浅析两挡窑的操作方法

阎贵柱，王洪霞

近年来随着水泥工艺技术理论的发展，二挡窑以其综合能耗低、煅烧质量好、投资成本少的特点，逐渐被水泥行业认可和接受。但两挡窑也极易出现窑功率偏高、窑前跑生料、窑速无法提高、熟料质量不易控制等问题。本文主要针对中材装备集团有限公司研发生产的ϕ4.4m×52 m两挡短窑的操作程序、注意事项等要点作一介绍。

1 烘窑点火

（1）对于新窑而言，回转窑在正式投料运行之前，要对热工系统进行烘干。在回转窑升温过程中，燃烧器是系统中唯一工作设备，所以燃烧器的使用参数很重要。以下各参数控制范围仅针对中材装备集团热工公司所供燃烧器产品而言，仅供参考。

TCNB型燃烧器：轴流风压力：40000～80000Pa；旋流风压力：10000～20000Pa；冷却风压力：600Pa；油枪冷却风：阀门开度10%～20%。

TCNB-S型燃烧器：轴流风压力：40000～80000Pa；内、外旋流风压力：10000～20000Pa；油枪冷却风：阀门开度10%～20%。

图1 烘窑曲线

表1 转窑制度

（2）升温过程中，通过一次风用量控制好火焰形状及燃料燃尽率，防止燃烧不充分系统冒黑烟，利用点火烟囱帽开度控制系统拉风消除此现象。随着系统温度的升高，冷却机固定室风机开启，通过阀门或者转速调整提供燃烧用风，保证窑内温度场分布合理，防止出现局部高温，从而使窑衬能够均衡升温烘干。操纵员应严格按照升温曲线控制燃油用量，确定合理的油煤混烧温度点，以期实现耐火衬料烘干效果好的同时燃油使用量经济合理的目标，图1为升温曲线。

2 系统的投料试运行

（1）当耐火材料烘干完成后继续升温至窑尾温度700～800℃时，启动窑主减速机稀油站组，窑由辅助传动运转改为主传动运转，在最慢转速下（0.4～0.6r/min）连续转窑。

（2）加料前应随时注意C1筒出口温度，不应超过420℃，防止入排风机废气超温。当温度超限时通过烟囱帽开度控制入排风机进口温度，此时因无粉尘，不便开启管道喷水系统；投料前预热器应自上而下用压缩空气吹扫一遍，防止升温过程中煤粉沉积造成投料后预热器堵塞。低产量运行时应1h吹扫一次，稳定生产时2h吹扫一次。

（3）投料后燃烧器一次风量逐渐增加，直至达到正常工作参数，即轴流风风压：50～70kPa；旋流风风压：15～25kPa；冷却风风压：800～1200Pa；中心风阀门开度：10%～20%。中控操作人员在遵循上述参数操作的同时还应根据实际情况适当调整。

（4）窑尾烟室废气温度控制。投料前应以窑尾废气温度为准，按升温制度调整加煤量。投料初期可控制在1000～1100℃范围内，当尾温超过1150℃时，窑头加煤必须及时采取调整措施，减少喂煤量。

（5）窑速控制（表1）。点火后当窑尾废气温度达150℃以上时，开始间断转窑，窑尾温度达到800℃以上时，按电气设备允许最低转速连续转窑，在加料前窑速加快到1.0r/min。当生料进入烧成带即可开始挂窑皮，此期间按窑内温度和窑内情况调整窑速，一般调整范围为2.0～3.0r/min。窑皮挂好后可适当加快窑速到3.0～4.0r/min，并加大喂料、喂煤量。当窑产量达到接近设计指标时，窑速应达到3.5～4.5r/min左右。挂窑皮期间，整体原则上窑温应偏高控制，物料的耐火度要均衡稳定，投料量控制在正常喂料量的70%左右，窑速偏中速控制，燃烧器保持偏短火焰、高火力强度，挂窑皮时间一般控制在3d左右即可，在这样的条件下才能形成坚固、稳定的窑皮。

（6）烧成带筒体表面温度应控制在350℃以下。一般情况下超过330℃时应及时开启筒体冷却风机冷却，如超过380℃应加强监视，这时可能有红窑危险。因筒体温度高，燃烧器应及时降低一次风的用量，降低火焰强度补挂窑皮。

（7）投料后生料从C1级预热器到窑尾只需30s左右的时间，在加料最初1h内要严密注意预热器各翻板阀门在温度变化后的闪动情况，发现闪动不灵活或出现堵塞征兆要及时处理。为慎重起见，初次点火时第一个生产班次各级旋风筒的翻板阀都应设专人看管，及时调整重锤位置或定时人工闪动阀门以帮助排料。此后预热器系统如无异常则可按正常巡检制度检查，其中旋风筒锥体是最易堵塞部位，更应引起重视。加料初期可适当增加旋风筒循环吹堵的吹扫密度和吹扫时间，以后逐渐转为正常。一般情况下，开始加料约20min后，感觉到料粉快到烧成带后段时，可根据实际情况调整窑速，以免生料窜出。此阶段观察窑内情况应避免返火灼伤。

（8）当熟料出窑后，二次风温升高，窑头火焰顺畅有力，此时应注意窑电流变化，可适当减煤加窑速，燃烧器应逐渐增加一次风量，增加对二次风的卷吸，强化煅烧。

（9）当篦冷机一室篦下压力逐渐升高时，应加大各室风机入口的阀门开度。此时提醒操作者注意：熟料到达冷却机哪个风室，就应加大哪个风室的鼓风量，并利用窑头排风机入口阀门开度调整窑头罩负压在20～50Pa范围内（图2）。

（10）初次投料时，由于设备处于磨合期，易发生各种设备、电气故障。此时应沉着冷静及时止煤、止料，保护设备和人身安全。

3 系统的正常生产操作

二挡窑正常操作思路与三挡窑基本相同，大体上可以概括为：三固、四稳、六兼顾。

（1）三固:固定窑速，固定喂料量，固定篦冷机篦床上料层厚度。

（2）四稳：稳定C5出口气体温度（分解炉喂煤），稳定预热器排风机转速（高温风机），稳定烧成带温度（窑头喂煤），稳定窑头负压。

（3）六兼顾：兼顾窑尾O2含量及气流温度，兼顾C1出口温度及压力，兼顾分解炉内温度及压力，兼顾回转窑筒体表面温度，兼顾篦冷机废气量，兼顾废气处理及收尘系统。

（4）烧成操作，最主要就是使风、煤、料达到最佳配合比。具体指标是：窑头煤比例：35%～45%，烟室O2含量2%～3%，CO含量＜0.3%；分解炉煤比例65%～55%，分解炉出口温度 860～890℃；C1出口 O2含量3.5%～5%，温度280～310℃。头尾煤的喂煤比例对两挡窑操作十分重要。

（5）烧成带温度的控制。试生产初期，操作员在屏幕上看到的参数只能作为参考，中控员应多与窑头岗位人员联系，确认烧成带温度的实际情况。烧成带温度高低，主要判断依据有：a烟室温度情况；b窑电流情况；c高温工业看火电视反映情况。操作员应能用肉眼熟练观察烧成带温度，同时依据其他窑况作为辅助条件，区别特殊情况。例如，当窑内通风不良或黑火头过长时，尾温较高，而烧成带温度不一定高。烧成带温度高，窑电流一般会变大，但如果窑内物料较多，则电流也较高。而烧成带温度过高，物料烧流时，窑电流反而下降（图3）。

表2 二、三挡窑熟料强度对比

（6）高温风机出口负压的控制：用窑尾大布袋排风机入口阀门开度来控制高温风机出口负压为200～300Pa。

（7）烟室负压的控制：正常值为100～500Pa。由于该负压值受三次风、窑内物料、系统拉风等因素的影响，应勤观察，掌握其变化规律，更好地判断窑内煅烧情况。

4 两挡短窑相对于中长窑操作控制及其他配置不同点

（1）分解率控制较高，一般应＞95%，根据实际情况可能控制达98%。这是因为两挡窑的筒体长度缩减后，相对于中长窑，物料在分解带和过渡带停留时间变短，物料的预烧不好，所以要求强化物料在分解炉内的预分解，这样才能满足物料在烧成带的正常煅烧。从这个角度来看，相对于中长窑，两挡窑的尾煤量相对较大，所以头、尾煤的比例在实际操作中要灵活掌握，切忌依靠加大头煤量顶火煅烧，造成诸如烟室温度更高、结皮更多、长厚窑皮、结圈、结蛋等工艺事故。

（2）烟室温度高。短窑相对于中长窑烟室温度要高得多，尤其煤粉质量差、头煤用量偏大时更高，各个现场因物料成分不同，烟室结皮程度也不同。但不管何种情况造成烟室温度高时，必须加强烟室、缩口等部位结皮的清理工作。操作员在操作中，要密切关注烟室压力、分解炉出口压力的变化趋势。当压力变化明显时，应及时通知岗位工到现场检查结皮部位，及时清理，保证系统正常通风。对于短窑来说，因烟室温度很高，煤粉的燃尽显得更加重要，如果煤粉不能及时燃尽，带来的危害将更加突出，所以烟室气体分析仪能否正常使用对短窑至关重要。

（3）两挡窑不适合煅烧“耐火”物料，所以短窑配料中应充分考虑物料易烧性对短窑煅烧的影响。根据原材料情况，应选择适中饱和比、适中硅酸率的配料方案，这样的生料易烧性较好、结粒好，更有利于实现高产、优质的控制目标。生产线设计时，原材料选择应根据短窑特点，不宜选择含结晶硅高的材料，如高硅石灰石、河砂、硬质砂岩等。在生料粉磨工艺上应严格控制生料细度，尤其是0.2mm筛筛余量的控制，0.2mm筛筛余过高时，将对物料的煅烧、结粒造成严重影响。

（4）对中控操作员的应变能力要求较高。两挡窑的窑体缩短后，窑内抗窑尾波动的能力变弱，窑内发生变化时间提前、缩短，所以相比较而言，短窑操作对操作员的能力要求较高。因窑内烧成带长度相对于中长窑无变化，窑况变化后物料进烧成带的时间缩短。当尾温波动较大、物料变化时，窑电流会在短时间内有较大波动，中控应及时降低喂料量、调整窑速，保证烧成系统热工制度稳定。因此，中控操作人员需要加强观察、不断总结，以提高对窑况变化的预判能力和处理能力。

（5）两挡窑内衬的合理配置。在窑体内衬配置上，两挡窑过渡带较短且距大齿圈传动部位较近，此处温度过高会对传动机构造成不利影响，所以在过渡带耐火材料的选择上，应使用导热系数较低的硅莫红砖，不提倡使用镁铝尖晶石砖。镁铝尖晶石砖的导热系数很大，一般在2.7W/m·K，有的甚至达到3.0W/m·K；硅莫红1650和硅莫红1680砖导热系数要低得多，导热系数一般在1.7W/m·K左右，远远低于镁铝尖晶石砖，因此使用硅莫红砖部位的筒体温度能够降到320℃左右。

（6）加强篦冷机的运行管理。两挡短窑出窑熟料温度较长窑高，中控操作员在正确操窑的同时对篦冷机也应精心操作。相对于长窑来说，两挡窑内的物料发粘，堆雪人几率增大，燃烧器定位时不宜退出过多。篦冷机固定风室用风上需保证在斜坡上形成稳定的具有一定厚度的固定料层，一方面有利于二次风温提高，另一方面有利于出窑大块物料的输送，防止形成堆积性雪人。

（7）熟料结粒对窑运行的影响。应减少窑前飞砂，提高熟料成球率。当物料饱和比、硅酸率偏高物料耐火时，系统飞砂大，熟料结粒不均匀，细粉偏多，不仅会造成窑电流偏高，也会使冷却机的冷却效果下降，直接影响窑的正常运行。因此，相对于中长窑，两挡窑在操作上更应注意提高熟料的成球率，稳定窑况。

（8）表2的一组数据说明，总体上二挡窑熟料强度比三挡窑明显提高。

5 结语

综上所述，两挡窑在窑筒体长度缩短、直径增加的情况下，既有与传统中长窑操作相通的地方，也有其显著的特点。一方面应提高入窑前的分解率，另一方面应尽量减少窑前飞砂，控制粘散料的循环量，提高成球率，此外，还应加强对两挡窑筒体表面温度的控制等。■