面向新世纪的水泥燃料燃烧技术和装备（2）

3 高度重视燃料燃烧系统工程的完善

　　连续、稳定、准确地喂煤是稳定窑的热工制度，降低热耗，提高熟料产、质量、实现安全运转的一个关键因素，其喂煤量的调节要方便灵活，设定值给定后，又能自动定量控制。由于煤粉干燥，细度小，通常流动性较好，会冲料，也会结露、起拱。因而不少企业的煤粉喂料计量系统不如人意，即便是新型干法窑其煤粉的喂料、计量控制状况相互间也是良莠不齐、差别很大。立筒窑基本上很少设计量控制，仅有调速的双管或单管螺旋喂料机，早期的预热器窑、预分解窑也与此相似，后建的相当多的中小型预热器窑、预分解窑采用冲量流量计计量控制，部分大、中型预分解窑采用溜槽式流量计，还有部分大中型预分解窑采用了转子秤、科里奥里喂煤计量系统，相当一部分采用的则是环状天平型计量供给系统。

　　实践证明，燃料燃烧快不仅仅是燃烧器问题，喂煤计量控制也不仅仅是一台流量计问题，燃料燃烧是包括燃烧器、煤粉喂料计量控制、煤粉输送在内的系统工程，节能型燃烧器只有配上合适的喂煤计量控制，才能充分发挥其效能。

　　首先要解决喂煤的稳定性，除了喂料机要有较高精度，煤粉要充满以外，其煤粉仓的设计要给以足够的重视。如果煤粉仓的流动问题解决不好（如涌、结拱堵塞），那么喂料机的稳定均匀喂料是难以实现的。

　(1) 煤粉仓锥部倾角要大于煤粉的休止角，并尽可能加大，使仓内煤粉卸出时呈整体流动，而不是中心流动；

　(2) 煤粉仓要有一定的仓容，仓快空时易冲料，最好是设计成传感仓，将仓内的煤粉维持在一定的仓位上；

　(3) 仓底卸料口不仅要考虑喂料机的输送能力，还应从防止结拱考虑，要增大卸料口尺寸。

　　煤粉质量也必须稳定，煤质波动较大时必须设置原煤预均化。

　　为了确保计量精度，喂料、计量系统内必须消除煤粉输送系统返风造成的正压，否则返风将使计量不准，喂煤也不稳定，这就要在恰当部位设置放风管，并注意维持压力的平衡。

　　关于煤粉计量，中小型干法窑可考虑采用冲量式流量计，只要煤粉喂料稳定，且系统消除返风影响，它们仍能达到一定精度，其结构简单价格便宜，占用空间不大，在大型企业可考虑选用价高但精度高的转子秤和科里奥喂料计量系统，在两者之间的企业可选用价格适中、有较高精度的环状天平型计量供给系统。

　　煤粉的输送通常有文丘里管输管、简易螺旋泵输送、K-F富勒泵输送三种。文丘里管输送通常在不设计量，依然采用单通道燃烧器的中小型预热器、预分解窑上使用，它虽然也可与三通道燃烧器配套，但常因系统返风解决不好，难以使冲量流量计计量准确，喂煤也不易稳定，因此今后在完善燃料燃烧这一系统工程时以不用为宜。简易螺旋泵密封性较差，故障较多，虽价格便宜，从提高输送系统可靠性考虑，也以不用为宜。F-K富勒泵是用引进技术，国内制造的，虽然价格较贵，但从确保喂煤计量的准确、提高输送的可靠性等方面考虑，应该是首选的输送设备。

　　总之，在新世纪到来之际，提高喂煤计量控制、煤粉输送的档次，已摆在大多数水泥企业面前，我们要引起足够重视，要舍得花本钱，使节能型燃烧器有用武之地，以使回转窑优质、高产、低耗、长期安全运转跃上一个新的台阶。

4 大力推广利用地方燃料资源的新型燃烧技术和装备

　　在水泥回转窑上充分利用低挥发份煤、无烟煤等地方燃料资源，是面向新世纪的水泥燃料燃烧技术在实施可持续发战略方面的题中之意，它不仅能降低回转窑水泥企业的工厂成本，大幅度提高这些企业的经济效益，而且能使缺乏烟煤但盛产无烟煤、低挥发份煤省区解决制约回转窑水泥发展的燃料问题，既充分利用了地方燃料资源符合可持续发展战略的要求，又利于这些资源丰富的省区改变立窑水泥多、旋窑水泥少的结构失调现状，加快水泥工业的结构调整。

　　国外公司从八十年代就着手开发回转窑用无烟煤、低挥发份煤煅烧熟料的技术和装备，并应用于世界上缺乏烟煤的北朝鲜、西班牙等国家。国内九十年代中期引进外国公司烧100%无烟煤的技术和装备，首先在福建龙岩三德水泥有限公司日产2000吨新型干法生产线取得突破，后又在福建岩城水泥集团日产600吨五级预热器窑生产线取得成功，后者的烧成系统仅引进了窑头多通道燃烧器，其余窑尾五级预热器系统、回转窑、单冷机均为国产设备。目前在缺乏烟煤而盛产无烟煤的省区，还有多条采用无烟煤作燃料煅烧熟料的回转窑生产线正在建设之中，可以讲无烟煤煅烧回转窑水泥熟料已成为一股最新潮流。

　　回转窑利用无烟煤煅烧水泥熟料，需要一整套新型燃烧技术和装备，以适应无烟煤着火温度高，燃烧速慢，燃烬时间长的特点。首先要严格控制入窑、入炉煤粉细度。根据国内外经验，通常入窑的细度≤5%，入炉≤3%（均为4900孔筛余），新设计的厂可以配置专用的无烟煤细磨机，也可采取二级选粉加细粉分离和收尘器的流程，获取入窑、入炉二种不同细度的煤粉；已建成又需改烧无烟煤的厂，可采用后一种流程，也可用动态选粉机更换粗粉分离器，更便于控制煤粉细度。第二，要有高效冷却机，以确保高温度的二、三次风。新建厂可配置控制流篦冷机，如福建三德引进KHD第三代篦冷机，二次风温达1050℃，三次风温达900℃左右。岩城集团配置合肥院开发的高效单冷机，二次风温可达850℃以上。老厂可用控制流技术改造现有篦冷机，或对其单冷机进行改造。第三，要有适宜烧无烟煤的窑用燃烧器。该燃烧器除了是节能型以外（即采用高浓度燃烧技术），还必须采用大速差原理，它能在燃烧器出口区域造成负压回流区，将窑内已着火的高温烟气及高温二次风卷吸到燃烧器喷口，与温度低的一次风和煤粉混合，由于老式三通道及个别四通道燃烧器没有采用大速差原理，因而不能形成燃烧烟气再循环，不能胜任燃无烟煤。第四，对NSP窑来讲必须配置适宜烧无烟煤的分解炉。通常这种分解炉是离线式或半离线式的，它有较高的操作温度，煤粉较长的滞留时间，煤粉初始燃烧区有较高的氧含量。国内外的实践表明，离线式的流态化分解炉、喷腾管道分解炉、KHD公司向福建三德提供的带Pyrotop的Pyroclon管道分解炉，半离线式的日本小野田公司向越南清风海防提供的RSP分解炉、伯力鸠斯公司的Prepol-As-Cc分解炉、FLS公司的SLC-D型分解炉均适宜烧无烟煤。最后一点，即需设置点火助燃系统，用于开窑点火，或临时停窑恢复生产的时候。

　　合肥院开发的HP型多通道燃烧器，采用了大速差原理，已有二台用于烧低挥发份煤，三台用于烧无烟煤；开发的带预燃室的管道分解炉已用于烧无烟煤的工程设计。这种炉型比流态化分解炉、喷腾管道分解炉有二个优点，一个能在较高的操作温度下运行，二是预热器塌料时不会发生压死三次风管并需将塌料迅速排出的问题。

　　综上述所，人类即将进入二十一世纪，面向新世纪的水泥燃料燃烧技术和装备，必将是将符合可持续发展战略的，即必将是节能的、环保型的、为造福子孙后代，我们水泥工作者应努力为此作出我们应有的贡献。