預(yù)熱器

　　預(yù)熱器的優(yōu)點(diǎn)：

　　1、節(jié)約成本：預(yù)熱器的主要優(yōu)點(diǎn)之一是它對能源效率的貢獻(xiàn)。 通過利用窯爐的廢熱，預(yù)熱器顯著減少了加熱原材料所需的額外燃料量。 這可以降低能源消耗并節(jié)省成本。

　　2、降低環(huán)境影響：使用預(yù)熱器提高能源效率，減少溫室氣體排放，降低環(huán)境影響。 通過最大限度地減少額外燃料燃燒的需求，預(yù)熱器有助于減少二氧化碳 (CO2) 排放，有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

　　3、提高生產(chǎn)能力：預(yù)熱器通過提高系統(tǒng)的熱效率來提高生產(chǎn)能力。 預(yù)熱后的原料以較高的溫度進(jìn)入窯內(nèi)，促進(jìn)熟料高效快速的形成。 這可以提高工業(yè)過程中的吞吐量和生產(chǎn)率。

　　4、提高產(chǎn)品質(zhì)量：預(yù)熱器的預(yù)熱過程有助于更好地控制原料的化學(xué)反應(yīng)和物理性能。 這可以提高熟料質(zhì)量，包括更好的水泥強(qiáng)度發(fā)展、成分控制以及減少最終產(chǎn)品的變化【更多】

　　1、要求耐高溫性能：水泥窯預(yù)熱器內(nèi)部溫度通常在1000℃以上，在部分區(qū)域甚至可以達(dá)到1500℃左右。因此，耐火材料需要具備良好的耐高溫性能，能夠承受長時間高溫作用而不發(fā)生嚴(yán)重的軟化、熔融或變形。

　　2、要求抗侵蝕性能：水泥窯預(yù)熱器內(nèi)部存在大量的腐蝕性氣體和粉塵顆粒，如SO2、NOx、堿金屬等。這些物質(zhì)會對耐火材料造成腐蝕和侵蝕，降低其使用壽命。耐火材料需要具備較高的抗酸堿侵蝕性能和耐氣體侵蝕能力，以延長壽命。

　　3、要求熱震穩(wěn)定性：水泥窯預(yù)熱器在使用過程中會經(jīng)歷頻繁的溫度變化和熱震應(yīng)力。耐火材料需要具備良好的熱震穩(wěn)定性，能夠承受溫度快速升降引起的應(yīng)力而不發(fā)生嚴(yán)重的開裂或剝落。

　　4、要求機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性：由于水泥窯預(yù)熱器內(nèi)部存在顆粒物料的沖擊和磨損，耐火材料需要具備一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。它們應(yīng)該能夠抵抗沖擊和磨損，保持結(jié)構(gòu)完整性，避免表面破裂或剝落。

　　5、要求良好的導(dǎo)熱性能：水泥窯預(yù)熱器需要將高溫氣體傳導(dǎo)給燃燒區(qū)域，因此耐火材料需要具備較好的導(dǎo)熱性能【更多】

　　由于預(yù)熱器和分解爐均為靜止設(shè)備，可用較大的設(shè)備外殼，容納較多的耐火材料，因此可選用導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫材料，降低設(shè)備外殼溫度，達(dá)到節(jié)能的目的。部分預(yù)熱器和分解爐形狀較復(fù)雜，可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。

　　在800℃～1200℃范圍內(nèi)是堿金屬氧化物發(fā)生冷凝沉積的溫度帶，因此在堿含量較高的原、燃材料下，預(yù)熱器在很大范圍內(nèi)，耐火材料在受到熱侵蝕的同時，也要經(jīng)受得住堿金屬氧化物的化學(xué)侵蝕。

　　在預(yù)熱器，因?yàn)楹袎A硫氣體的煙氣從預(yù)熱器中排除，所以要考慮堿硫氣體對耐火材料的侵蝕，由于水泥生料從常溫可以逐步達(dá)到800℃左右，相對溫度較低，所以選用耐火材料時主要考慮物料的沖刷磨損作用和侵蝕作用即可，為了降低熱損耗，窯襯結(jié)構(gòu)按兩層材料配置，外層為導(dǎo)熱系數(shù)低，強(qiáng)度也較低的保溫材料，工作面為有一定強(qiáng)度且能夠較好抵抗堿性物質(zhì)侵蝕的耐火材料。

　　鄭州真金公司專注耐材的研發(fā)與生產(chǎn)38年，立足高溫工業(yè)，匠心工藝鑄就耐材行業(yè)標(biāo)桿。開發(fā)了一系列水泥行業(yè)用高端耐火材料，滿足水泥行業(yè)的各種耐火材料的需求【更多】

　　1、高強(qiáng)耐堿磚

　　耐堿磚是以低鋁耐火粘土為主要原料制成的。 本產(chǎn)品采用高溫陶瓷晶體科學(xué)相結(jié)構(gòu)，密封產(chǎn)品開放的氣孔通道，從而達(dá)到抗化學(xué)侵蝕和防止材料裂解的滲透和沉積。 該產(chǎn)品具有極強(qiáng)的耐腐蝕性、抗沖刷性和抗熱震性，廣泛應(yīng)用于水泥窯爐預(yù)熱系統(tǒng)。

　　2、高鋁磚

　　高鋁耐火磚是以高嶺土為主要原料制成的耐火材料。它具有較高的耐火度和抗渣侵蝕性能，適用于水泥回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器的高溫區(qū)域。

　　3、硅酸鈣板

　　要考慮預(yù)熱器的熱損耗問題所以需要粘貼硅酸鈣板進(jìn)行保溫處理。

　　4、硅酸鹽耐火磚

　　硅酸鹽耐火磚是一種常用的耐火材料，適用于水泥回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器的不同區(qū)域。它具有較好的耐火度和抗渣侵蝕性能，并且能夠承受高溫和熱震應(yīng)力。

　　5、鎂鉻磚

　　鎂鉻耐火磚是由鎂氧化物和鉻氧化物組成的復(fù)合材料。它具有優(yōu)異的耐高溫性能、抗堿性和抗侵蝕性能，適用于水泥回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器的【更多】

　　一、預(yù)熱器塌料的原因分析

　　所謂塌料就是生料在預(yù)熱器的不均勻流動或聚集致使大量生料集中從旋風(fēng)筒錐體通過排灰閥、下料管進(jìn)入下一級旋風(fēng)筒出口管道，而其管道風(fēng)速又缺乏以將大股生料吹散、托起，生料直接通過旋風(fēng)筒或分解爐塌入窯。造成預(yù)分解系統(tǒng)塌料的主要原因有以下幾個方面。

　　1、喂料量不均勻

　　生料壓庫時間長、水分大，松散度差;喂料倉起拱，喂料機(jī)生料 時有時無;螺旋喂料機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，造成喂料不勻等都容易引起塌料。這是因?yàn)樯衔沽狭繒r多時少很難使預(yù)分解系統(tǒng)熱工制度趨于穩(wěn)定。喂料量少時懸浮在熱氣流中的生料量減少，燃料燃燒放出的熱量不能大局部被生料吸收，產(chǎn)生局部高溫容易在旋風(fēng)筒的壁面、錐體和下料管等處粘附，形成結(jié)皮。

　　當(dāng)喂料量多而系統(tǒng)管道風(fēng)速又缺乏以將生料吹散時，生料就不能均勻地分散懸浮于氣流之中，不僅降低傳熱效率，而且容易造成生料堆積和塌落。另外，喂料量忽高忽低，使入窯生料溫度、分解率、窯物料負(fù)荷率都有較大波動，出窯熟料不是生燒就是過燒，操作員風(fēng)、煤、料和窯速之間的關(guān)系很難掌握，系統(tǒng)的熱平衡被破壞，極易產(chǎn)生塌料或結(jié)皮和堵塞。

　　2、旋風(fēng)筒構(gòu)造形式不合理

　　旋風(fēng)筒進(jìn)口以及渦殼底部傾角斜度太小，水平段太長，在投料初 期由于系統(tǒng)風(fēng)量較小，斷面風(fēng)速較低，大量生料容易在小傾角、水平段沉降聚積。當(dāng)系統(tǒng)氣流的擾動或壓力發(fā)生變化時，大量物料突然滑落造成塌料。旋風(fēng)筒錐體局部錐角太小，尤其該部位耐火襯料平整度差時，也會引起積料。時間長了，不是造成堵塞，就是大股物料的塌落。

　　3、旋風(fēng)筒錐體出料口、排灰閥和下料管漏風(fēng)

　　預(yù)分解統(tǒng)漏風(fēng)有外漏風(fēng)和漏風(fēng)兩種形式。所謂外漏風(fēng)是指系統(tǒng)周圍的大氣在系統(tǒng)負(fù)壓作用下，從檢查孔、測量孔、排灰閥、連接收道法蘭以及旋風(fēng)筒人孔門漏入的冷空氣。而當(dāng)排灰閥因燒壞變形或配重太輕時，下一級旋風(fēng)筒出口的熱氣流直接經(jīng)下料管通過排灰閥由錐體出料口進(jìn)入旋風(fēng)筒，這樣的漏風(fēng)稱為漏風(fēng)。

　　一般情況下，旋風(fēng)筒錐體局部的負(fù)壓是由上到下逐漸增大的。也就是說錐體底部及出料口負(fù)壓較大，系統(tǒng)周圍的冷空氣容易漏入。而錐體底部尤其是出料口處，氣流的旋轉(zhuǎn)半徑小，離心力小，極易受漏風(fēng)干擾產(chǎn)生紊亂的不利于氣固別離的氣體流場，從而使即將被收集的物料出現(xiàn)返混，降低旋風(fēng)筒的收塵效率。

　　另外，冷空氣的漏入使旋風(fēng)筒錐體中心局部向上的軸向風(fēng)速增加，使已經(jīng)與氣流別離的生料產(chǎn)生較大的逆向飛揚(yáng)也會降低收塵效率，導(dǎo)致旋風(fēng)筒氣體含塵濃度急劇增加。隨著時間的推移，旋風(fēng)筒生料濃度越來越大以致超過氣流的上托能力，大股生料突然沖向出料口，通過排灰閥、下一級旋風(fēng)筒或分解爐塌入窯。

　　至于預(yù)分解系統(tǒng)的漏風(fēng)，一般不被人們所重視，也不容易被發(fā)現(xiàn)， 通常只能靠操作人員的經(jīng)歷來判斷。其實(shí)，漏風(fēng)導(dǎo)致塌料的嚴(yán)重程度比外漏風(fēng)更大。這是因?yàn)橄乱患壭L(fēng)筒出口氣體經(jīng)下料管、排灰閥和錐體排料口漏入旋風(fēng)筒時，會使旋風(fēng)筒收集下來的生料重新上升，在預(yù)熱器造成循環(huán)。由于排灰閥失去鎖風(fēng)作用，使旋風(fēng)筒錐體出料口處上升風(fēng)速較高，氣流浮力較大，當(dāng)旋風(fēng)筒的生料到達(dá)足夠數(shù)量時突然向下沉落，造成嚴(yán)重塌料。一般情況下，大股物料突然向下沉落時會產(chǎn)生較大負(fù)壓，這時聚集在旋風(fēng)筒進(jìn)口和渦殼底部水平段的物料被強(qiáng)大渦旋氣流擾動，隨大股物料一起塌落，塌料嚴(yán)重時會看到幾個排灰閥閥桿高高翹起，不久窯頭會出現(xiàn)較大回火，噴出火龍能延續(xù)數(shù)秒鐘。

　　系統(tǒng)漏風(fēng)不僅影響NSP窯系統(tǒng)的操作，使旋風(fēng)筒的別離效率急劇下降，已預(yù)熱的物料向上一級較低溫度的旋風(fēng)筒返混增加，降低熱效率，而且冷風(fēng)的摻入使系統(tǒng)廢氣量增加，風(fēng)機(jī)電耗和廢氣帶走的熱損失提高，也使系統(tǒng)氣體溫度下降，從而降低廢氣和物料之間的綜合傳熱系數(shù)，其結(jié)果使入窯物料溫度和分解率明顯偏低。一般來說，我國 NSP窯的熱工指標(biāo)大多低于國外同類窯型指標(biāo)，系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重是諸多重要因素之一，應(yīng)該引起人們的足夠重視。

　　4、NSP窯低產(chǎn)量情況下運(yùn)行更易引起塌料

　　整個預(yù)分解系統(tǒng)，包括窯尾上升煙道、分解爐、各級旋風(fēng)筒及其連接收道，它們的斷面風(fēng)速都有一定的要求以確保生料懸浮在熱氣流中，并有較高的熱效率和別離效率。但是設(shè)備規(guī)格確實(shí)定是以設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為依據(jù)的，也就是說到達(dá)設(shè)計(jì)能力的最正確喂料量，各處的斷面風(fēng)速也處于最正確狀態(tài)。

　　當(dāng)然設(shè)備選型一般都留有一定的充裕能力，例如窯尾高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量風(fēng)壓都在15%以上。只要風(fēng)機(jī)在其設(shè)定的參數(shù)圍運(yùn)行，窯的實(shí)際生產(chǎn)能力超過設(shè)計(jì)產(chǎn)量也是常有的事。這是因?yàn)楫a(chǎn)量增加，雖然引起系統(tǒng)阻力升高，電能消耗相應(yīng)加大，但是總產(chǎn)量提高了，單位熟料電耗、熱耗不一定高，這里有個綜合平衡、經(jīng)濟(jì)核算的問題。然而產(chǎn)量過低情況就不一樣了，首先產(chǎn)量過低，系統(tǒng)各處的風(fēng)速低，物料在預(yù)熱器系統(tǒng)的水平管道、旋風(fēng)筒渦殼底部和錐體等部位堆積。物料堆積到一定程度，當(dāng)系統(tǒng)溫度、壓力、風(fēng)量略有變化就會往下塌落。

　　另外，產(chǎn)量低，熱耗高，單位熟料的廢氣量大，在這種情況下預(yù)分解系統(tǒng)的過?？諝庀禂?shù)也大，但各級旋風(fēng)筒進(jìn)出口風(fēng)速還遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。系統(tǒng)中風(fēng)料比大，亦即濃度小，旋風(fēng)筒別離效率急劇降低，局部生料在預(yù)熱器系統(tǒng)循環(huán)。隨著生料的不斷喂入，系統(tǒng)中的生料循環(huán)量也逐漸增加，生料濃度到達(dá)一定程度，氣流風(fēng)速缺乏以將物料吹散、托起，而是直接塌入窯。這就是 NSP 窯產(chǎn)量越低塌料越頻繁，窯速提不起來容易跑生料的重要原因。

　　二、減少預(yù)熱器塌料的幾點(diǎn)措施

　　1、嚴(yán)格控制出磨生料水分，穩(wěn)定入窯生料喂料量

　　入窯生料成分的均勻程度是決定水泥熟料質(zhì)量的重要因素。但是出磨生料水分太大，不僅使生料均化庫頂斜槽容易堵塞、庫壁容易粘結(jié)，減少均化庫的有效容積、庫底中心攪拌室易出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，生料不能充分流態(tài)化，直接影響生料的均化效果，而且水分高的生料在窯尾喂料小倉也容易起拱，生料下落不均或塌方，致使進(jìn)入預(yù)分解系統(tǒng)中的料量忽多忽少，容易引起塌料。所以出磨生料水分應(yīng)嚴(yán)格控制在≤0.5%。

　　有了成分均勻、流動順暢的生料，假設(shè)喂料量控制不及時，計(jì)量不準(zhǔn)確也難以穩(wěn)定入窯生料喂料量、保證窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定和燒出高質(zhì)量的水泥熟料。目前國多數(shù)大中型新型干法水泥廠普遍采用稱重倉配申克電子皮帶秤生料喂料計(jì)量系統(tǒng)或采用日本粉研轉(zhuǎn)子秤，它們不僅計(jì)量準(zhǔn)確，來料量也能及時控制，操作中很少出現(xiàn)塌料現(xiàn)象，熟料質(zhì)量都比較高。

　　但是大多數(shù)中小型新型干法水泥廠，由于條件所限，入窯生料喂料量一般都波動較大，再加上操作不得法，預(yù)分解系統(tǒng)塌料頻繁，窯速提不起來，燒成系統(tǒng)熱工制度不穩(wěn)定，熟料產(chǎn)質(zhì)量普遍偏低。對于這些水泥廠，在生料水分不大和喂料小倉料面根本恒定的前提下，如果將雙管螺旋喂料機(jī)的電磁調(diào)速電動機(jī)改為用變頻調(diào)速器控制的異步電動機(jī)并消除氣力提升泵氣流對計(jì)量設(shè)備的影響，喂入預(yù)分解系統(tǒng)的生料量就能比較趨于均勻。再加強(qiáng)崗位培訓(xùn)，改變操作方法，系統(tǒng)的塌料現(xiàn)象和熟料的產(chǎn)質(zhì)量都能得到改善。

　　2、變旋風(fēng)筒水平段為傾角，防止物料堆積

　　NSP技術(shù)開展到今天，國各設(shè)計(jì)單位也都研制出了各具特色的預(yù)分解系統(tǒng)。而旋風(fēng)筒體積小、阻力低、預(yù)熱效果好那么是大家追求的共同目標(biāo)。有的已將旋風(fēng)筒進(jìn)口和渦殼底部改成一定程度的傾角，從而杜絕了大量積料的可能性。但也有的仍然沒有什么變化，尤其是早期建成的預(yù)分解窯生產(chǎn)線，大多保存了旋風(fēng)筒進(jìn)口和渦殼底部的水平段。建議這些水泥廠適當(dāng)提高旋風(fēng)筒進(jìn)口風(fēng)速，改渦殼底部傾角≥45°，這樣系統(tǒng)的塌料現(xiàn)象定會減輕。

　　3、旋風(fēng)筒錐體出料口一下設(shè)置錐形膨脹倉【更多】