冷卻機控制

一. 熟料冷卻的目的
    熟料的冷卻速率對熟料的結構、熟料的礦物組成,熟料的研磨性能以及水泥的品質都有很大的影響。其主要表現(xiàn)的方面有:
        1. 便于輸送: 如果輸送高溫的熟料需要用耐高溫材料制造,并且也很容易磨損,造成成本高,維護費用也高,不利于降低成本
        2. 易于研磨: 熟料冷卻速度快,則熟料中的分子沒有足夠的時間去進行晶格的排列,部份的液相無法結晶成核只有以玻璃質存在,玻璃質較脆,同時礦物顆粒也比較細,易于研磨
        3. 熱量回收: 急冷熟料可以從熟料中回收大量的熱,供窯內燃燒所用及余熱發(fā)電或者是烘干物料。其回收熱量為200-250kcal/kg。這樣就可以降低生產(chǎn)的成本。
        4. 改善水泥品質: 熟料在在1250度下,C3S會分解成C2S與CaO兩種礦物。而在525度時,C2S會發(fā)生晶格轉變,由β-C2S轉變成γ-C2S,其體積膨脹10%,造成熟料的粉化,同時γ-C2S又是一種無強度的礦物,使熟料品質下降。另外熟料在慢冷時礦物中的C3A也會從礦物中析出,造成熟料的急凝現(xiàn)象,MgO在慢冷時也容易結晶,造成水泥的安定性不良。此時只有用急冷的方法來解決這些問題。

二. 冷卻機工作原理
    冷卻機是一種熱交換裝置,它是以空氣為介質從高溫的熟料中通過,對熟料進行冷卻,同時回收廢氣的熱量作為窯的二次、三次空氣及干燥空氣,提高窯的熱效率。從熱工和工藝角度去評價冷卻機的要求有:
        1.回收的熱量要多
        2.冷卻熟料的時間要短,速度要快,特別是在1250與525度
        3.冷卻后熟料的溫度要低。
        4.冷卻單位質量熟料的空氣消耗量要少,一般在2-2.1Nm3/h.plate
        5.結構簡單、操作方便、維修容易,運轉效率要高
    隨著水泥工業(yè)的發(fā)展,冷卻機的類型非常的多,目前冷卻機的主要類型有:
        1. 單筒式冷卻機(旋轉式冷卻機): 這種冷卻機的冷卻空氣全部入窯,其熱效率比較高,結構簡單,不需要有廢氣處理設備。但熟料的冷卻速度慢,出機熟料溫度高,二次空氣進風不均勻。
        2. 多筒式冷卻機: 它由環(huán)繞在窯殼上的多個圓筒所組成。這樣它不需要有專門的動力與收塵設備。但這樣會增大窯筒體的負何,同時熟料的冷卻效果也不是很好。
        3. 立筒式冷卻機: 冷卻空氣全部入窯,熱效率比較高,沒有廢氣處理的問題。比較容易受顆粒的影響。
        4. 蓖式冷卻機:
    冷卻機的操作參數(shù)
    在實際生產(chǎn)中,各個設備并不是孤立的,冷卻機與窯之間的操作互相制約與影響。因此必需根據(jù)具體情況進行分析。在操作冷卻機時一般都希望熟料出口的溫度低,二次風的溫度盡量高,冷卻機廢氣溫度低些。蓖式冷卻機操作時更是如此,一般其主要的參數(shù)有:
        1. 料層的厚度 料層厚度均勻,能夠產(chǎn)生同樣的氣體阻力,氣體也能夠均勻地分布在整個料層上。這是冷卻機正常操作的基本條件。料層的厚度可以通過調節(jié)爐排的速度來改變,速度快則料層就薄,反之則反然。如果爐排速度快,則熟料通過冷卻機的時間就短,熟料出口的溫度就會比較高,同時也會使二次空氣溫度降低。料層厚則風壓就比較大
        2. 高壓風量 在冷卻機的一段,冷卻風風壓比較高,風量并不是很大,其廢氣主要是作為二次風進入到窯內。風量大有利于熟料的冷卻,但也會造成二次風溫度低,同時窯頭的飛灰也會比較大。
        3. 中壓風量 是指在冷卻機二段或其它的風室通過的中壓風量,中壓風量大有利于熟料的冷卻,但這會影響到廢氣及二次風的溫度,特別是對于有余熱發(fā)電的系統(tǒng)。因此中壓風量也不是越多越好,只要能將熟料冷卻到一定溫度就可以。
        4. 熟料的顆粒 在冷卻機中不允許有生料或極細的熟料粉,這些細粉不僅會造成料層的阻力,熟料冷卻的效率較差,同時也會造成爐排處通過的風量少,爐排得不到充份的冷卻使其溫度過高容易燒壞。如果嚴重的話一些較細的粉塵還會使冷卻機中的粉塵濃度增加,這樣二次風及三次風中所含的粉塵就比較多,影響窯內燒成及熟料的冷卻。嚴重者會使熟料流態(tài)化。料層對氣體的阻力會突然消失。對于較細的料層,應該要提高冷卻風量、風壓來克服阻力,或者是加快爐排的移動速度使料層變薄來維持風壓。這樣做會使冷卻機的回灰較多。一般熟料顆粒細,風壓高,操作不穩(wěn)定。熟料顆粒粗,風壓低,操作就比較穩(wěn)定。
        5. 熟料與空氣的分布 熟料除要求厚度均勻外,熟料的顆粒也要求分布均勻。如果一塊是大顆粒,一塊是小顆粒,這樣在大顆粒的地方其對氣體的阻力就小,則風量就會比較大,細的地方阻力就較大,氣流通過就會比較少,導至該區(qū)域的料不能有效的冷卻,最后形成的所謂紅河(紅河現(xiàn)象的處理見后面)。熟料的顆粒分布主要與旋窯的轉向有很大的關系。

三. 二次、三次空氣
    二次、三次風對窯及預熱機的燒成狀況有非常大的影響。二次空氣溫度越高,火焰越短,燒成帶溫度越高,燒成帶也就越短。反之二次空氣溫度低,則窯內的火焰就拉的比較長,燒成帶溫度就比較低,燒成帶也就比較長。不規(guī)則的火焰特性,會造成燒成帶移動(一般都是通過調節(jié)一次風來調節(jié)火焰長短)。二次空氣要求其溫度比較穩(wěn)定,正常時其上下波動的范圍在40度左右。其溫度越高越好,溫度高則回收的熱量就比較多,燃料燃燒的效率就比較好,但是過高也會對耐火磚造成損傷。
    三次空氣則與二次空氣不同,一般不希望其溫度過高,同時三次空氣也不希望