6.8 熟料烧成

6.8.2 本条对预热器的设计作出了几点规定。
    1 预热器系统的列数随着窑的生产能力的增大，由单列逐渐发展成双列和多列。4000t/d级以上的预热器系统多数为双列。
    2 旋风预热器由多级旋风筒组合而成。在选用同类型的预热器时，预热器级数越多，则排出气体的温度越低，热回收量越多，但级数越多，每级温度降越少，系统的压力降越大，预热器塔架越高，因此是不经济的。根据目前的使用经验，五级或六级预热器较为经济合理。
6.8.3 本条对分解炉的选型和设计作出了规定。
    1 根据气流和物料在分解炉内的运动方式，分解炉有多种型式。分解炉是一种气固高温反应器，燃料在炉中燃烧放热，在870℃～900℃温度下，生料在悬浮或沸腾状态中进行无焰煅烧，同时完成传热和碳酸盐分解过程。根据工厂的生产实践和分析试验研究，认为不同原料配合的生料有其不同的分解特性，在相同的条件下，达到相同分解率的时间是有区别的，不同的生料其分解指数和终态分解率均有所不同。通常分解炉内燃料的燃烧速率制约着水泥生料的分解，不同来源的燃煤其燃烧特性差异较大，在分解炉内的燃尽时间、燃尽率等特性指标有所不同，因此应按原、燃料特性试验确定分解炉结构参数，并适当留有一定的富余，以适应生产波动。
    2 分解炉的形式不同，其气固两相流场分布亦不相同，气体和固体粒子的运动轨迹亦有差别。因此各种形式分解炉设计的气体停留时间差别较大。根据工厂实际测试及运行状况，本条规定其停留时间宜大于5s。
    3 根据国内外工厂实际生产情况，分解炉的用煤量在55％～65％内为宜。分解炉设计应采用分级燃烧技术，降低炉内氮氧化物生成。
    当采用旁路放风时，热耗随放风量的变化而变化，分解炉的用煤比例也相应变化。
6.8.4 本条对旁路放风系统的设计作出了规定。
    2 骤冷室处粉尘浓度小，可减少随放风气体带走的粉尘量，减轻最终外排窑灰处理的压力，也可降低窑炉的热损失，减少生料损失。
    3 抽取的放风气体温度约1100℃，在骤冷室与冷风混合后，应冷却至450℃或更低，这时气态的有害成分将冷凝黏附在粉尘颗粒之上，不再引发设备的粘壁堵塞现象，再掺冷风后满足进袋收尘器温度要求后，就可以通过收尘，将大量有害成分从烟气中分离，达到通过旁路放风降低烟气中有害成分的目的。
    5 旁路放风废气处理收下的回灰，由于有害成分很高，若进入生产线，将对窑的烧成不利，既易堵塞预热器系统，又降低熟料强度。在满足水泥产品标准质量指标要求且不影响水泥性能的情况下，应有控制地掺入水泥中，或应按相关标准进行妥善处置。
6.8.5 本条对窑尾高温风机的选型与布置提出了要求。
    1、2 窑尾高温风机的风量大、风压高，气体中粉尘含量较大，因此对风机的要求较高。由于风机的功率较大，故要求风机的效率大于80％，并要求能够变频调速。为保证窑生产能力有一定的富余，要求风机选型时，在正常工况条件下，风量、风压皆应留有10％的储备。
    3 风机进风口设调节阀门，便于风机轻载启动，当变频调速出现故障时可用来调节系统风量。
    4 高温风机可以露天布置，取消厂房，减少投资，检修时可采用临时起吊设备，但传动部分设备应有防雨措施，避免雨淋。
6.8.6 本条对废气处理系统的设计作出了几项规定。
    1 对4级、5级预热器系统，设计出预热器系统的废气温度一般在270℃～340℃，这部分热量可烘干原料、燃料和余热发电。
    余热利用的废气应进行工艺系统处理，若用于煤磨车间作为煤的烘干热源时，由于其含尘浓度高，会增加煤的灰分，应经过收尘处理后，再送入煤磨，当用作原料的烘干热源时，则可以直接利用。
    2 袋式收尘器具有技术成熟、可靠性强、无事故排放、收尘效率高等优点，故推荐采用。
    4 废气处理系统虽然废气温度与露点温度相差约30℃，但在通风不良的废气滞流区，外壁的局部地方温度仍可能低于露点温度。另外，在窑的点火升温阶段，收尘器从冷态经废气加热逐渐升温，如有保温，则收尘器温升快、冷凝水少，凝结后也能很快蒸发，可以减少废气对机体的锈蚀。
    5 本款主要针对废气处理系统管道直径大又长的特点，应与废热利用相关的工艺系统尽量靠近，使管道布置紧凑合理，降低管道投资，减少散热损失。
    管道水平布置时，内部易积灰，引起系统阻力增加，荷载加大。
    6 由于增湿塔和收尘器的出灰量不是稳定的，粘壁的大块粉尘经常不定时塌落，其输送设备的能力应比正常的灰量大得多。
    7 当窑和原料磨同时运转时，废气处理系统的回灰可和出磨生料同时进入生料均化库，而当原料磨停时，宜送至窑尾喂料系统或窑灰仓。
6.8.7 本条对回转窑设计作出了规定。
    1 在确定回转窑的规格时，不仅应按照工厂规模对烧成系统产量的要求，而且还应结合具体的原燃料条件、预热器型式、级数以及分解炉的流程是在线还是离线，分解炉的炉型、规格和配置的冷却机型式规格等具体情况综合确定。
    2 国内现有回转窑的长径比(L/D)，一般为14～16，短窑的长径比为10～12。随着水泥工厂规模越来越大，回转窑的转速也相应提高，窑的最高转速一般在4.0r/min～5.0r/min，正弦斜度通常在3.5％～4.0％。
    3 同转窑筒体温度是窑内煅烧状况和窑皮粘挂、窑衬烧蚀脱落及结圈情况的反映，它直接影响到窑的安全运转。目前应用较成熟的是，用红外线扫描测温技术来检测筒体温度。
    4 回转窑设置辅助传动主要是为了检修、保安和镶砌窑衬等需要。为保证辅助传动在紧急(如停电等)情况下能够起动，辅助传动应另有与工厂保安电源连接的回路，并有在突然停窑后，短时间之内重新启动的措施，以防止回转窑的热筒体的变形、连带耐火材料的损坏。
6.8.8 本条对回转窑的窑中部分的布置作了设计规定。
    1 回转窑的中心高度，一般根据冷却机布置标高为基准确定。
    2、3 回转窑基础墩布置尺寸的规定是根据多年来在窑体的机械设计、工艺布置设计以及现场施工安装中所总结而遵循的规则。窑墩基础间应设置联通走道，为了操作维护的方便，栏杆的设置必须保证安全。
    窑的传动装置上部应设置防雨设施，在传动装置和窑筒体之间加隔热设施，布置时防雨、隔热也可兼顾。当需检修时，采用临时起吊设备。
6.8.9 本条是对回转窑冷却通风设计的规定。
    1 回转窑烧成带筒体通风冷却的目的，是在窑内耐火砖内壁形成窑皮保护层，从而对耐火砖起到良好的保护作用，延长耐火砖的使用寿命，提高窑的运转率。
    2 窑筒体在受热后会产生一定的径向膨胀。而在轮带处的膨胀受限，从而在受限部位会产生较强的剪切应力，对这一部位进行通风冷却，可以大大减轻剪切应力对窑筒体金属材质的影响。
6.8.11 本条对烧成系统的煤粉燃烧器提出了配置要求。
    1～3 多通道、低氮氧化物燃烧器主要通过降低一次风用量，提高一次风轴流喷射风速度，合理配置旋流风喷射风量，以降低火焰温度，防止局部高温，降低过剩空气系数和氧浓度，使煤粉在低氧的条件下燃烧，同时也能降低能耗，完全燃烧。
    焚烧替代燃料的燃烧器应根据替代燃料的特性进行针对性设计。
    回转窑所需一次空气量，由于多通道燃烧器本身的结构和形式不同是有差异的，一次风包括送煤风和净风，一次风量的比例大多在8％～15％。
    4 通过多层多点布置燃烧器，将分解炉分为还原区和完全燃烧区，减少分解炉燃烧中的NOx形成，确保煤粉燃尽。
    5 本款规定有利于保护燃烧器不被烧坏和窑的连续安全生产。
6.8.13 本条对熟料篦式冷却机的选用提出了要求。
    2 篦式冷却机所需的冷却风量，要由各室被冷却的熟料量和温度以及篦式冷却机的结构来确定，不同型式的篦式冷却机所需风量和风压不同，一般标况风量为1.8m3/kg～2.0m3/kg。
    4 篦式冷却机的中心线，与窑中心线向窑内物料升起的一侧偏移的距离，应根据窑直径D的大小和窑的转速等因素来决定，一般为0.15D～0.18D，对于直径较小的窑，可以考虑小于0.15D，通过熟料颗粒在冷却机篦床上的优化有序分布，均衡篦式冷却机料层的阻力。