摘要:
0 前言?
我廠#3機立窯(主要技術參數見表1)生產線1988年建成投產后，其腰風管路調偏火裝置，一直采用人工控制的方式進行操作，基本滿足生產要求，對立窯燒成制度起到了較好的作用。
表1 # 3窯主要技術參數?
窯 型 ? 2.84m×10m盤塔式
上擴大口
高度/m 1.5
角度/° 15
設計產量/(t·h-1) 8.5～9.5
設計運轉率/% 90
熟料率值
KH? 0.88±0.02
SM? 1.2±0.1
IM? 1.8～2.0
卸料裝置轉速/(r·h-1) 0.9～9
電機功率/kW 18.5
鼓風方式 底風+腰風
注：鼓風機為羅茨風機
隨著使用年限的增加、設備陳舊，窯系統操作及該腰風裝置逐漸暴露出不少問題，主要有：
(1)偏火方位和偏火程度的判斷受制于操作工的經驗和精神狀態，因此經常出現判斷不準或失誤現象。?
(2)人工手調腰風閥，時間上存在著滯后性，且開度不易控制，有時出現超調現象，造成一種惡性循環。?
(3)為便于操作工判斷“底火”和“偏火”，操作中使窯面覆蓋的濕料層較薄，不能完全實現淺暗火或深暗火連續操作。
(4)不能實現閉門操作，底火上移，熱耗增加。?
(5)窯面揚塵較多，污染嚴重。又因無安全報警裝置，噴窯、架窯現象時有發生，生產不安全。?
從1993年開始，操作工普遍反映窯況不好控制，經常出現粘邊，呲火、漏生現象，熟料?f-CaO合格率偏低，平均標號不高，產量低于9 t/h；煤耗較高，生料配煤在13.5%～14%，人工控制的調偏火腰風管路，已不能充分有效發揮作用。鑒于上述原因，我們將腰風裝置改造成組合腰風裝置，并改人工控制為微機控制，取得了較好的技改效果。?
1 技改措施?
在充分利用原有腰風管路的基礎上，沿窯筒體中部環周安裝一排(8個)中心腰風風嘴組成組合腰風裝置，并用微機對上層的調偏火風閥進行實時調節。微機系統以APPLEⅡ為核心，外圍設備為檢測、變送和轉換、執行機構等部分，其中檢測部分包括窯壁溫度、煙氣溫度、熟料溫度、風壓、風量、窯面料位和生料流量等檢測單元；變送和轉換部分主要有溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和電流電壓相互轉換元件；執行機構是電動調節閥和電磁調速電機，分別對腰風底火和卸料速度實施調節。微機系統工作原理見附圖。?
附圖 微機系統工作原理?
系統檢測儀器和調節設備采取如下布置：?
(1)在預熱帶下部及冷卻帶的上部窯壁上均布安裝一排(每排4支)特制的熱電偶。?
(2)在冷卻帶的下排熱電偶下方間隔處安裝一排(8個)100 mm調偏火腰風嘴，分別由4臺電動蝶閥控制入窯風量。在窯筒體中部安裝一排中心腰風嘴，由1臺電動蝶閥來控制。?
(3)由窯主風管引出的支風管分別至中心腰風和調偏火腰風部位呈環形管道(200 mm)，與電動蝶閥和各腰風噴嘴相接。
(4)料面設有料位檢測儀表，并換用可調速(直流電機)的卸料裝置。?
(5)在窯煙囪上安裝煙氣溫度檢測熱電偶。?
(6)安裝布料位置指示器，在CRT上顯示重點加料位置。?
(7)在料封管上端利用α-射線料位控制器自動控制卸料，并在料封管中部安裝特制的L型熟料溫度熱電偶。?
2 效果和經濟效益?
現以列表方式簡要介紹組合腰風使用前、使用初期(窯未使用全風)和使用后期(窯使用全風)#3窯有關生產數據。
表2 組合腰風使用前后熟料全分析之比較?
時 間 化學成分/% 率值 礦物組成/%
燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KH KH-?SM IM C3S C2S C3A C4AF f-CaO
使用前
0.91 19.72 5.94 4.72 62 72 4.0 2.0 93.0 89 1.83 1.26 48.64 19.728.01 15.64 2.4
使用初期
0.82 19.76 5.87 4.89 63.34 3.71 0.93 0.89 1.83 1.20 50.12 18.71 7.12 14.92 2.1
使用后期
0.88 20.01 5.52 4.96 62.84 3.52 0.93 0.89 1.83 1.08 51.26 19.01 7.72 15.71 1.8
表3 使用組合腰風前后熟料強度之對比?
時 間 抗壓強度/MPa 抗折強度/MPa
3d 28d 3d 28d
使用前(平均值) 31.7 54.8 5.4 8.2
使用后(平均值) 32.4 59.8 6.7 8.9
表4 使用組合腰風前后熟料產量及電耗之比較?
時 間 產量(平均)/(t·h-1) 電耗/(kWh·t-1) 窯放風情況
使用前 8.8 23.6 25%以上
使用初期 10.2 21.2 15%以上
使用后期 11.6 20.8 10%左右
表5 使用組合腰風前后窯面廢氣成分之比較 %?
位置時間 CO2 O2 CO N2 ?α?
邊部 使用前 20.4 3.8 8.6 68.5 1.01
使用后 26.2 6.1 7.3 59.8 1.16
二肋 使用前 22.0 2.3 11.2 64.5 0.84
使用后 21.1 5.2 6.6 67.1 1.12
中心 使用前 18.3 1.6 17.0 63.4 0.71
使用后 20.2 4.5 7.4 67.9 1.05
實踐表明，應用微機對#3窯組合腰風加以控制后，中心腰風有效地加強了窯內通風，且風量分布均勻，窯面中心部位CO含量由原來的17.0%降至7.4%，O.2的含量由1.6%提高至4.5%。空氣過剩系數由原來的0.71提高至1.05，從而使窯內的煅燒由還原氣氛變為氧化氣氛。由于料球內無煙煤得到比較充分的燃燒，燒成煤耗下降，生料配煤由原來的13.5%～14%降至12.0%～12.5%。使用組合腰風后，相對降低了入窯底風的風量，從而顯著地降低了窯內流體的阻力。羅茨風機的電流亦由260A降232A，同時組合腰風對窯內的熟料進行速冷，減少了α-C2S轉化為r-C2S，且熟料易磨性好，提高了熟料的質量。熟料28d強度平均大于58MPa，出窯熟料的溫度及f-CaO含量明顯降低，組合腰風有效地提高了窯的煅燒能力，使窯的單位截面積的生產能力由1 400 kg/m2·h～1 600 kg/m2·h提高到1800 kg/m2·h～2 000 kg/m2·h，年增產水泥2.5萬t，增加效益52萬元，年節電25萬kW·h，減支12.5萬元。生料配煤由原來的平均13.6%降至12.5%，年節煤1 580 t，減支35萬元。以上三項合計可使工廠增效99.5萬元。此外組合腰風使窯內底火基本控制在喇叭口上下200 mm～250 mm，偏火現象得到有效控制。實現了閉窯暗火或深暗火連續操作，大大減少了棚窯、架窯、噴窯等惡性事故的發生，有效地提高了窯的運轉率。總之運用微機對組合腰風實施控制，具有節電、節煤、優質、高產和生產文明的綜合效果。
作者：馬昭強