[科普中國(guó)]-燒成帶

燒成帶溫度是影響水泥熟料質(zhì)量產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，而影響燒成帶溫度的因素很多，例如窯尾溫度、喂煤量、煤的熱值、窯頭溫度、一次風(fēng)量、三次風(fēng)溫、筒體表面散熱、出窯熟料溫度、生料喂料量、入窯物料溫度等等。

簡(jiǎn)介在水泥工業(yè)中，熟料的生成是液相燒結(jié)。以化學(xué)反應(yīng)的觀點(diǎn)看，在其他條件都相同時(shí)，越高的反應(yīng)溫度和越長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，就能得到較高的生成率；同理相同的合成率，溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越短。需要說(shuō)明的是根據(jù)菲克定律，高溫對(duì)固相反應(yīng)的擴(kuò)散也有很大影響?，F(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)追求的是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，即較高的反應(yīng)程度，最低的時(shí)間消耗，從而有最高的產(chǎn)量，因此在得到相同含量時(shí)，追求更少的反應(yīng)時(shí)間成為必然，這就需要有較高的反應(yīng)溫度。

燒成帶溫度是影響水泥熟料質(zhì)量產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，因此如何控制燒成帶溫度、比較燒成帶溫度、監(jiān)測(cè)燒成帶溫度是水泥生產(chǎn)必須考慮的問(wèn)題。1

燒成帶溫度因素分析1、窯尾煙氣溫度

影響燒成帶溫度的因素很多，相互之間耦合性很強(qiáng)，因此單獨(dú)分析某一因素的影響十分困難，以下討論都是假定其他條件相同，變化的只有單一因素。窯尾煙氣溫度是燒成帶溫度向外輸出的重要表征，也是分解爐內(nèi)碳酸鹽分解的重要熱源。

燒成帶溫度隨窯尾溫度的升高而降低，其原因在于假定其他條件不變，即總熱量一定，出窯尾廢氣的溫度越高，帶走的熱量就越多，燒成帶溫度也會(huì)隨之降低。但實(shí)際生產(chǎn)并非其他條件不變，例如隨著窯尾溫度的升高，分解爐內(nèi)生料的分解率可能會(huì)提高，這時(shí)入窯物料的的溫度有可能增加。

當(dāng)入窯物料溫度升高時(shí)，燒成帶溫度有明顯的上升。

2、窯頭喂煤量

窯頭的喂煤量是提供窯內(nèi)熱源的主要方式，窯頭喂煤量的多少直接影響窯內(nèi)燒成帶溫度，但是有時(shí)增加喂煤量，燒成帶溫度并不一定增加，原因是煤粉是否完全燃燒，窯內(nèi)通風(fēng)是否變大等都會(huì)抵消增加喂煤量的效果。在合適的通風(fēng)條件下，整個(gè)窯系統(tǒng)用煤量是一定的，只是窯頭與分解爐的分配比例有所不同。

窯頭喂煤所占比例越大燒成帶溫度越高，這是緣于我們假定其他條件都相同，但實(shí)際生產(chǎn)中，隨著窯頭喂煤量的增加窯尾溫度會(huì)隨著增加，尤其是調(diào)節(jié)窯內(nèi)用風(fēng)量時(shí)。隨著窯尾溫度的升高，窯頭喂煤量的效果逐漸在削弱。因此在增加窯頭喂煤量以提高燒成帶溫度時(shí)，應(yīng)注意窯尾溫度的升高和監(jiān)控?zé)煔庵蠧O的含量。

3、煤的熱值

煤的發(fā)熱量是過(guò)程控制的重要內(nèi)容，其在進(jìn)廠時(shí)就開(kāi)始監(jiān)控，因此對(duì)煤的發(fā)熱量應(yīng)該有較好的控制，但是隨著能源價(jià)格的不斷上漲，煤的品質(zhì)難免出現(xiàn)波動(dòng)，尤其是煤的水分。因此做好原煤的均化，可以避免操作中的不可預(yù)測(cè)性，煤粉熱值的大起大落不僅對(duì)于燒成帶溫度有重要的影響，而且會(huì)伴隨熟料質(zhì)量的波動(dòng)。此外揮發(fā)分含量的變化值得注意，揮發(fā)分的變化可能不會(huì)影響熱值，但是由于火焰長(zhǎng)度的變化，造成火焰溫度的不集中，從而造成燒成帶溫度的下降。因此均化除了對(duì)原煤熱值有利外，對(duì)煤粉的揮發(fā)分穩(wěn)定也十分有利。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于計(jì)量秤的誤差、煤粉細(xì)度、水分的變化都會(huì)造成化學(xué)不完全燃燒和機(jī)械不完全燃燒。

因此精確計(jì)量，控制好煤粉細(xì)度、水分與控制煤的熱值一樣重要。

4、窯頭溫度

窯頭溫度包括四部分：a出窯熟料溫度；b二次風(fēng)溫；c三次風(fēng)溫；d一次風(fēng)溫。四者對(duì)燒成帶的溫度影響各有不同。出窯熟料溫度是熟料帶走熱量多少的表征，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫是冷卻熟料時(shí)的風(fēng)溫，兩者之間存在相關(guān)性。隨著出窯熟料溫度的增加，二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫可能會(huì)升高，假定二次風(fēng)溫和三次風(fēng)溫恒定。

隨著燒成帶溫度的增加，出窯熟料溫度隨之增加，兩者之間有近似直線關(guān)系，但是增加的幅度很小，說(shuō)明出窯熟料溫度受到燒成帶溫度影響很小。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，正常運(yùn)轉(zhuǎn)的窯系統(tǒng)，出窯熟料溫度基本恒定在1300℃，但是二次風(fēng)溫與三次風(fēng)溫卻經(jīng)常隨熟料粒度、冷卻風(fēng)量的變化而變化，而且二次風(fēng)與三次風(fēng)有一個(gè)風(fēng)量分配的問(wèn)題。二次風(fēng)與三次風(fēng)既可同時(shí)升溫，又可以只有一個(gè)升高，在二次風(fēng)量較大時(shí)，窯尾溫度也會(huì)增加。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王沛 - 副教授、副研究員 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所