分解炉锥部结皮的影响及处理

分解炉锥部结皮的影响及处理

摘要：近年来，新型干法生产线预热器锥部及下料管处结皮堵塞很少,但烟室和分解炉锥部结皮仍然较多。本文从对分解炉锥部结皮的原因及特征的分析入手，进而对其结皮现象产生的影响及处理方法进行了相关论述，希望能够起到抛砖引玉的作用。

关键词：分解炉锥部结皮影响处理

一、概述

我公司2500/d生产线于2012年5月2日点火试生产。采用的是喷旋结合的管道炉炉内采用的两个直筒式燃烧器。投产后，随产量的增加，分解炉锥部结皮愈来愈严重。造成窑内产生还原气氛，煤粉不完全燃烧。在投产后一个半月里因分解炉解皮停窑四次每次都要耽误生产12小时以上，开始在预热器锥体开了三个200×200的门子用人工清结皮而只是能够维持不停，清理十分危险，并且漏风严重，影响到热工制度的稳定，严重影响了熟料的生产质量，针对上述情况我公司积极联系设计院于2012年6月中旬进行了一系列的调整和技改。

二、分解炉锥部结皮原因及特征分析

分解炉结皮，与生料中碱含量有关，有关方面测定，结皮中K20含量占10%左右。同时与分解炉温度控制有关，一般炉温控制在900℃左右，就很少出现熔块和结皮现象，一旦超过950℃，炉内物料粘性增加，容易造成Ⅳ级下料管堵塞。为保证分解炉正常工作，炉温不要控制过高，CaCO3，分解率也没必要达到100%，控制在85%~90%即可。通常情况下，分解炉锥部结皮较为严重, 一般情况下,3~4天就需停窑处理。其结皮主要发生在分解炉三次风入口至进料口之间部位, 见图1。

根据结皮与物料成分分析情况表明，结皮主要是由煤灰渣熔结其它物料而形成大块。一般来说，分解炉锥体部位煤灰渣结皮的形成主要是由以下两方面原因造成的：A、燃煤的焦渣特征情况，只有焦渣特征值大于一定等级时方能形成具有一定强度的煤渣结皮；B、分解炉内燃料起火预燃速度快，炉内存在偏流造成锥体部位温度场分布不均、局部高温。但此类结皮的分布特征是在分解炉锥体内衬局部位置形成结皮。根据我厂分解炉下锥体结皮的分布情况及结皮形成时的各物料成分、理化性能情况表明，我厂结皮及其形成具有以下特征：

1.结皮主要是由煤灰渣熔结其它物料而形成的大块；

2.结皮产生时分解炉锥体部位物料分布较为均匀，未存在偏流现象；

3.形成结皮期间燃煤的焦渣特征值均在4 以上；

4.结皮产生期间煤粉的细度均在0.08mm筛筛余6%以下；

5.当燃煤的焦渣特征值在3或以下时，即使煤粉细度在0.08mm,筛筛余6%以下也不形成结皮；

6.当燃煤的焦渣特征值在4~6时，若煤粉的细度控制在0.08mm筛筛余8%以上，分解炉锥体部位也不产生结皮。

根据以上特征及分解炉运行的现象，可以充分说明我厂分解炉锥体部位结皮的原因是：我厂采用的燃煤挥发分普遍偏高，基本都在30%以上，而且原煤热值较高，由于煤粉制备时为满足窑头要求，煤粉的细度一直控制在0.08mm筛筛余小于8%，因此，在煤粉喷入分解炉后，迅速起火燃烧且燃烬速度快，甚至形成明焰燃烧，造成分解炉内燃料燃烧集中在分解炉上游部位，从而在分解炉下锥体部位形成区域性温度偏高，一方面造成分解炉下锥体部位内衬烧损，另一方面在燃煤焦渣特征值大于4时，煤灰易熔结其它物料在此部位形成结皮。

另外，结合我厂分解炉椎体部位结皮的具体现象，其结皮的主要原因是分解炉燃烧器布置位置不当，原燃烧器三个对称喷嘴考虑煤质优劣布置，而燃烧器位置过于靠下，距离C4下料口太远，并且其布置角度偏向侧壁燃烧产生的高温气体不能迅速与物料混合，产生局部高温，导致结皮。另外三次风与分解炉圆周成度夹角入炉，扰乱了分解炉内的流场分布，物料与气流不能迅速混匀，导致局部高温结皮。

通过对分解炉下锥体结皮原因的分析，可以得到以下的启示：在分解炉的优化操作中，应以充足的炉容及良好的流场结构来确保炉内物料适宜的料气滞留时间以及物料的均匀分布，从而实现出炉物料的分解率。在实际控制中应尽可能确保分解炉内温度场的稳定、合理，避免因偏流或原燃材料理化性能波动等造成炉内温度场的局部偏差，从而保证分解炉系统的良好、稳定运行。严重影响了熟料产质量。

三、分解炉锥部结皮的影响

通常情况下，分解炉锥部结皮严重，会使系统通风量减小，造成窑内产生还原气氛和煤粉不完全燃烧。采用加大拉风后，则增大了高温风机的电耗，且把烧成带向窑尾移动，导致熟料提前成球而结粒偏大，黄心料、欠烧料较多。据统计，此时熟料值平均在2.0%左右，28天强度约降低5Mpa。

四、处理措施

设计中分解炉喷嘴共六个，分三组对称分布于分解炉锥体上中下三个位置，可根据煤质情况燃烧速度调整使用。试生产初期考虑我厂用煤属于中等水平，使用中间位置的喷嘴。为解决锥体结皮问题，首先将喷煤管向上移动到最上位置，增加煤粉与物料的混合，运行了一段时间，发现结皮位置向上移动，结皮总面积减少，但仍然很严重达到停窑处理的程度。第二次按相同角度将喷嘴移动到分解

炉锥体上沿部位，提高200mm，并将两后喷嘴旋流平行距离缩短降低炉壁的温度，如此调整后试运行了一段时间，分解炉锥体基本不结皮了，而后煤燃烧不好，发现分解率不容易提高，并且五级旋风筒中扔有燃烧现象。甚至分解率取样中有粉煤灰积存现象，是煤的燃烧分布不合理导致。接下来将后煤喷嘴旋流平行的距离布置到设计与第二次使用的中间部分，距离大约800mm。运行至今，偶尔有少量结皮，不影响生产。

五、结语

综上所述，后煤喷嘴与分解炉的交叉角度要适当，既能燃烧充分又不至于炉壁温度过高；其高度要保持在锥体上部接近直段，与四级的入分解炉物料充分接触；选择的喷嘴位置要与三次风切入口避让，避免煤粉直接被旋风带到侧壁。

参考文献

[1]董萧逸，分解炉锥部结皮的原因分析[J]，水泥，2011(22):86.

[2]张慧玲，分解炉锥部特定部位的结皮处理[J]，水泥工程,2011(5.):129.