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1、改造的背景原因
    山西中條山新型建材有限公司2500 t/d熟料新型干法生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)為∮4mx60m回轉窯烘干機+低壓損五級預熱器+∮5.8 m(內徑)x28 m的TDF多噴騰型分解爐+ NC33224型第三代推動篦式冷卻機組成，其分解爐和煙室的連接縮口內徑∮1.5m。運行3年來，系統(tǒng)基本平穩(wěn)。但在實際生產(chǎn)中，因中控操作不當及原燃材料有害成分富集使系統(tǒng)結皮較多，造成縮口實際尺寸變小，從而引起一系列工藝問題。如：分解爐內的風量明顯不足，風速過快，物料在爐內的停留時間短，物料預熱分解不好；窯內因通風量減小而產(chǎn)生還原氣氛，既影響煤粉燃燒，又導致窯內因氧氣不足使燒成物料中Fe203還原成Fe0，且還原氣氛對窯磚的損害也非常大（耐火磚內的Fe203被還原后，耐火磚會變得酥軟）；導致液相提前出現(xiàn)，料容易在窯內結大球，同時造成窯內35~39m處結圈頻繁，嚴重時要停窯處理；容易產(chǎn)生夾心料和黃心料，熟料游離氧化鈣超標。因此影響了熟料質量，同時也限制了產(chǎn)量的提高，熟料產(chǎn)量只能維持在平均2 500 t/d左右的較低水平運行。
    產(chǎn)生分解爐和煙室連接縮口縮小的原因通常有：燃燒器位置調整不及時；煙煤質量發(fā)生變化；生料配料成分發(fā)生變化，鐵質校正原料成分偏高，液相量增加。根據(jù)具體情況，我們判斷是由于原燃料成分的波動導致的。我公司采用石灰石、廢砂、銅渣、煤矸石等配料，原制化學成分見表1，煤的工業(yè)分析貝表2。2008年山西“9.8”襄汾潰壩礦難事故發(fā)生后，許多礦山停產(chǎn)接受檢查和整頓。距離事故發(fā)生地僅8 km的我公司也沒有例外，自有石灰石礦山一度無法正常開采，生產(chǎn)所需的主要原料石灰石得不到滿足供應，地處附近的砂巖供應點也被迫停產(chǎn)，燃煤也得不到供應，生產(chǎn)形勢非常嚴峻。無奈之下，我公司只得外購石灰石、燃煤，導致原燃料成分波動很大，此外，公司生產(chǎn)線采用鎂渣代替部分石灰石配料，鎂渣摻入量依次從8%增加到20%，這樣的生產(chǎn)持續(xù)了一年半之久。
    由于原燃材料變化，造成結皮使縮口內徑變小。縮口內徑變小后，無法適應原燃料波動，從而形成惡性循環(huán)、窯熱工制度不穩(wěn)；而燃燒器經(jīng)常因來不及調整造成熟料產(chǎn)質量大幅度波動（經(jīng)常調整燃燒器會損傷窯內的耐火磚和預熱器內的澆注料并大幅縮短其使用壽命），無法實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的。為此我們決定對分解爐縮口進行擴徑改造，改后使用效果良好，還大幅度提高了熟料產(chǎn)量和質量。
2、改造的方案及操作調整
    (1)改造的方案及費用。經(jīng)研究決定，將原有的分解爐縮口內徑∮l.50m擴大到內徑∮1.65m，以改變料、氣運行軌跡，加強噴騰效應，增強物料在爐內的返混度，改善爐內溫度分布均勻性，達到延長料、氣停留時間，提高預熱分解效率的效果。整個改造投資僅4萬多元，包括澆注料和耐熱鋼扒釘費用及所需工時費等。
    (2)操作調整。改后開機，保持相同的投料量(165t/d)，恒定高溫風機液耦開度，三次風閘板開度保持30%暫不調整運行。但窯前溫度偏低，火焰發(fā)飄無力，物料結粒較差、發(fā)散，窯電流較高,f=Ca0合格率僅為20%—30%，且存在結大球現(xiàn)象。為此，我們將三次風閘板開大至70%以平衡窯、爐風量，高溫風機轉速下調為830 r/min，調整后的運行情況良好。主要參數(shù)的變化見表3。
    另在改前的生產(chǎn)中，燃燒器內風開度100%，外風開度60%，一次風機轉速為1460~1570 r/min，羅茨風機出口壓力在30 500 Pa以上，生產(chǎn)較為正常。但筆者曾注意到改前一段時間羅茨風機出口壓力一直呈下降趨勢，從30 500 Pa降至23 400 Pa。判斷可能是燃燒器外風管道磨穿所致(檢修時發(fā)現(xiàn)磨透面積為600 mmx100 mm)，這使窯前火焰黑火頭延長且火力搖擺不穩(wěn)定，燒成帶溫度驟降,f-Ca0合格率降低。為保證燒成帶溫度，必須降低一次風量并提高一次風速。為此把一次風機轉速調整為1380～1 480 r/min，燃燒器內風開度保持不變，外風開度由60%降到40%。經(jīng)此調整后，窯前火焰燃燒溫度驟升，窯內顏色發(fā)白，產(chǎn)量和質量大有改觀，且窯內35～39 m處熟料圈得以消除。
    分解爐縮口擴徑改造后，同時也更換了新的燃燒器，羅茨風機出口壓力保持穩(wěn)定，再沒有下降趨勢，運行三個月時間檢修時，沒有發(fā)現(xiàn)燃燒器外風管道磨穿現(xiàn)象。
3、效果
    縮口擴徑改造和調整操作方法后，系統(tǒng)運行較穩(wěn)定，2011年5～10月，產(chǎn)Ca0合格率保持在90%以上，3d抗壓強度達到33 MPa。由于三次風閘板的開大，預燃爐充分發(fā)揮了其高溫、純氧、低CO：濃度下的燃燒特性且溫度場分布均勻，煤粉后燃現(xiàn)象基本消除；分解爐無塌料現(xiàn)象，窯尾煙室、縮口結皮現(xiàn)象大大改善；未產(chǎn)生夾生熟料、黃心料，熟料產(chǎn)量穩(wěn)定在2 850 t/d。
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