一、結圈認識
結圈是回轉窯運行中“常態異常”:常態指其頻繁出現;異常指其導致產量下降、質量劣化、熟料外觀惡化。
二、燃燒器與窯皮的相互作用機理
燃燒器核心功能是在高溫區高效、快速完成燃料燃燒,并以最大熱流密度向物料傳熱。單位時間釋放熱量稱為熱力強度,其大小直接決定熟料形成速率:溫度越高,C₂S吸收CaO生成C₃S越快,游離鈣越低。提升熱力強度需同時優化內因(風煤匹配)與外因(二次風溫)。
(一)熱力強度的關鍵因素:
一次風量:煤量一定時,風量過大帶入過多冷風,燃燒速率下降;風量過小則煤粉分散不良,同樣降低燃速。
一次風速:風速過高會卷吸低溫二次風,降低火焰溫度;風速過低則火焰剛性不足,穩定性差。
煤粉品質:發熱量、揮發分、水分、灰分及細度共同決定燃燒速率。實驗表明,5000 kcal/kg原煤在匹配合理條件下同樣可燒出優質熟料。
(二)燃燒器對窯皮的調控作用
優質燃燒器:可在200 mm以內精準控制窯皮厚度,并使之均勻平整;通過一次風旋流角、軸流風速及二次風匹配即可實現“厚變薄、凸變平”。
熱力強度與窯皮厚度:熱力強度過高時,火焰核心區前移,熟料吸熱不足,10 m之前窯皮被燒薄;火焰尾部溫度降低,液相易掛后圈,形成喇叭口。熱力強度過低則火焰后移,前圈迅速生成。
風速協同:當燃燒器調整效果有限時,可通過三次風閥開度增大二次風風速,輔助火焰后移,削薄尾部窯皮。
(三)需深入思考的問題
結圈主因:配料、操作、燃燒器三者交互。液相量波動、生料稱不穩、煤稱失準是本質;燃燒器只能在穩定條件下發揮最佳效果。
燃燒器與結圈責任:實踐表明,同一燃燒器在不同窯況下表現差異巨大;下料不穩、三率值漂移時,再優燃燒器亦難避免結圈。
熱力強度重要性:萬噸線僅需單燃燒器即可達標,說明熱力強度并非唯一瓶頸;關鍵在于火焰與物料吸熱的動態匹配。
三、結束語
燃燒器對結圈的控制力取決于其與物料、工藝參數的耦合程度。單純依賴燃燒器提產、提質、降耗難度極大,相較之下,優化生料易燒性與系統穩定性更為高效。期待燃燒器在火焰精準調控、智能自適應方面實現突破,為回轉窯高效、低耗、長周期運行提供更強支撐。
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