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1、预分解系统结皮的原因及预防措施预分解系统结皮是指高温生料与窑气中有害组分经过化学反应后形成粘附在内壁上的层状物。在窑尾、烟室缩口、最下一级旋风筒及其下料溜子、分解炉等部位最容易产生结皮，结皮可导致通风面积减小，阻力增大，而迫使主排风机负荷增大。结皮脱落时又极容易造成系统堵塞，影响正常的生产。一般认为：结皮的产生与所用原料、燃料的成分，系统温度的变化，系统通风的情况，设备运转的情况以及工艺操作因素有关。下面结合一些的具体情况，通过对预热器各级旋风筒中原、燃料中有害元素的分析，以及设备状况，工艺操作等有关因素，对结皮形成的原因进行分析以及相应的处理方法。1.有害元素的影响有害元素主要包括硫、碱、氯
2、等，它们是形成结皮的一个很重要的因素，煤炭作为目前水泥窑的主要燃料,是有害元素硫的一个重要来源，煤燃烧的大部分硫进入烟气中，烟气中带有大量的CaO生料粉，它在煅烧过程中与K2O、Na2O和SO3发生反应，生成各种硫酸盐物质，主要是K2SO4、2 CaSO4K2SO4、 K2SO4H2O,，这些硫酸盐属于低熔点化合物，它们会粘附在器壁表面，使粘度增加，流动性减小，久而久之形成结皮。消除有害元素的影响主要是控制硫、碱的摩尔比，硫碱的摩尔比过高或过低都易形成结皮。即使硫、碱含量均较高，只要硫碱比在控制范围之内，对结皮也产生不了太大影响，因为原燃料中的大部分硫、碱可以中和在熟料中被带出。经过分解后的物
3、料进入回转窑后，在烧成带温度极高的情况下，使K2SO4 分解成气态的K2O 和SO3，挥发进入循环气流。这些物质通过三次风管和窑返回到预热器中，在遇到低温时又生成成固相或液相化合物，附着在物料上被带回窑中，只有少部分热量和粉尘被排出，如此反复形成了预热器与回转窑中的碱循环。在新型干法水泥生产线中，由于原、燃料中的氯化物在窑内烧成挥发，并随窑内气体进入预分解系统，在此遇到较低温度而凝结于器壁表面，从而使回旋中的物料发粘，流动性变差，附着于壁，累积而形成结皮，附着在物料上的部分氯又进入窑内煅烧，一部分挥发形成气态进入循环气流，这样就形成了氯化物的循环。试验经验表明：当原燃料中氯含量超过0.02%时
4、就容易形成结皮，这是由于氯所形成的化合物均为低熔点化合物，由于往复循环、累积，而不能被排出，形成较为牢固的结皮成分，若结皮严重时，该因素的影响不可忽略。2.工艺操作的影响2.1煤的控制 煤的投入过程不均匀，增量或减量幅度过大，易使煤不完全燃烧，其一可能导致局部形成还原气氛，其二部分没有燃尽的煤粒附着在设备壁上继续燃烧，易产生局部高温而形成结皮。目前，在各水泥厂使用的气体分析仪是一种能反映煤炭是否燃烧完全的一种装置，当气体分析仪检测到CO浓度超过控制值时，为保护电收尘的安全，就会联锁停窑。煤的细度、水分亦影响结皮。煤粉中保持1.0-1.5%的水分可以促进燃烧，但是过量时会阻燃，使火焰伸长，烧成温
5、度降低。煤的细度应严格控制，粗煤粉会使火焰黑火头变长，燃尽时间长，未燃烬的煤粉易掉到熟料中产生还原气氛,引起熟料结块,窑内结圈,从而引起系统通风不良,导致煤燃烧不完全, SO3含量上升,为结皮的形成创造了条件。2.2喂料的控制喂料不均，波动范围比较大时也易形成结皮。实际喂料量经常在设定值处上下波动，当其波动较大时，生料预热不好，分解率低，进入窑后，必然增加窑的热负荷，导致窑头用煤量增加，这样就会造成喂煤量时而大时而小，喂煤不稳定，导致预热器内的温度波动较大。煤的喂入量大时使预热器内部温度高或窑内火焰长时，造成高温带后移，而使预热器中的温度上升，导致一些低熔点化合物在预热器及窑尾处形成，粘附于器
6、壁上而形成结皮。2.3系统的通风生产操作中，在稳定入窑生料和窑炉用煤量的比例后，还要调整好系统风量，分解炉的用风量以炉内形成料、煤能充分悬浮混合为均衡稳定的涡旋为基准。若三次风的量偏小，则影响炉内煤粉的燃烧和物料的分解；三次风量过大，易造成窑内通风不良，甚至造成窑尾缩口处因风速低而塌料。在操作上要根据窑炉内煤粉燃烧情况，保持窑尾上升烟道和三次风管的阻力平衡。窑尾空气过剩系数控制在1.1左右，分解炉的过剩空气系数控制在1.2以内，比较理想，但系统的总风量以保证煤粉的完全燃烧为依据。在操作过程中，过量通风虽然对磨机操作有一定的好处，但使预热器出口温度增高，热量流失多，热耗增加。在正常情况下为维持热
7、工平衡，用煤量应保持相对的稳定。分解炉所用燃烧空气主要来自三次风和窑内排出的热烟气。如通风过大，容易造成分解炉内部压力增大（负压），煤粉不完全燃烧，被带到窑尾的烟道上部，与窑尾热烟气接触继续燃烧，这样就使得烟道上部温度过高，使经过此处的气流中的成分易形成低熔点化合物，粘在物料上，附着于壁而形成结皮。3.设备状态的影响1）燃烧器磨损，导致燃料不完全燃烧而产生一系列的影响；2）投料量设定后，仔细检查计量装置计量是否准确，下料是否均匀；3）检查排风机风叶的磨损情况，如供风不足可能是磨损比较严重，这样就使相同转速提供的风量小，局部造成还原气氛；4）耐火材料内表面不平滑，有台阶；5）密封不严，掺入冷风，
8、会造成物料急冷而粘附于壁形成结皮。4.预防结皮的措施1）控制好生料和出磨煤的细度；2）确保通风良好，原燃料中有害成分不合理时尽早发现，及时采取措施，合理搭配；3）如果结皮中有氯元素时，应分析原燃料中氯的含量，原燃料中局部氯含量超标时，为保证原料利用率应进行合理搭配，使含量高和含量低的混合，均化平衡保证达标后再用。氯是一种顽固成分，一旦进入预热器一直循环挥发不出来。如果某一时间段循环气流超标，可暂时采用旁路放风，以降低其含量；4）原料在换堆时难免会使成分产生一定波动，主要表现在率值。这时应该有意识地进行调整，在调整生料时，应根据烧成情况适当调整煤投入量。在整个生产过程煤的投入量及速度一定要与生料的投入量及速度相对应，特别是在提料过程中尤其要重视；5）如果窑控制的好，可使硫的挥发系数减小，并能减小还原气氛的产生机会，挥发不出来的硫也会被熟料带走，减少了循环气流中的SO3；6）当发现经常有结皮现像产生，且情况比较严重时，可考虑更换衬料的品种，可以使用抗结皮的碳化硅浇注料。7）保证耐火材料及设备内壁光滑，防止粘料堵塞。8）采用高低碱石灰石合理搭配使用，控制碱含量；9）添置了氯检测设备，对原料中的氯含量进行测定，一旦发现有氯超标现象尽早采取措施。同时避免频繁的开点检门，加强法兰等部位的密封，以防漏入冷风。
