水泥熟料煅燒技術(shù)是水泥生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)。預(yù)分解窯煅燒技術(shù)用于熟料生產(chǎn)，使回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量大大提高，窯襯的穩(wěn)定性增強(qiáng)，熱耗降低，燃料選擇范圍加寬，大氣污染程度大大降低。在生產(chǎn)中，由于操作人員技術(shù)的理論水平和實踐經(jīng)驗存在差異，加之系統(tǒng)設(shè)計的些許不合理，預(yù)分解窯煅燒技術(shù)的優(yōu)勢不能充分發(fā)揮，這在一些新型干法水泥生產(chǎn)線上是常有的事情。預(yù)分解窯煅燒技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮的關(guān)鍵在于是否合理把握好風(fēng)、煤、料的配合。根據(jù)近幾年的生產(chǎn)運行實踐，筆者僅就窯內(nèi)通風(fēng)量的控制提出一些看法與同行交流。
1 對預(yù)分解窯窯內(nèi)通風(fēng)量的要求
(1)在頭煤用量波動范圍內(nèi)始終有足量的O2供燃料燃燒，保證窯內(nèi)不出現(xiàn)還原氣氛，而且使窯內(nèi)O2適度偏大控制。
眾所周知，長期以來窯尾結(jié)皮一直是眾多預(yù)分解窯生產(chǎn)線的一大難題。為了緩解結(jié)皮，一方面要控制原燃料有害元素的帶入量，另一方面得減少有害元素在高溫帶的揮發(fā)以增加出窯熟料有害元素的帶出量。本文以國內(nèi)普遍的硫過剩為例。硫的揮發(fā)系數(shù)隨窯內(nèi)O2量增加而降低。窯內(nèi)硫揮發(fā)量主要來自CaSO4的熱分解：
CaSO4=CaO+SO2+1/2O2
這是一個可逆反應(yīng)。在溫度一定的條件下，當(dāng)O2量增加時，反應(yīng)利于向左進(jìn)行，CaO、SO2減少，CaSO4增加;否則反之。國外實驗室對不同O2量的SO2測定認(rèn)為：O2量4%左右是抑制熱生料中SO2揮發(fā)的關(guān)鍵點，當(dāng)O2量大于4%左右后，生料中SO2釋放量明顯地大幅下降 ;且隨O2量的進(jìn)一步增加，生料中SO2釋放量繼續(xù)下降 [1]。
窯內(nèi)存在不完全燃燒時，部分煤粉落在料面上，硫酸鹽與C作用，生成SO2：
K2SO4+C→K2O+SO2+CO
CaSO4+C→CaO+SO2+CO
這是SO2揮發(fā)量增加的又一途徑。
另外，燒成帶溫度提高及燒成帶物料停留時間增加，SO2揮發(fā)量均會隨之增加。
以上情況的種種組合使熟料攜帶出窯的硫酸鹽含量變化范圍頗寬。而窯尾煙氣中SO2濃度過高，致使結(jié)皮加劇，影響窯內(nèi)通風(fēng)，還原氣氛更濃，SO2揮發(fā)更多。結(jié)果，系統(tǒng)陷入惡性循環(huán)之中，熟料產(chǎn)質(zhì)量也受到影響。窯內(nèi)還原和還原─氧化反應(yīng)在窯磚內(nèi)產(chǎn)生體積效應(yīng)(包括反復(fù)地收縮與膨脹相更迭的體積效應(yīng))，磚的結(jié)構(gòu)弱化，強(qiáng)度降低，窯磚易于損壞。
(2)窯尾縮口等部位的風(fēng)速足以保證日常運行中不塌料，而分配給三次風(fēng)管的通風(fēng)量能滿足爐煤燃燒對新鮮空氣量的要求。
窯尾縮口等部位風(fēng)速不足從而引發(fā)塌料在生產(chǎn)中時有見聞。對于國內(nèi)近幾年最為流行的爐型，窯尾煙室上方即為爐的下錐體底部縮口，其風(fēng)速如果不足以托住下錐體內(nèi)高濃度、且分散并不十分均勻的熱生料，就會觀察到部分生料一股股黑影般地下竄入窯。這些短路入窯生料的碳酸鹽分解率很低，給燒成帶增加了負(fù)擔(dān)，不得不加大頭煤用量來提高火力以彌補(bǔ)預(yù)燒之不足。另外，塌料會破壞系統(tǒng)熱工制度，令系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。對于某些離線分解爐，三次風(fēng)自爐下錐體進(jìn)入，也存在風(fēng)速與熱生料濃度及其穩(wěn)定性的匹配問題。一旦塌料，熱生料進(jìn)入三次風(fēng)管，整個燒成系統(tǒng)會極度混亂，導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。分解爐的新鮮空氣來自三次風(fēng)。若該風(fēng)量過大，容易燒垮爐襯;過小，爐的能力受削弱。三次風(fēng)的風(fēng)路與窯的風(fēng)路兩者并聯(lián)，彼此的風(fēng)量有“此少彼多”的相關(guān)關(guān)系，不可顧此失彼。
(3)燒成系統(tǒng)低能耗運行。
在三次風(fēng)支路加大通風(fēng)阻力來加強(qiáng)窯內(nèi)支路的通風(fēng)量時，窯內(nèi)支路的通風(fēng)阻力也將上升。結(jié)果，可能使系統(tǒng)的總阻力上升，拉風(fēng)電耗增大。因此，窯內(nèi)通風(fēng)量并不是越大越好，只要適度偏大即可。適度偏大的窯內(nèi)通風(fēng)會緩減結(jié)皮，減少通風(fēng)阻力。但風(fēng)速上升以及由此引起的揚塵量增加，均會使動壓頭損失增大，而動壓頭與風(fēng)速的平方成正比。因此窯支路降低通風(fēng)阻力的要求依然存在。另外，要在盡量低控C1筒出口空氣過剩系數(shù)的前提下搞好二、三次風(fēng)風(fēng)量的精細(xì)分配。一些生產(chǎn)線在窯內(nèi)通風(fēng)不足而三次風(fēng)又偏大的情況下自覺或不自覺地靠加大C1筒出口抽力的辦法來解決窯內(nèi)通風(fēng)量低的問題，則電耗熱耗均上升，很不經(jīng)濟(jì)。