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2024.06.27江苏
一、新型干法水泥技术介绍
1、新型干法的概念：
新型干法水泥技术是以悬浮预热和预分解技术装备为核心，以先进的热工、粉磨、均化、储运、在线检测、信息化等技术装备为基础；采用新技术、新材料；节约资源和能源，充分利用废料、废渣，促进循环经济，实现人与自然和谐相处的现代化水泥生产方法。
2、新型干法的核心：
（1）预分解技术的内涵
预分解(或称窑外分解)技术是指将已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。传统水泥熟料煅烧方法，燃料燃烧及需热量很大的碳酸盐分解过程都是在窑内进行的。预分解技术发明后，熟料煅烧所需的60％左右的燃料转移到分解炉内，并将其燃烧热迅速应用于碳酸盐分解进程，这样不仅减少了窑内燃烧带的热负荷，并且入窑生料的碳酸盐分解率达到95％左右，从而大幅度提高了窑系统的生产效率。
（2）回转窑煅烧工艺技术
1971年窑外分解技术诞生→高效篦冷机发展→进一步缩短窑长→多通道喷煤管的发展→大型化发展阶段5000t/d、7500t/d、10000t/d（成熟阶段）。
窑内气固传热：
热源：煤粉燃烧产生高温烟气；回转窑旋转，物料、衬料（耐火砖）周期性变化，高温气体辐射、对流传热给堆积料表层，堆积料表层以下物料自身传导与衬料接触，接受热量。砖衬是蓄热体、中介体，物料是受热体。
窑内气固反应：
煤粉颗粒受到窑壁和高温烟气体的辐射、对流作用升温，生成干馏气体（挥发分）和固定碳，达到着火温度，迅速氧化燃烧，在二次风作用下完全燃烧。
窑内可以分为分解带、过渡带、烧成带、冷却带。
主要矿物C3S的形成速度取决于液相数量和黏度，物料细度和温度。C3S反应完全需要12～20min。
（3）冷却工艺技术：
熟料冷却机在水泥工业生产过程中，已不再是当初仅仅为了冷却熟料的设备，而在当代预分解窑系统中与旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑等密切结合，组成了一个完整的新型水泥熟料煅烧装置体系，成为一个不可缺少的具有多重功能的重要装备。
二、窑操作指导思想
1、保证最佳热工制度，不断优化工艺参数，确保回转窑长期优质、稳定、高产、低耗运行；
2、树立全局观念，与原料系统、煤磨系统互相协调，密切配合；
3、三班统一操作，风、煤、料、窑速合理皮配，确保热工系统平衡；4、充分利用窑系统气体分析仪，合理搭配炉、窑用煤比例，确保燃料完全燃烧；5、严禁入窑溜子及窑尾烟室高温，防止预热器各旋风筒、分解炉、窑尾烟室等部位结皮、堵塞；6、保持回转窑内合理的热力强度分布，保护好窑皮和窑衬，延长窑系统运行周期；7、合理调整篦冷机篦床速度和各室风量，提高热回收效率；
8、带余热发电的窑，要做好篦冷机风量的调整，与发电系统密切配合，以提高系统的热回收效率。
三、窑系统的投料操作
一、新建窑第一次投料
烧成系统耐火材料烘烤结束后，如确证没有必要熄火进行内部检查，一般可以进行投料运转，操作时要较快地稳定燃烧，挂好窑皮，提高产量。经验表明：窑外分解窑产量过低反而易出工艺故障，产量高时有利于稳定操作，故应力争稳定地突破“操作死区”：在初次点火投料后3天后基本上达到正常满负荷生产。
(一)投料准备
1、确认检查门，人孔门，清扫孔等全部关闭密封；
2、确认各级旋风筒锥部清吹的压缩空气管路畅通。
3、进行系统各部位温度检查，投料前1小时内做预热器投球试验，确认系统畅通．
4、将预热器所有翻板阀放下，并调整好配重，确认各翻板阀灵活自如。
5、确认系统所有机电设备，各种计测仪表能正常连续工作，DCS系统正常。
6、核实煤粉仓中的煤粉，均化库中生料能满足生产初期的要求储量。
8、准备好各种清料、检修，安全防护等设施和设备，保证能随时取用。
(二)投料条件
1、系统烘烤按要求完成。
2、窑尾温度到950℃或最下一级旋风筒出口温度达750℃，预热器出口温度达330℃左右。
3、准备工作就绪。
(三)投料操作
2、启动窑头冷却机及熟料输送设备，启动窑尾废气处理设备，启动高温风机。
3、停止窑慢转，通知现场脱开盘车离合器，启动窑主电机。
4、调整窑尾排风机档板，将高温风机出口压力控制在－150Pa。
5、启动窑喂料组，喂料量以满负荷的30％进行喂料，同时调整高温风机速度和挡板，调整窑尾排风机控制预热器出口负压在-1.0KPa-----1.3KPa左右，同时增加窑头喂煤至窑喂料量11％左右，窑速设定在0.5rpm。
6、控制预热器出口O2含量，调节分解炉喂煤量，使窑尾温度在1050℃---1100℃，分解炉出口控制在840℃，预热器出口温度在400℃以内。
7、投料后，将冷却机风量增加，前4台控制在额定风量的50％，后部风机控制在30％左右。篦冷机前部料层厚度控制在450—650mm。
8、调节窑头排风机的档板和频率，使窑头负压在－50Pa左右。
9、根据窑尾N0x，窑系统及窑尾温度的变化，调节风、煤、料及窑速，并逐渐增加喂料量，最终将窑稳定在喂料量为满负荷的40％，窑速设定在1.0---1.2rpm，稳定运行。
(四)加料、投炉搡作
冷却机及三次风管烘烤结束后，可投入分解炉的运行：逐渐增加窑喂料，注意风、煤、料和窑速间的配合，保证出窑熟料的质量合格。国内在线分解炉有TDF炉，NST--1管道喷腾炉等，离线分解炉有MFC型、ILC型等，公司目前采用的分解炉均为在线分解炉，故仅对在线炉操作叙述如下：
1、如分解炉喂煤系统正常，投料即可投炉，启动分解炉喂煤设备，控制分解炉出口温度在840℃左右。
2、如分解炉喂煤未投入，当SP窑喂料量最大时，窑速在1.0-1.2rpm，稳定运行后，控制预热器出口O2和CO的含量，将高温风机拉风加大，三次风挡板开至10%-15%。此时启动分解炉喂煤，加大喂料量，根据分解炉出口温度调节喂煤量，将分解炉出口温度控制在860-870℃，适当加大冷却机风机的风量，调整冷却机篦速。
3、每十分钟增加喂料量10t/h，窑速增加0.1rpm，稳定分解炉温度，预热器出口O2控制在2.5-3.0%，稳定窑电流，切忌加产过快。
4、根据窑内的煅烧情况，逐渐增加窑、炉喂煤量，同时注意窑速、喂煤量和通风的配合，随着系统抽风的增加，将三次风挡板开度逐渐加大。
5、按加料曲线逐渐增加喂料量至满负荷，窑速逐步加到满负荷窑速，窑炉喂煤比例最佳为40：60左右，冷却机风量调整至设计风量，三次风挡板开至35-40％。
二、计划检修后投料
计划停窑检修后，系统已作常规检查，已进行各系统联动试车，并已按升温曲线进行升温，准备工作已基本就绪，具体细节可参考新建窑第一次投料准备工作。
1、系统已按井湿盏线升温至窑尾温度950℃或最下一级旋风筒出口温度达750℃。
2、准备工作就绪。
(三)投料、加料及投炉操作
投料、加料及投炉细节步骤与新建窑第一次投料及投炉相同。但无需烘烤冷却机及三次风管，故不必按加料曲线操作。投料后，窑工况稳定，熟料质量合格，即可进行加料操作。
三、临时停窑后投料操作
因临时停窑为处理某一故障，故只需确认该故障已排除，系统已作停窑常规工艺检查，并无异常，即可进行投料操作。
(一)临时停窑在三个小时以内或窑内留煤保温，投料时窑、炉同时运行，以40％喂料量进行投料，迅速将高温风机拉风加至60％左右，迅速增加窑、炉喂煤和冷却机风量，提高分解炉出口至860--870℃，窑尾温度升至1050--1100℃，尽快稳定窑况，并逐渐加窑速和喂料量。
此时操作要迅速，但喂料量及窑速不可增加太快，防止窑内窜料，调整应视窑内热工制度而定，随着窑速的增加，冷却机速度和风量要跟上，要避免冷却机压死和提供足够的二、三次风。
投料操作是窑系统从点火到正常操作的关键步骤，是窑系统热工制度稳定的关键，要保证投料操作一次性成功，还需注意以下几点：
3、系统投料后在生料进入烧成带之前，要采取“留火等料”的操作方式，既要保证烧成带有一定的高温，砖面发红，又要防止过高温使耐火砖烧融，既要保证挂好窑皮，熟料结料细小均匀，又要严防结大块和跑生料。
4、从熟料进入冷却机开始到正常生产的整个操作过程中，应保证冷却机的冷却效率，控制合适的冷却风量和篦床速度，尽可能提高二、三次风温，这对确保窑内燃烧气氛和窑前温度，加产至正常生产尤为重要。
5、投料过程中，要控制好预热器出口漫度，投料时启动喂料组和调整高温风机风量要及时，以防预热器出口温度过高(大于450℃)，影响高温风机的运行。
6、操作过程中，风、煤、料、窑速要匹配，并注意控制预热器出口O2、CO含量，避免不完全燃烧产生。
四、窑系统正常生产工艺操作管理
一、窑系统主要工艺参数的设定和控制
从预分解窖生产的客观规律可以看出，均衡稳定运转是预分解窑生产状态良好的主要标志。生产实践表睨，日常生产中使窑系统处于良好的生产技态，主要通过以下窑系统工艺参数的设定和控制来实现的：
(一)烧成带温度的判断和控制
(二)预热器系统工艺参数设定和控制
(三)窑速和生料喂料量设定和控制
(四)冷却机的工艺操作
它们调节控制的目的是从窑系统的热力平衡规律出发，完成对全窑系统“前后兼顾，综合平衡”，使窑系统保持最佳的热工制度，提高熟料的产量和质量，降低系统能耗，实现持续地均衡运转。
(一)、烧成带温度的判断和控制
窑内的烧成带温度：直接影响到熟料的产质量、熟料的热耗和耐火材料的长期安全运转，掌握好烧成温度，稳定热工制度是窑系统工艺操作的主要任务之一，根据生产实践表明和理论分析，烧成带温度的判断和控制主要通过窑头火焰、窑尾氧化氮(NOx)浓度、窑电流三个参数变化来判断，通过调整喂煤、喂料、窑速度等实现控制的。
1、窑电流(对烧成温度反映权值为50％)
由于煅烧温度较高的熟料，被窑壁带起得较高，因而其传动电流较煅烧差的熟料为高。故此结合窑头火焰温度的测量和废气中N0x浓度等参数，可对烧成带物料煅烧情况进行综合判断。但是由于窑内掉窑皮以及喂料量变化、入窑生料成份波动等原因亦会影响窑转动电流的测量值，结合生产实践对窑转动电流变化的原因总结为：
在某一操作状态下窑电流逐渐上升，可能原因有：
(1)窑内煅烧温度平缓升高，窑况良好，有利于提高熟料煅烧质量。但操作中应防止物料“过烧”，把f-Ca0控制在合理范围之内，不仅保护耐火材料又降低系统热耗。操作中调节控制如：略降低分解炉出口温度的控制或减少窑头用煤量等。
(2)生料喂料量与窑速未同步操作或调整。窑速设定控制过慢，或调整生料喂料量时窑速控制未作相应调整，使窑中物料填充率加大，导致负荷过大。
(3)熟料煅烧过程中，烧成带温度及NOx浓度变化不大，而窑电流上升，可判断为大量窑皮跨落，使窑转动产生偏心力矩，其电流上升。
(4)熟料煅烧过程中：烧成带温度及NOx浓度大幅度下降，可判断为窑中后圈垮落，生料前移至烧成带，电流上升。
(5)生料成份发生波动，石灰饱和系数上升，物料易烧性下降，被迫提高窑内煅烧温度，导致液相增加，物料被窑壁带起的高度增加，窑电流上升。
当在某一工艺操作状态下窑电流下降原因有：
(1)窑内燃烧温度较低，熟料被窑壁带起得较低，窑况较差，不利于提高熟料的质量，操作应做相应参数调整。如略提高分解炉出口温度，增加窑头煤粉量，或略减窑喂料，加强煅烧改善窑况。
(2)熟料煅烧过程中，烧成带温度、NOx浓度变化不大，篦冷机一段压力上升，可判断为前圈跨落，造成窑电流下降。
(3)生料成份发生波动，石灰饱和系数下降，生料易烧性好，所需煅烧温度低，熟料易烧结，产生液相量相对较少，物料被窑壁带起的高度较低，窑电流下降，此情况要注意烧流。
2、氧化氮(NOx)浓度(对烧成温度反映权值３０％)
在生产实践中NOx浓度除与O2含量及烧成带温度有关外还与以下因素有关：（１）分解炉出口温度；（２)燃料的喂入量；(３)不完全燃烧等。因此在工艺操作中结合以上控制参数，对烧成带温度洚出正确判断，有利于熟料的产质量稳定和系统耐火材料的保护。窑尾废气中NOx浓度控制范围一般在５00ppm～６00ppm。
3、窑头火焰温度(对烧成温度反映权值为20％)
窑头火焰温度通常以比色高温计测量，作为监控熟料煅烧温度的标志之一。正常熟料煅烧状况下，窑头火焰温度控制在1650℃--l750℃之间。根据生产实践表明窑烧成带火焰温度，仅可作为烧成带温度高低综合判断的参考，且要注意窑头飞砂对其准确性的影响。有些工厂没有安装比色高温计，可通过摄像头或现场直接看火来判断。火焰亮且集中，说明烧成带湿度较高；火焰发暗且较散，说明温度不够。
(二)、预热器系统的工艺参数的设定和控制
1、窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成份
窑尾分解炉出口或预热器出口气体成份的测量是通过装置在各相应部位的气体成份自动分析装置检测的，揭示着窑内、分解炉等整个系统的燃料燃烧及通风状况。在工艺操作中结合各处气体成份分析，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一氧化碳，又不能有过多过剩空气增大系统热耗。一般窑尾烟气中O2含量控制在0.6％-1.5％，预热器出口气体中O2含量控制在2.5％左右。
在工艺操作中预热器出口氧含量通过调节窑尾排风量来控制，使窑中保持通风良好状况。窑尾烟气中O2含量通过调节三次风阀门的开度来控制，使窑中通风和分解炉燃料燃烧用风两者平衡，保证窑内的煅烧温度和防止烟室结皮。
2、窑尾烟室及最上级旋风筒出口负压
在工艺操作中当最上级旋风筒出口负压和窑尾烟室负压上升时，其判断可能原因有：
(1)系统通风增加，风速提高，系统压损增加。
(2)结合气体分析结果和窑头罩负压，如果气体分析O2含量下降，NOx下降，窑头罩负压下降或正压时，判断烟室结皮过多或窑内通风不良。
在工艺操作中当最上一级旋风筒出口负压及烟室负压下降时，需首先检查系统通风是否减少，检查喂料是否正常，各级旋风筒及分解炉漏风状况，如均属正常，则需结合气体分析成份确定窑尾排风量是否足够，适当加大高温风机转速保持窑内通风工况良好。
3、各级旋风筒锥部负压
各级旋风筒锥部负压表征了各级旋风筒的工况。在工艺操作中当某级旋风筒锥部负压下降或出现正压时，应结合该级旋风筒出口气体温度和下料管物料温度及下一级旋风筒出口温度变化判断该级旋风筒锥部是否物料堵塞。
4、最上一级旋风筒出口气体温度
最上一级旋风筒出口气体温度一般控制在310℃-330℃，它与窑系统预热器形式有直接联系，反映生料预热系统的热交换效率和气固分离效率，同时又反映系统通风量的大小，风料比是否合适。
5、分解炉温度
在生产中，窑系统采用不同炉型完成生料的分解，分解炉出口气体温度随炉型不同而略有不同，控制范围为860℃-880℃。分解炉出口气体温度的控制，应严格遵守“风、煤、料”平衡操作控制思想，依据熟料煅烧质量和入窑生料成份波动情况对分解炉出口气体温度进行调节，控制在适当范围之内。为防止分解炉出口气体温度过高使Ｃ５级旋风筒及下料管物料粘结堵塞、烟室结皮，分解炉出口气体温度控制严禁超过890℃。
6、窑尾气体温度．
窑尾气体温度与烧成带煅烧温度一起表征窑内各带热力分布状况：又同旋风筒出口气体温度、分解炉出口气体温度一起表征预热器系统的热力分布状况。适当的窑尾温度有利于窑系统物料的均匀受热，并防止窑尾烟室、Ｃ５旋风筒下料管道因超温引起物料粘结堵塞。生产实践表明；窑尾气体温度可控制在1050℃-1150℃，有利于窑系统的正常运行和热工制度的稳定。
(三)、窑速和生料喂料量的设定和控制
在预分解窑系统操作中强调风、煤、料三者的平衡及窑速和生料喂料量之间的平衡，它们对窑系统热工制度稳定、正常运行、熟料的产质量有重要意义。根据生产经验表明，在工艺操作中窑速和生料喂料量同步调节，保证窑内物料填充率及荷载分布稳定，有利于熟料煅烧和降低系统热耗。
(四)、冷却机的工艺操作
冷却机的工艺操作过程是熟料煅烧生产控制的一个重要组成部份。冷却机的工况直接影响窑系统热工制度的稳定，从而影响熟料的质量。其工况的好坏主要从以下几个工艺参数反映。因此，对冷却机工艺操作主要通过对这些工艺参数的调节来达到稳定冷却机工艺操作的目的。
1、窑头罩负压
窑头罩负压表征着窑内通风及冷却机余风及三次风之间的平衡，工艺操作中通过调节冷却机余风排风量，控制窑头负压，一般保持在-50～-100Pa。
工艺操作中不允许窑头形成正压，否则窑内飞砂料飞出会使窑头密封圈损坏，也影响人身安全及环境卫生，对窑头的比色高温计及电视摄影头等仪表正常工作不利。
2、冷却机一室篦下压力
冷却机一室篦下压力不仅反映冷却机一段篦床料层厚度，亦更映了窑内烧成带物料煅烧的状况。生产中对窑系统的正常操作很有指导意义。结合生产实践对冷却机一室篦下压力变化的原因总结为：
(1)当烧成带煅烧温度下降，导致熟料结粒细小或生料成份波动影响熟料正常结粒，使冷却机料层阻力增大，篦下压力升高；
(2)由于窑工况不稳定，出现跑生料、跨前圈及窑皮挂结不平衡频繁跨落，也会导致一室篦下压力大幅度升高，同时窑头罩负压也上升。跑生料时，篦下压力是先短暂升高后急剧降低。
(3)当烧成带煅烧温度较高，熟料结粒粗大时，料层阻力下降，一室篦下压力下降。
3、冷却机熟料料层厚度
冷却机一室料层厚度的对控制入窑二次风温、三次风温及冷却机的热回收效率有直接影响。在工艺操作中通过对各段篦床的驱动速率调节来控制冷却机的熟料层厚度在合理范量。合理的料层厚度能够提高二、三次风温及冷却机的热回收效率，降低熟料热耗、稳定系统的热工制度。参考国内冷却机工艺技术参数表明，熟料料层厚度稳定控制在550mm-700mm，入窑二次风温稳定在1050-1150℃、三次风温稳定在850-900℃。
4、冷却机余风温度
冷却机余风温度一般控制在250℃以下，其是衡量冷却机热回收效率及冷却机操作是否合理的一个标准。根据生产实践表明造成冷却机余风温度过高的主要原因及预防措施有：
(2)冷却机用风量不合理：主要表现为熟料在热回收区使用风量过少，使熟料得不到急冷，而在熟料中温区及低温区为加快冷却，又不得不加大冷却风量，致使冷却机余风温度上升。其措施为：调节冷却风机挡板，合理控制冷却机在热回收区、中温区、低温区的风量。
五、窑系统停窑工艺操作管理
在新型干法水泥生产企业，停窑工艺操作分两种情况：
2、回转窑运行过程中系统停电、设备故障或故障引起的断料、断煤等，一般需要几小时进行抢修工作，尽快恢复窑的正常生产，称为临时停窑。
一、计划检修停窑：
2、炉仓煤粉快用完时，排尽仓壁粘结煤粉，确认炉仓煤粉烧完后，停止炉转子称，同时减喂料到SP窑喂料量，略增窑用煤粉量，防止生料窜出，减小系统抽风，关闭三次风档板。
3、SP窑运行时，窑内物料逐渐减少，窑传动功率下降较多，逐渐降低窑速，同时降低冷却机驱动速度，减少冷却风量，保持篦床上有一定的料层厚度。
4、停止窑喂料组设备，确认生料全部入窑后停止输送设备，保证窑头煤粉可以空烧10min左右，降低高温风机转速，确认窑仓煤粉烧完后，停窑转子称，降低一次风机压力。
5、停窑主马达，通知现场合上辅传，按停窑安全操作规程程序盘窑，停止窑筒体所有冷却风机，停高温风机主电机，合上高温风机辅传。
6、减小冷却风机风量到最小，确保冷却机风室不漏灰即可，确认篦床物料走完后停止蓖冷机驱动，停止冷却风机、窑头排风机、粉尘和熟料输送等不需要运行的设备。
7、停止一次风机，用事故风机冷却燃烧器。
8、根据检修需要维持窑头、窑尾风机入口挡板一定的开度。通过调节这些阀门来控制窑系统的冷却速度，严禁拉大风急冷或者打开大气排放阀抽风急冷。
二、窑故障停机的操作：
1、停窑喂料及窑喂料输送组设备。
2、停止分解炉喂煤设备，停止高温风机或降至最低转速，窑头喷煤1-2t/h，使窑内保温。
4、降低篦冷机速度，减小冷却风量，篦板不漏灰即可，调节窑头风机入口阀门开度，保持窑头微负压。
5、将一次风机出口压力设定到最小，冷却燃烧器。
六、窑系统工艺操作安全
在日常操作中，应将安全工作放在第一位，严格执行《中控操作规程》，保障员工人身安全，保证设备安全高效运转，并要特别注意下列问题：
1、严禁向筒体上直接喷水降温
2、严禁频繁调整窑头燃烧器
国内的预分解窑主要是在2002年后大规模发展的，很多技术人员是在湿法窑的管理基础上转化为干法线管理的，包括水泥设计院推广的很多管理思路没有跟上干法技术的发展，所以在管理理念上存在很多误区，如在窑筒体上喷水降温、频繁调整进出窑头燃烧器、对窑托轮瓦喷水降温等，造成了很多事故。窑头燃烧器的位置对窑皮有直接影响，调整燃烧器后窑皮会发生变化，一般需要2～3天才能看出，频繁调整燃烧器会造成窑皮频繁挂脱，会给过渡带的耐火砖造成致命影响。有的工厂在窑内结圈后，通过调整燃烧器位置来处理，甚至每个班对窑头燃烧器进出调整一次，虽然对处理结圈有一定效果，但会造成耐火材料寿命严重降低。只有在窑内结圈严重、影响熟料的产质量时，才允许对燃烧器位置做适当调整，并要观察窑皮变化，不得每个班都对燃烧器进行推进量调整。
3、严格遵守操作规程，严禁违章操作
《中控操作规程》是中控操作的重要指导书，是操作经验的总结和集体智慧的结晶。中控操作员必须严格执行《中控操作规程》和《安全操作规程》，确保现场员工的人身安全和设备安全运行，在需要解除设备的联锁关系时，必须申请并报批后方可实施，在现场故障解除后，要对设备联锁进行恢复。在出现某些管理人员违章指挥时，操作员有权拒绝违章指令，并向生产部领导反映或向公司分管生产领导汇报，共同研讨，以解决生产问题。