0 前言
    我廠(chǎng)2 000 t/d熟料預(yù)分解窯生產(chǎn)線(xiàn)自1988年投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷努力，于1997年生產(chǎn)熟料62.3萬(wàn)t，實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)。但由于分解爐規(guī)格偏小，限制了燒成系統(tǒng)產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。為此,我廠(chǎng)于1998年4月對(duì)分解爐進(jìn)行了擴(kuò)容改造，旨在延長(zhǎng)物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，提高入窯物料分解率和熟料產(chǎn)量。本文將對(duì)本次技改的內(nèi)容作一介紹，并根據(jù)模擬試驗(yàn)情況對(duì)技改前后分解爐及燒成系統(tǒng)各項(xiàng)重要參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比。
1 技改內(nèi)容
圖1 改造前后分解爐結(jié)構(gòu)尺寸
　　改造前后分解爐結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖1、表1。
　　表1 改造前后分解爐的結(jié)構(gòu)尺寸
　項(xiàng)目 　　　　　　　改前 　　　改后 　　差值
爐長(zhǎng)/m(直筒+錐部) 15+3.161 　20+4.186 　+6.025
爐容/m3(直筒部分，扣除耐火材料)
　　　　　　　　　　 402 　　　　535　　　133
噴煤管位置/m(距爐頂) 
　　　　　17.361(對(duì)稱(chēng)兩點(diǎn)噴)23.240(一點(diǎn)噴) 5.879
入爐下料點(diǎn)位置/m(距爐頂)
　　　　　　　　　　24.361 20.000 (割向8°進(jìn)爐) -4.361
三次風(fēng)管位置/m(距爐頂) 23.061 　　23.061　　 0
上升煙道長(zhǎng)度/m 　　　　7.70 　　　　1.7　　　 -6
　　具體改造內(nèi)容如下：
　　(1)爐身加長(zhǎng)，分解爐體積由402 m3增至535 m3，擴(kuò)大了燃燒空間，延長(zhǎng)了物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，有利于物料分解。
　　(2)分解爐噴煤點(diǎn)較原噴煤點(diǎn)下移5.879 m，有效地延長(zhǎng)了煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間，為煤粉在爐內(nèi)的充分燃燒創(chuàng)造了條件。
　　(3)三次風(fēng)由切向改為割向8°進(jìn)入分解爐，使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生旋流而改變了流場(chǎng)，對(duì)延長(zhǎng)物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間有利。
　　(4)將分解爐生料下料點(diǎn)上移436 m，表面上看，物料在爐內(nèi)移動(dòng)距離變短，會(huì)影響生料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，但由于爐內(nèi)流場(chǎng)發(fā)生了變化，實(shí)際上物料在爐內(nèi)的行程反而延長(zhǎng)了。因此改變生料下料點(diǎn)位置對(duì)生料在爐內(nèi)的停留時(shí)間影響不大。
　　(5)上升煙道由原來(lái)的77 m縮短至17 m，可大大降低窯爐間的阻力，改善窯內(nèi)通風(fēng)狀況，有利于回轉(zhuǎn)窯的煅燒操作。
　　2 冷態(tài)模擬試驗(yàn)
　　通過(guò)模擬試驗(yàn)測(cè)定爐內(nèi)氣體的流場(chǎng)，可了解物料在爐內(nèi)的分散、返混、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，而物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間是判斷分解爐結(jié)構(gòu)是否合理的重要參數(shù)。
　　(1)流場(chǎng)變化。改造前后分解爐內(nèi)氣體流場(chǎng)變化情況見(jiàn)圖2、表2。從圖2、表2可知，爐內(nèi)流場(chǎng)由改前的噴騰型變?yōu)楦暮蟮膰婒v加旋流型，有利于延長(zhǎng)氣體和物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間。
表2 改造前后爐內(nèi)流場(chǎng)變化情況
　　　　　　軸向速度υz 　　切向速度υt　　流場(chǎng)待征 
改造前：　錐部中心區(qū)域 　　基本以平推為主 　純噴騰型
　　　　　　為零，劇烈噴騰，　　　　　　　邊壁有一定
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的回流 
改造后 　錐部中心區(qū)域噴騰　　　較小，　　噴騰加旋流型
　　　　　速度明顯增大，　　　　　　　邊壁回流有所減弱
　　　　旋流明顯增強(qiáng) 　　
 圖2 改造前后爐內(nèi)流場(chǎng)
　　(2)物料停留時(shí)間。改造前后物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間見(jiàn)表3。由表3知，改造前爐內(nèi)固(生料)氣停留時(shí)間比tm/tg為2.48～2.55，生料在爐內(nèi)的停留時(shí)間僅為9.392 s～11.575 s，難以滿(mǎn)足物料在爐內(nèi)充分分解要求。改造后爐內(nèi)固氣停留時(shí)間比tm/tg達(dá)3～3.5，且物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間延長(zhǎng)至15.47 s～20.78 s，這就使生料在爐內(nèi)有充分的時(shí)間進(jìn)行分解，從而為提高入窯生料分解率創(chuàng)造了條件。
表3　　 改造前后物料在爐內(nèi)停留時(shí)間
　　氣體停留時(shí)間tg/s 物料停留時(shí)間tm/s 　　　　　　　　tm/tg
　　　　冷態(tài) 　　　熱態(tài)　　　 冷態(tài) 　　　　熱態(tài) 
改造前：
 0.205～0.254 3.695～4.575 0.512～0.643 9.392～11.575 2.48～2.55 
改造后：
 0.243～0.332 4.374～5.976 0.889～1.154 15.47～20.780 3.147～　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3.537 
　　(3)煤的停留時(shí)間。改造前后煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間見(jiàn)表4。由表4知，改造前爐內(nèi)固(煤粉)氣停留時(shí)間比tm/tg為2.4～2.57，煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間為8.856 s～10.71 s，難以滿(mǎn)足煤(尤其是劣質(zhì)煤)在爐內(nèi)完全燃燒的要求。改造后，爐內(nèi)固氣停留時(shí)間比tm/tg達(dá)2.602～2.662，煤粉在爐內(nèi)停留時(shí)間在13.489 s～15.908 s，為煤粉的充分燃燒創(chuàng)造了條件。 
表4 改造前后煤分解爐中停留時(shí)間
　　氣體停留時(shí)間tg/s 　煤粉停留時(shí)間tm/s tm/tg
　　　冷態(tài)　　 熱態(tài) 　　冷態(tài) 　　　熱態(tài)  
改造前：
 0.205～0.235 3.695～4.229 0.595～0.492 10.710～8.856 2.57～2.40
改造后：
0.332～0/288 5.976～5.184 0.884～0.749 13.489～15.908 2.662～　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2.602