左右；升温过程中随加煤量的增大，一次风量外流风和送煤风量 应同时增大，相应地减少内流风挡板开度；助燃油应在投料后；熟料进入冷却机，二次风温 已上升至

15、750C以上时才能撤去值得提出的是用柴油助燃是升温期间防止煤粉不定期完全 燃烧的关键.(光用煤粉燃烧定性不好，燃料量的控制也差)，一、二次风的配合是防止煤粉 不完全燃烧的保证。(二) 、氧气浓度低(2. 5%)。氧气浓度低产生的CO高，显然这是氧不足造成的。这种情况产生的不定期完全燃烧多发生在投分解炉的加煤操作过程中。主要 原因有：1、由于分解炉的投入分解炉燃料量增加幅度大，而这时分解炉内的通风量却没有及时跟 上(即窑排风机和三次风挡板开度没有跟上)，造成过剩空气系数过小而产生不完全燃烧。2、由于分解炉喂煤秤称量过小，而实际喂煤量大于称量值，导致煤加入过多，而产生不 完全燃烧。3、由于预热器出口气体分析仪出现故障，显示氧气偏高，而实际氧气含量在3%以下。 缺乏经验的操作员仍进行加煤，导致燥加入过多而产生不完全燃烧。4、投分解炉后由于预热器出口温度高，操作员打开预热器顶部的冷风挡板(一般投料后 该挡板应关闭)，使预热器出口吸入空气，故检测时氧气浓度增大，而实际上由于加入冷风， 窑系统通风减小，氧不足，形成不完全燃烧。氧气浓度低