回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器與龐大的窯體相比，無論在體形上、重量上抑或造價(jià)上都是小巫見大巫，九牛一毛。然而，它對(duì)水泥生產(chǎn)在某種意義上說比回轉(zhuǎn)窯還要重要。回轉(zhuǎn)窯只要能穩(wěn)定、安全地運(yùn)轉(zhuǎn)就完成了自己的使命，與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的產(chǎn)量、質(zhì)量、煤耗、電耗、火磚壽命、有害氣體的排放等關(guān)系不大?？墒牵悍廴紵骶筒煌?，與上述主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)卻息息相關(guān)。使用天津市博納建材高科技研究所TJB-KP型旋流式高效低NOx四風(fēng)道煤粉燃燒器的廠家體會(huì)尤深，他們把煤粉燃燒器的重要作用形象地喻為“大窯一根槍，頭尾兩把火”。無數(shù)事實(shí)都證明，確實(shí)把這根槍選對(duì)了，耍好了，牽住了頭尾兩把火這個(gè)牛鼻子，企業(yè)可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。廣東云浮中材亨達(dá)水泥有限公司一線5000t/d的φ4.8×72m預(yù)分解窯，因改換一只好的TJB-KP-14型噴燃管，每年就增收了1600多萬元［1］。
但是，從目前看不少水泥企業(yè)還沒有引起足夠的重視，對(duì)煤粉燃燒器重要性的認(rèn)識(shí)淡薄。因而，在管理上談不到精細(xì)，在操作上也說不上純熟。有許多企業(yè)，供貨廠家的調(diào)試人員一離開，沒有多久效果就變樣。煤粉燃燒器再好，畢竟是個(gè)硬件，要使其優(yōu)越性能得到充分發(fā)揮還必須軟件相輔，即是精細(xì)管理和操作。這就好像賽馬一樣，光有一匹好馬還不夠，還必須有一位好騎手，才能奪冠。為了將煤粉燃燒器管好用好，充分發(fā)揮出其潛力，現(xiàn)撰此文供有關(guān)人士參考。
一．正確選型是精細(xì)管理的核心
工欲善其事，必先利其器。當(dāng)前回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器市場(chǎng)混亂，國(guó)外的有4～5家，有的是原裝，有的是在中國(guó)建廠制造。國(guó)內(nèi)的有30多家都能提供這種設(shè)備，有的購(gòu)買圖紙生產(chǎn)，有的獨(dú)立研發(fā)制造。論其質(zhì)量良莠不齊，論其價(jià)格高低懸殊，論其結(jié)構(gòu)各有不同，因此，使用效果也就大不一樣。從國(guó)產(chǎn)煤粉燃燒器在同一條窯上代替國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品來看，有的無論從性能上和可靠度上已經(jīng)達(dá)到引進(jìn)產(chǎn)品的水平，甚至還超過他們。從價(jià)格上看，最便宜的國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品比國(guó)產(chǎn)最高價(jià)產(chǎn)品還要高出許多。所以，有許多有關(guān)專家和中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)都疾呼：“國(guó)產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器已經(jīng)過關(guān)，再?zèng)]有必要花高價(jià)購(gòu)買國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品！”
在國(guó)內(nèi)外紛雜的燃燒器市場(chǎng)中，怎樣才能正確選購(gòu)到質(zhì)量好的燃燒器呢？依筆者之見，應(yīng)堅(jiān)持以下幾點(diǎn)：
1．加深認(rèn)識(shí)，了解市場(chǎng)
對(duì)煤粉燃燒器的重要性必須加深認(rèn)識(shí)。它雖然很小，但對(duì)燒成系統(tǒng)的正常運(yùn)行卻舉足輕重，對(duì)發(fā)揮燒成系統(tǒng)的潛力關(guān)系重大，絕對(duì)不像有人誤認(rèn)的那樣：“不就是那么一根管么！”只有對(duì)它重要性加深了認(rèn)識(shí)，才能有意識(shí)地去了解燃燒器市場(chǎng)，選購(gòu)到相對(duì)較好的燃燒器產(chǎn)品，使企業(yè)獲得盡可能大的效益。
2．要會(huì)算大帳，真正落實(shí)性價(jià)比
花少錢又能購(gòu)買到好的產(chǎn)品，這是所有用戶的心理。但是，一般情況下好的產(chǎn)品科技含量高，投入大，用料講究，做工精細(xì)，成本相對(duì)較高，因而售價(jià)肯定就要貴些。這就像汽車一樣，誰都不會(huì)想用購(gòu)買“夏利”的錢買到“奔馳”?？墒乾F(xiàn)在有不少用戶卻將性價(jià)比停留在口頭上，不能真正落實(shí)。還有些用戶通過招標(biāo)方式采購(gòu)產(chǎn)品，招標(biāo)沒有底價(jià)，評(píng)標(biāo)者對(duì)燃燒器了解不多，因而就造成招標(biāo)只是為了壓價(jià)，這樣怎么能選購(gòu)到性價(jià)比高的產(chǎn)品？在這種情況下，就需要決策者的有識(shí)，會(huì)算大帳，將性價(jià)比真正落到實(shí)處?，F(xiàn)在是每個(gè)供應(yīng)商都說自己的產(chǎn)品好，到底是真好還是假好，這需要靠實(shí)踐去回答。如廣東惠州光大水泥有限公司5000t/d生產(chǎn)線因換用一只噴燃管花約40多萬元，產(chǎn)量就由5700t/d提高到6000t/d，一年增收的經(jīng)濟(jì)效益1600萬元［1］，這是個(gè)什么比例？就算是50萬元，每年還增收1550萬元，兩年就是3100萬元。哪個(gè)大哪個(gè)小，不是十分清楚嗎！
3．要樹立“沒有最好，只有更好”的觀念。
現(xiàn)在有不少?gòu)S對(duì)生產(chǎn)線已達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)就心滿意足，豈不知還有潛力沒有得到發(fā)揮。如廣東云浮亨達(dá)利水泥制品有限公司φ4×60m預(yù)分解窯生產(chǎn)線，熟料設(shè)計(jì)能力為2500t/d，運(yùn)轉(zhuǎn)不久就達(dá)到了2700～2750t/d，比設(shè)計(jì)能力提高了8％～10％。按理應(yīng)該滿足了，可是該單位經(jīng)過分析認(rèn)為還有潛力，而限制潛力沒有充分發(fā)揮出來的瓶頸就是燃燒器。于是決定訂購(gòu)了TJB-KP-6型四風(fēng)道煤粉燃燒器，更換后產(chǎn)量達(dá)到了3000t/d，質(zhì)量大大改善、節(jié)煤節(jié)電、火磚壽命延長(zhǎng)，每年增收1000多萬元。這樣的實(shí)例很多，不勝枚舉。
二．訂購(gòu)兩只噴燃管輪換使用是精細(xì)管理的重中之重
煤粉燃燒器的噴燃管要伸入到氣體溫度高達(dá)1700～1800℃的窯內(nèi)工作，噴燃管必須打耐火澆注料保護(hù)，否則什么耐熱鋼也無濟(jì)于事。但澆注料極易損壞，國(guó)家規(guī)程規(guī)定其使用壽命為3～8個(gè)月［2］。當(dāng)澆注料損壞露出扒釘后，導(dǎo)熱系數(shù)增大。不僅使頭部件發(fā)生變形，其中的氣體和煤粉受熱也要發(fā)生變化，導(dǎo)致噴燃管過早損壞，降低其使用壽命。澆注料的損壞并不是整圈均勻的，這種情況則更為嚴(yán)重，甚至發(fā)生偏火現(xiàn)象。現(xiàn)在各水泥企業(yè)，都將燒成車間人員的收入與窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)掛鉤。當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)很正常時(shí)，明明已發(fā)現(xiàn)澆注料有損壞露出扒釘?shù)那闆r，本該將窯停下來進(jìn)行處理或更換，可誰也不愿這樣做，造成雪上加霜拼設(shè)備的嚴(yán)重后果。另外，打好澆注料后至少需三天的時(shí)間養(yǎng)護(hù)。因?yàn)闆]有備用，為了減少停窯時(shí)間，就急忙推進(jìn)窯里使用，造成惡性循環(huán)，澆注料的使用壽命越來越短。如果有備用噴燃管，打好澆注料后放置在窯旁，并且明確規(guī)定遇有上述情況必須立即更換，有2～3個(gè)小時(shí)就可完成。因此，凡有經(jīng)驗(yàn)的管理者都同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管，輪換使用，上述情況便可避免。
當(dāng)前有許多水泥廠，不到迫不得已時(shí)不訂購(gòu)備用噴燃管，這是因小失大的做法。表面上看好像能省些錢，可實(shí)際上損失不知要大多少倍。究其原因有兩種可能：一是出于資金考慮：二是出于對(duì)所訂購(gòu)的燃燒器有所擔(dān)心，不敢同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管。在投產(chǎn)后，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)用的噴燃管使用效果不好，應(yīng)馬上改弦更張，重新訂購(gòu)質(zhì)量好的。拖的時(shí)間越長(zhǎng)，所受的損失越大。如果認(rèn)為現(xiàn)用的噴燃管效果不錯(cuò)，就應(yīng)該盡快訂購(gòu)備用的噴燃管，以創(chuàng)造兩根輪換使用的條件，避免拼設(shè)備的現(xiàn)象發(fā)生。廣東云浮中材亨達(dá)水泥有限公司一線5000t/d發(fā)現(xiàn)原用噴燃管存在問題較多，馬上另購(gòu)了天津博納的TJB-KP-14型四風(fēng)道噴燃管，使用效果滿意后，又很快訂購(gòu)了第二根噴燃管作為備用。二線5000t/d在籌建時(shí)，窯頭窯尾的煤粉燃燒器就都訂購(gòu)了天津博納的產(chǎn)品，而且窯頭同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管，窯尾訂購(gòu)了四只燃燒器，均是一用一備。
由上述可見，做到精細(xì)管理均應(yīng)該有備品。不僅會(huì)收到縮短停窯時(shí)間的優(yōu)越性，而且會(huì)大大提高它們的使用壽命，同時(shí)對(duì)應(yīng)對(duì)突發(fā)問題具有更大的主動(dòng)權(quán)，可見訂購(gòu)兩只噴燃管輪換使用，一舉三得，是精細(xì)管理的重中之重。
三．澆注料的精細(xì)管理是保證噴燃管可靠度的關(guān)鍵
澆注料一旦損壞，便出現(xiàn)了唇亡齒寒的嚴(yán)重后果。如不及時(shí)處理，噴燃管的損壞便會(huì)大大加快。可見，對(duì)澆注料的精細(xì)管理是延長(zhǎng)噴燃管使用壽命、保證其可靠度的關(guān)鍵。
澆注料的使用壽命與正確選擇、妥善保管與儲(chǔ)存、模具的設(shè)計(jì)與制作、正確施工及精心養(yǎng)護(hù)等均有密切關(guān)系。在澆注料選擇方面，推薦按表1選購(gòu)。一次訂購(gòu)不要太多，因?yàn)闈沧⒘铣^3個(gè)月質(zhì)量下降。
適用于噴燃管使用的耐火澆注料主要技術(shù)參數(shù)表1
購(gòu)買到廠的澆注料應(yīng)妥善保管，儲(chǔ)存在低溫干燥之處。模具的設(shè)計(jì)與制作必須精心，斷面形狀要合理。現(xiàn)在有不少?gòu)S在噴燃管前端部上面有粉沙料堆積，嚴(yán)重者可觸到窯皮，這是引起噴燃管彎曲的一個(gè)很重要原因?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有些廠在打澆注料時(shí)，將其上面打出一個(gè)平臺(tái)面（圖1a），這會(huì)加劇粉沙料的堆積，應(yīng)該嚴(yán)格避免。如果打成上面帶凸起的形狀（圖1b），對(duì)緩解和避免粉沙料的堆積會(huì)起很大作用。上面的凸起部分，可以與澆注料分開施工，這樣模板會(huì)簡(jiǎn)單不少。待起模后，再進(jìn)行這部分凸起的堆抹，除了保證形狀合理之外，表面還要抹得平整光滑。當(dāng)有粉沙料落在其上，便能沿著光滑的斜面向下滑落，不致于堆積過高。噴燃管前端0～1000mm段下面是澆注料最容易損壞之處，因?yàn)槭苡袛y帶熟料粉塵高溫二次風(fēng)入窯時(shí)的沖刷。為了延長(zhǎng)這部分澆注料的使用壽命，在其下部也應(yīng)打成帶有凸起的形狀。國(guó)外已有這樣的實(shí)例，如圖2a所示，國(guó)內(nèi)還沒有見到過。為了減輕這部分澆注料的過快損壞，也應(yīng)采用這種形狀，如圖2b所示。這部分凸起的澆注料與噴燃管保護(hù)層必須一起施工，在設(shè)計(jì)模具時(shí)就應(yīng)考慮，不能像上面凸起部分采用二次施工。因?yàn)檫@部分澆注料是最容易損壞的，也就是說使用條件是惡劣的。如果在這部分澆注料中摻入一些碳化硅粉，效果可能會(huì)更好。若是三次風(fēng)從窯頭罩的斜上方抽取，這時(shí)沖刷最嚴(yán)重的部位不在最下方，而是要偏斜一個(gè)角度α。在這種情況下，澆注料的凸起部分就應(yīng)偏斜一個(gè)同樣的角度，如圖2c所示。另外，模具應(yīng)開合方便，聯(lián)結(jié)牢固，振搗時(shí)不變形。模具用完后要注意清洗干凈，表面涂油防銹。噴燃管打澆注料部分表面及扒釘要徹底除銹，保證結(jié)合牢靠。在澆注料攪拌時(shí)，必須嚴(yán)格控制加水量，滿足其摻水要求，參見表1。這一點(diǎn)，許多廠都不易做到。因?yàn)闈沧⒘弦蟮募铀亢苄?，保證成形和振搗相當(dāng)困難。可是加水量增多，施工確實(shí)方便不少，但對(duì)澆注料質(zhì)量的影響卻相當(dāng)大。應(yīng)堅(jiān)持寧肯困難一時(shí)，也不要放松要求，造成壽命縮短。澆注料一定要使用專用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，保證攪拌充分均勻。澆注料打好后還要注意保證足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般來說最少應(yīng)養(yǎng)護(hù)三天72小時(shí)以上?，F(xiàn)在許多廠為了減少停窯時(shí)間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間均難以保證，這也是造成澆注料壽命縮短的一個(gè)重要因素。單從這個(gè)角度看，有兩根噴燃管輪換使用，確實(shí)不失為上策。
在這里需要特別注意：澆注料一旦損壞露出扒釘后，必須立即更換噴燃管。千萬不要拼設(shè)備，否則再堅(jiān)持使用就會(huì)將外風(fēng)套和外管燒壞?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有4～5個(gè)廠將外風(fēng)套和外管燒漏的情況。這種情況一旦發(fā)生，用戶自己就很難處理。即使勉強(qiáng)修復(fù)上，也很難保證各風(fēng)道出口間隙的均勻和合格，影響使用性能。一般都需要拉回制造廠修復(fù)，企業(yè)會(huì)受到很大的經(jīng)濟(jì)損失。
四．準(zhǔn)備足夠的備品配件是精細(xì)管理重要一環(huán)
對(duì)于一臺(tái)煤粉燃燒器來說，最易損壞的就是噴燃管的頭部件。除了個(gè)別供應(yīng)商為了以低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)而采用廉價(jià)代用材料外，其余均采用當(dāng)前最好的耐熱鋼制造。可是，由于當(dāng)前材料工業(yè)的發(fā)展水平所限，耐熱鋼只耐熱而不耐磨，耐磨鋼只耐磨而不耐熱。對(duì)噴燃管來說卻既要求耐熱又要求耐磨，從而形成了很大矛盾。為解決這個(gè)問題，國(guó)內(nèi)外都在攻關(guān)。盡管如此，還仍然不能如人所愿，長(zhǎng)的在一年左右，短的則幾個(gè)月就磨壞。尤其是帶有攏焰罩的噴燃管，攏焰罩更容易沖出溝而磨壞。根據(jù)這種情況，曾有人建議不用攏焰罩，這是舍重拾輕的觀念。攏焰罩是一種先進(jìn)技術(shù)，對(duì)抑制火焰過早擴(kuò)散、降低峰值溫度、使火焰形狀更加合理的作用相當(dāng)明顯，對(duì)延長(zhǎng)窯口護(hù)板、窯口筒體及其澆注料和窯頭罩火磚的壽命等均具有特殊的意義。國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)的攏焰罩都容易沖出溝，嚴(yán)重時(shí)沖漏，有些使用者不理解這種現(xiàn)狀，產(chǎn)生埋怨情緒。天津博納經(jīng)過多方多次研究，取得了一些進(jìn)展，已有應(yīng)用三年多而無太大磨損的實(shí)例，超過了引進(jìn)產(chǎn)品。其它頭部件也都有不同程度的損壞，而且規(guī)律性不同。因此，準(zhǔn)備足夠的備品配件以應(yīng)對(duì)突發(fā)的問題十分必要?？梢姡@是精細(xì)管理的重要一環(huán)。
五、合理配風(fēng)是精細(xì)管理的基礎(chǔ)
合理配風(fēng)是指為煤粉燃燒器配用的兩臺(tái)或三臺(tái)風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)要合理，大了不好，小了不行。應(yīng)將這兩臺(tái)或三臺(tái)風(fēng)機(jī)的供風(fēng)稱為“一次風(fēng)”，以與由冷卻機(jī)入窯的高溫二次風(fēng)和由篦冷機(jī)或者窯頭罩抽取到窯尾的次高溫三次風(fēng)相區(qū)別。國(guó)外將為燃燒器供給的凈風(fēng)稱為一次風(fēng)，而不計(jì)煤風(fēng)，這樣概念不清晰，所以本文所說的一次風(fēng)是含煤風(fēng)在內(nèi)的。
從一般的道理上講，好像都知道一次風(fēng)越小越好。大與小是相對(duì)的，究竟多少算大，多少算小就比較模糊不清了。所以，一到具體選型時(shí)，現(xiàn)在幾乎所有的設(shè)計(jì)部門、用戶、甚至一大部分燃燒器供應(yīng)商都誤認(rèn)為一次風(fēng)選用越大些越可靠，適應(yīng)能力越強(qiáng)。結(jié)果造成當(dāng)前已運(yùn)轉(zhuǎn)和正在建設(shè)的生產(chǎn)線，其一次風(fēng)量（包括煤風(fēng)）都大很多，尤其煤風(fēng)一般都大50%左右，少數(shù)有大一倍的。不僅影響窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的正常發(fā)揮，容易發(fā)生不應(yīng)出現(xiàn)的工藝問題，特別是大大加劇了噴燃管機(jī)件的磨損。
一次風(fēng)大了有百害而無一利，主要害處如下：
1．一次風(fēng)大了，必然少用高溫二次風(fēng)，不僅浪費(fèi)能源，而且降低冷卻機(jī)的熱效率和二、三次風(fēng)溫。
2．一次風(fēng)大了，窯內(nèi)的廢氣生成量增大，窯尾廢氣排放的熱損失增加，這是熱耗增高的又一個(gè)重要因素。
3．一次風(fēng)過大，會(huì)降低由噴燃管噴出煤粉燃燒的環(huán)境溫度，影響煤粉的燃燒速率和燃盡率，破壞窯內(nèi)溫度的合理分布。這一點(diǎn)對(duì)于燒低質(zhì)煤（劣質(zhì)煤、低揮發(fā)分煤、無煙煤、褐煤、內(nèi)水大的煤等）和石油焦尤顯重要。
4．一次風(fēng)過大，會(huì)阻止窯內(nèi)的熱煙氣返混，增大有害氣體NOx的形成和排放。
5．一次風(fēng)過大，會(huì)增大噴燃管機(jī)件的磨損
研究表明，機(jī)件的磨損速率ω與其風(fēng)速V的2～6次方成正比，即ω∝V2～6?，F(xiàn)不按6次方計(jì)算，僅按3次方計(jì)算，如速度V增大一倍，則磨損速率ω就會(huì)增大7倍，即ω=23=8。這一規(guī)律不僅對(duì)于頭部件是這樣，對(duì)尾部下煤處也是如此。云南麗江水泥有限公司2500t/d熟料水泥生產(chǎn)線，海拔高度1370m，使用天津博納的TJB-KP-6型四風(fēng)到煤粉燃燒器。天津博納要求的配風(fēng)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的配風(fēng)出入很大，尤其煤風(fēng)大一倍之多，詳見表2。
為燃燒器配套兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)表2
由表2可見，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的煤風(fēng)風(fēng)量比博納要求的大一倍之多。結(jié)果使用5個(gè)月時(shí)將噴燃管變徑節(jié)處磨漏冒煤，見圖3。此處在其它廠已有使用5～6年而沒有發(fā)生磨漏磨穿的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)和耐磨處理是相同的，設(shè)計(jì)是按保證2年壽命考慮的。此處的磨損暫按速度V的三次方計(jì)算，如果在博納要求風(fēng)量下使用，其壽命肯定超過2年，即24個(gè)月?？墒钱?dāng)實(shí)際使用的風(fēng)量比要求風(fēng)量大近一倍半，則管內(nèi)的風(fēng)速就大近一倍半，即ω∝V3=（91.6/36.9）3=15.3。這就是說機(jī)件的磨損速率增大到15.3倍。很明顯，在要求風(fēng)量下如果能用24個(gè)月，而在風(fēng)量增大了1.48倍的情況下只能使用24/15.3=1.57個(gè)月。可實(shí)際使用了5個(gè)月才磨漏，這充分表明這種噴燃管的可靠度是相當(dāng)高的，包括頭部件。如果煤風(fēng)量合理，使用3年甚至4年也沒有問題。
由于一次風(fēng)選擇的過大，不僅噴燃管的壽命受到嚴(yán)重影響，而且窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)所受的影響更大，只是“如鮑魚之肆”罷了?，F(xiàn)在窯的產(chǎn)量達(dá)2600t/d，熟料單位熱耗達(dá)810kcal/kg?cl。如果將一次風(fēng)降低，產(chǎn)量還會(huì)提高，即使達(dá)不到3000t/d，達(dá)到2700～2800t/d應(yīng)該沒有問題。熱耗也會(huì)大大降低，降到750kcal/kg?cl是有把握的。
圖3云南麗江水泥有限公司噴燃管變徑節(jié)磨漏處部位
六、正確操作和維護(hù)維修是精細(xì)管理的保證
如果精細(xì)管理到位，又能正確操作，二者相輔相成，才能使企業(yè)真正獲得最大的效益。有人認(rèn)為，由于科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化水平的提高，只要按儀表指示進(jìn)行操作就行了，實(shí)際上并非如此。有很多使用天津博納燃燒器的廠家，調(diào)試人員一去就好，一走就壞，這表明這些廠還不能達(dá)到純熟操作的水平。
1．噴燃管與窯空間方位的控制
現(xiàn)有兩種觀點(diǎn)：第一種是傳統(tǒng)觀點(diǎn)，因?yàn)楦G截面有物料占據(jù)，所以噴燃管與窯的空間方位既有在窯口截面的坐標(biāo)要求，又有噴燃管中心線延長(zhǎng)線與窯內(nèi)壁交點(diǎn)的要求［3］。并且總結(jié)出以下規(guī)律：要求火焰外廓既近料又不觸料，既近窯皮又不觸窯皮；噴燃管中心線上揚(yáng)即火焰抬頭，窯皮短，飛沙料多，火焰低頭窯皮長(zhǎng)，飛沙料少；火焰靠近料窯皮厚，火焰遠(yuǎn)離料窯皮??；火焰向后伸，容易結(jié)長(zhǎng)厚窯皮，結(jié)圈結(jié)大塊，短焰急燒易出黃心料。
另一種觀點(diǎn)是近年拉法基水泥公司堅(jiān)持并提出的，要求噴燃管的中心線必須與窯的中心線重合，也就是燃燒器的噴燃管在回轉(zhuǎn)窯的正中心，噴燃管中心線的傾斜度與回轉(zhuǎn)窯一致。
根據(jù)我們產(chǎn)品在300多個(gè)廠的使用經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于大多數(shù)大型窯來說，噴燃管中心線與回轉(zhuǎn)窯中心線基本重合要好些。但也不是絕對(duì)的，有時(shí)也需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在x軸和y軸坐標(biāo)上都偏離一些好。對(duì)于小型窯，更沒有必要要求完全一致。從現(xiàn)在的具體操作實(shí)踐看，還沒有得出最后的確定結(jié)論。在具體操作中往往是二者兼用，都根據(jù)窯情的實(shí)際狀況靈活操作為宜。
2．噴燃管伸入窯口距離的控制
在正常操作時(shí)，噴燃管端部伸入到窯口內(nèi)的距離控制在100～300mm為宜。這樣，既能保證出窯熟料的高溫，受篦冷機(jī)急冷后提高熟料的質(zhì)量，又能提高二、三次風(fēng)溫，提高冷卻機(jī)的熱效率，還會(huì)降低窯頭罩耐火磚的溫度，延長(zhǎng)其使用壽命。噴燃管端部伸入窯口內(nèi)過長(zhǎng)，使出窯熟料溫度降低，雖然對(duì)保護(hù)窯口護(hù)板，窯口筒體及其澆注料有利，但會(huì)降低二、三次風(fēng)溫度，影響熟料質(zhì)量的提高，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工況不利。噴燃管端部拉出窯口外操作，出窯熟料溫度過高，一是容易出現(xiàn)篦冷機(jī)堆雪人現(xiàn)象；二是影響窯口護(hù)板，窯口筒體及其澆注料的使用壽命；三會(huì)造成窯頭罩溫度過高，縮短其耐火磚的壽命。
關(guān)于噴燃管前端伸入窯口內(nèi)的距離對(duì)有關(guān)部位溫度的影響，曾有人做過測(cè)定。以窯口的熱態(tài)點(diǎn)O為基點(diǎn)，往窯口內(nèi)伸為“負(fù)”，往窯口外拉為“正”時(shí)，則測(cè)定出各有關(guān)部位的溫度變化與噴燃管前端面位置的關(guān)系示于圖4。由圖可以看出，將噴燃管前端面往窯口外拉的距離Ln越大，則窯頭罩的火磚表面和窯口護(hù)板的溫度越高。當(dāng)Ln=1400mm時(shí)，窯頭罩與窯口護(hù)板相對(duì)應(yīng)處的火磚表面A2溫度達(dá)到最高，約為1570℃，窯頭罩火磚的上表面A1處溫度達(dá)到1500℃，窯口護(hù)板外緣B1處的溫度達(dá)到1350℃，窯口護(hù)板端面B2處的溫度達(dá)到1155℃，出窯熟料溫度達(dá)到1200℃。
圖4噴燃管前端面拉出窯口的距離Ln與各部溫度的關(guān)系曲線
3．保持熱工制度穩(wěn)定，控制窯內(nèi)溫度分布合理
熱工制度是指風(fēng)、煤、料的合理匹配，窯情變化時(shí)應(yīng)先動(dòng)風(fēng)煤后動(dòng)物料，最后再改變窯速。這一切都要保證窯內(nèi)溫度分布合理，該高處應(yīng)高，該低處應(yīng)低，保持合理的窯皮長(zhǎng)度，避免溫度倒掛，使熱工制度紊亂。為達(dá)到這一目的，就必須控制火焰形狀。過去叫看火工，看火工看什么？最主要的就是要看住火焰形狀。為此，就要求有一個(gè)性能好的調(diào)節(jié)方便靈活的煤粉燃燒器，要什么樣的火焰就能調(diào)制出什么樣的火焰。否則，操作者便無能為力，不能得心應(yīng)手。
4．應(yīng)熟練掌握所用燃燒器的結(jié)構(gòu)、性能和調(diào)節(jié)功能
由于現(xiàn)在的煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)多種多樣，性能差別很大，調(diào)節(jié)方式不同，所以在操作時(shí)就要熟練掌握所用燃燒器的結(jié)構(gòu)、性能和調(diào)節(jié)方法。這就好像一輛自行車，不會(huì)騎者上去就摔跤，不熟練者上去雖能走，但碰到溝溝坎坎也會(huì)摔跤，熟練者上去便可疾馳如飛，若是雜技演員上去，則花樣繁多，最后剩一個(gè)輪子也能行走自如。這是什么？這就是技術(shù)。同樣一條窯，熟練的操作人員就能夠使產(chǎn)量高，質(zhì)量好，相反則反之。
5．應(yīng)配備有經(jīng)驗(yàn)豐富的看火工
由于自動(dòng)水平的提高，操作人員按看儀表指示進(jìn)行操作也能達(dá)到基本要求。如果有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的看火工配合，便會(huì)取得錦上添花的效果。但由于水泥工業(yè)的迅速發(fā)展，有經(jīng)驗(yàn)的看火工已經(jīng)很少，多由操作人員進(jìn)行獨(dú)立操作，很難達(dá)到理想要求。因此，供貨廠家的調(diào)試人員一去窯運(yùn)轉(zhuǎn)的就正常，一離開就出現(xiàn)問題，往往一時(shí)半會(huì)兒還不容易解決。
煤粉燃燒器的正確操作是一個(gè)技術(shù)要求很高很復(fù)雜的問題，本文只能提出上述幾點(diǎn)供大家參考。
七、結(jié)語
回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器與龐大的窯體相比，不論在體形上，重量上抑或造價(jià)上都是小巫見大巫，九牛一毛。然而它對(duì)燒成系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的提高、節(jié)煤省電、火磚壽命的延長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率的增高、有害氣體排放的減少等七大主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的作用卻舉足輕重，不可小覷。不僅搞好它不是易事，而且要管理好和操作使用好它也是一項(xiàng)難度很大的工作。尤其當(dāng)前水泥工業(yè)發(fā)展如此迅速，經(jīng)驗(yàn)豐富的管理者和操作者一時(shí)有些跟不上，形成薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)以此文提綱挈領(lǐng)地拋磚引玉，引起有關(guān)人士的重視，提高管理和操作水平，奏出更好更美的樂章。為企業(yè)增產(chǎn)降耗、提高效益，為我國(guó)早日實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)！
參考文獻(xiàn)
［1］姚國(guó)鏡、劉華鋒：基于無煙煤為燃料的TJB燃燒器的使用效果及性能分析，《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)》，2010年第2期。
［2］陸純煊、丁抗生、曾大凡主編：《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程（試行）及參考資料文集》，水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程編寫組印刷，1995年11月。
［3］江旭昌編著：《回轉(zhuǎn)窯多風(fēng)道煤粉燃燒器培訓(xùn)教材》，中國(guó)磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)，1999年4月。
【作者：天津市博納建材高科技研究所? 江明昱】
回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器與龐大的窯體相比，無論在體形上、重量上抑或造價(jià)上都是小巫見大巫，九牛一毛。然而，它對(duì)水泥生產(chǎn)在某種意義上說比回轉(zhuǎn)窯還要重要?；剞D(zhuǎn)窯只要能穩(wěn)定、安全地運(yùn)轉(zhuǎn)就完成了自己的使命，與主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的產(chǎn)量、質(zhì)量、煤耗、電耗、火磚壽命、有害氣體的排放等關(guān)系不大?？墒?，煤粉燃燒器就不同了，與上述主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)卻息息相關(guān)。使用天津市博納建材高科技研究所TJB-KP型旋流式高效低NOx四風(fēng)道煤粉燃燒器的廠家體會(huì)尤深，他們把煤粉燃燒器的重要作用形象地喻為“大窯一根槍，頭尾兩把火”。無數(shù)事實(shí)都證明，確實(shí)把這根槍選對(duì)了，耍好了，牽住了頭尾兩把火這個(gè)牛鼻子，企業(yè)可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。廣東云浮中材亨達(dá)水泥有限公司一線5000t/d的φ4.8×72m預(yù)分解窯，因改換一只好的TJB-KP-14型噴燃管，每年就增收了1600多萬元［1］。
但是，從目前看不少水泥企業(yè)還沒有引起足夠的重視，對(duì)煤粉燃燒器重要性的認(rèn)識(shí)淡薄。因而，在管理上談不到精細(xì)，在操作上也說不上純熟。有許多企業(yè)，供貨廠家的調(diào)試人員一離開，沒有多久效果就變樣。煤粉燃燒器再好，畢竟是個(gè)硬件，要使其優(yōu)越性能得到充分發(fā)揮還必須軟件相輔，即是精細(xì)管理和操作。這就好像賽馬一樣，光有一匹好馬還不夠，還必須有一位好騎手，才能奪冠。為了將煤粉燃燒器管好用好，充分發(fā)揮出其潛力，現(xiàn)撰此文供有關(guān)人士參考。
一．正確選型是精細(xì)管理的核心
工欲善其事，必先利其器。當(dāng)前回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器市場(chǎng)混亂，國(guó)外的有4～5家，有的是原裝，有的是在中國(guó)建廠制造。國(guó)內(nèi)的有30多家都能提供這種設(shè)備，有的購(gòu)買圖紙生產(chǎn)，有的獨(dú)立研發(fā)制造。論其質(zhì)量良莠不齊，論其價(jià)格高低懸殊，論其結(jié)構(gòu)各有不同，因此，使用效果也就大不一樣。從國(guó)產(chǎn)煤粉燃燒器在同一條窯上代替國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品來看，有的無論從性能上和可靠度上已經(jīng)達(dá)到引進(jìn)產(chǎn)品的水平，甚至還超過他們。從價(jià)格上看，最便宜的國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品比國(guó)產(chǎn)最高價(jià)產(chǎn)品還要高出許多。所以，有許多有關(guān)專家和中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)都疾呼：“國(guó)產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器已經(jīng)過關(guān)，再?zèng)]有必要花高價(jià)購(gòu)買國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品！”
在國(guó)內(nèi)外紛雜的燃燒器市場(chǎng)中，怎樣才能正確選購(gòu)到質(zhì)量好的燃燒器呢？依筆者之見，應(yīng)堅(jiān)持以下幾點(diǎn)：
1．加深認(rèn)識(shí)，了解市場(chǎng)
對(duì)煤粉燃燒器的重要性必須加深認(rèn)識(shí)。它雖然很小，但對(duì)燒成系統(tǒng)的正常運(yùn)行卻舉足輕重，對(duì)發(fā)揮燒成系統(tǒng)的潛力關(guān)系重大，絕對(duì)不像有人誤認(rèn)的那樣：“不就是那么一根管么！”只有對(duì)它重要性加深了認(rèn)識(shí)，才能有意識(shí)地去了解燃燒器市場(chǎng)，選購(gòu)到相對(duì)較好的燃燒器產(chǎn)品，使企業(yè)獲得盡可能大的效益。
2．要會(huì)算大帳，真正落實(shí)性價(jià)比
花少錢又能購(gòu)買到好的產(chǎn)品，這是所有用戶的心理。但是，一般情況下好的產(chǎn)品科技含量高，投入大，用料講究，做工精細(xì)，成本相對(duì)較高，因而售價(jià)肯定就要貴些。這就像汽車一樣，誰都不會(huì)想用購(gòu)買“夏利”的錢買到“奔馳”。可是現(xiàn)在有不少用戶卻將性價(jià)比停留在口頭上，不能真正落實(shí)。還有些用戶通過招標(biāo)方式采購(gòu)產(chǎn)品，招標(biāo)沒有底價(jià)，評(píng)標(biāo)者對(duì)燃燒器了解不多，因而就造成招標(biāo)只是為了壓價(jià)，這樣怎么能選購(gòu)到性價(jià)比高的產(chǎn)品？在這種情況下，就需要決策者的有識(shí)，會(huì)算大帳，將性價(jià)比真正落到實(shí)處?，F(xiàn)在是每個(gè)供應(yīng)商都說自己的產(chǎn)品好，到底是真好還是假好，這需要靠實(shí)踐去回答。如廣東惠州光大水泥有限公司5000t/d生產(chǎn)線因換用一只噴燃管花約40多萬元，產(chǎn)量就由5700t/d提高到6000t/d，一年增收的經(jīng)濟(jì)效益1600萬元［1］，這是個(gè)什么比例？就算是50萬元，每年還增收1550萬元，兩年就是3100萬元。哪個(gè)大哪個(gè)小，不是十分清楚嗎！
3．要樹立“沒有最好，只有更好”的觀念。
現(xiàn)在有不少?gòu)S對(duì)生產(chǎn)線已達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)就心滿意足，豈不知還有潛力沒有得到發(fā)揮。如廣東云浮亨達(dá)利水泥制品有限公司φ4×60m預(yù)分解窯生產(chǎn)線，熟料設(shè)計(jì)能力為2500t/d，運(yùn)轉(zhuǎn)不久就達(dá)到了2700～2750t/d，比設(shè)計(jì)能力提高了8％～10％。按理應(yīng)該滿足了，可是該單位經(jīng)過分析認(rèn)為還有潛力，而限制潛力沒有充分發(fā)揮出來的瓶頸就是燃燒器。于是決定訂購(gòu)了TJB-KP-6型四風(fēng)道煤粉燃燒器，更換后產(chǎn)量達(dá)到了3000t/d，質(zhì)量大大改善、節(jié)煤節(jié)電、火磚壽命延長(zhǎng)，每年增收1000多萬元。這樣的實(shí)例很多，不勝枚舉。
二．訂購(gòu)兩只噴燃管輪換使用是精細(xì)管理的重中之重
煤粉燃燒器的噴燃管要伸入到氣體溫度高達(dá)1700～1800℃的窯內(nèi)工作，噴燃管必須打耐火澆注料保護(hù)，否則什么耐熱鋼也無濟(jì)于事。但澆注料極易損壞，國(guó)家規(guī)程規(guī)定其使用壽命為3～8個(gè)月［2］。當(dāng)澆注料損壞露出扒釘后，導(dǎo)熱系數(shù)增大。不僅使頭部件發(fā)生變形，其中的氣體和煤粉受熱也要發(fā)生變化，導(dǎo)致噴燃管過早損壞，降低其使用壽命。澆注料的損壞并不是整圈均勻的，這種情況則更為嚴(yán)重，甚至發(fā)生偏火現(xiàn)象?，F(xiàn)在各水泥企業(yè)，都將燒成車間人員的收入與窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)掛鉤。當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)很正常時(shí)，明明已發(fā)現(xiàn)澆注料有損壞露出扒釘?shù)那闆r，本該將窯停下來進(jìn)行處理或更換，可誰也不愿這樣做，造成雪上加霜拼設(shè)備的嚴(yán)重后果。另外，打好澆注料后至少需三天的時(shí)間養(yǎng)護(hù)。因?yàn)闆]有備用，為了減少停窯時(shí)間，就急忙推進(jìn)窯里使用，造成惡性循環(huán)，澆注料的使用壽命越來越短。如果有備用噴燃管，打好澆注料后放置在窯旁，并且明確規(guī)定遇有上述情況必須立即更換，有2～3個(gè)小時(shí)就可完成。因此，凡有經(jīng)驗(yàn)的管理者都同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管，輪換使用，上述情況便可避免。
當(dāng)前有許多水泥廠，不到迫不得已時(shí)不訂購(gòu)備用噴燃管，這是因小失大的做法。表面上看好像能省些錢，可實(shí)際上損失不知要大多少倍。究其原因有兩種可能：一是出于資金考慮：二是出于對(duì)所訂購(gòu)的燃燒器有所擔(dān)心，不敢同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管。在投產(chǎn)后，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)用的噴燃管使用效果不好，應(yīng)馬上改弦更張，重新訂購(gòu)質(zhì)量好的。拖的時(shí)間越長(zhǎng)，所受的損失越大。如果認(rèn)為現(xiàn)用的噴燃管效果不錯(cuò)，就應(yīng)該盡快訂購(gòu)備用的噴燃管，以創(chuàng)造兩根輪換使用的條件，避免拼設(shè)備的現(xiàn)象發(fā)生。廣東云浮中材亨達(dá)水泥有限公司一線5000t/d發(fā)現(xiàn)原用噴燃管存在問題較多，馬上另購(gòu)了天津博納的TJB-KP-14型四風(fēng)道噴燃管，使用效果滿意后，又很快訂購(gòu)了第二根噴燃管作為備用。二線5000t/d在籌建時(shí)，窯頭窯尾的煤粉燃燒器就都訂購(gòu)了天津博納的產(chǎn)品，而且窯頭同時(shí)訂購(gòu)兩只噴燃管，窯尾訂購(gòu)了四只燃燒器，均是一用一備。
由上述可見，做到精細(xì)管理均應(yīng)該有備品。不僅會(huì)收到縮短停窯時(shí)間的優(yōu)越性，而且會(huì)大大提高它們的使用壽命，同時(shí)對(duì)應(yīng)對(duì)突發(fā)問題具有更大的主動(dòng)權(quán)，可見訂購(gòu)兩只噴燃管輪換使用，一舉三得，是精細(xì)管理的重中之重。
三．澆注料的精細(xì)管理是保證噴燃管可靠度的關(guān)鍵
澆注料一旦損壞，便出現(xiàn)了唇亡齒寒的嚴(yán)重后果。如不及時(shí)處理，噴燃管的損壞便會(huì)大大加快?？梢?，對(duì)澆注料的精細(xì)管理是延長(zhǎng)噴燃管使用壽命、保證其可靠度的關(guān)鍵。
澆注料的使用壽命與正確選擇、妥善保管與儲(chǔ)存、模具的設(shè)計(jì)與制作、正確施工及精心養(yǎng)護(hù)等均有密切關(guān)系。在澆注料選擇方面，推薦按表1選購(gòu)。一次訂購(gòu)不要太多，因?yàn)闈沧⒘铣^3個(gè)月質(zhì)量下降。
適用于噴燃管使用的耐火澆注料主要技術(shù)參數(shù)表1
購(gòu)買到廠的澆注料應(yīng)妥善保管，儲(chǔ)存在低溫干燥之處。模具的設(shè)計(jì)與制作必須精心，斷面形狀要合理?，F(xiàn)在有不少?gòu)S在噴燃管前端部上面有粉沙料堆積，嚴(yán)重者可觸到窯皮，這是引起噴燃管彎曲的一個(gè)很重要原因?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有些廠在打澆注料時(shí)，將其上面打出一個(gè)平臺(tái)面（圖1a），這會(huì)加劇粉沙料的堆積，應(yīng)該嚴(yán)格避免。如果打成上面帶凸起的形狀（圖1b），對(duì)緩解和避免粉沙料的堆積會(huì)起很大作用。上面的凸起部分，可以與澆注料分開施工，這樣模板會(huì)簡(jiǎn)單不少。待起模后，再進(jìn)行這部分凸起的堆抹，除了保證形狀合理之外，表面還要抹得平整光滑。當(dāng)有粉沙料落在其上，便能沿著光滑的斜面向下滑落，不致于堆積過高。噴燃管前端0～1000mm段下面是澆注料最容易損壞之處，因?yàn)槭苡袛y帶熟料粉塵高溫二次風(fēng)入窯時(shí)的沖刷。為了延長(zhǎng)這部分澆注料的使用壽命，在其下部也應(yīng)打成帶有凸起的形狀。國(guó)外已有這樣的實(shí)例，如圖2a所示，國(guó)內(nèi)還沒有見到過。為了減輕這部分澆注料的過快損壞，也應(yīng)采用這種形狀，如圖2b所示。這部分凸起的澆注料與噴燃管保護(hù)層必須一起施工，在設(shè)計(jì)模具時(shí)就應(yīng)考慮，不能像上面凸起部分采用二次施工。因?yàn)檫@部分澆注料是最容易損壞的，也就是說使用條件是惡劣的。如果在這部分澆注料中摻入一些碳化硅粉，效果可能會(huì)更好。若是三次風(fēng)從窯頭罩的斜上方抽取，這時(shí)沖刷最嚴(yán)重的部位不在最下方，而是要偏斜一個(gè)角度α。在這種情況下，澆注料的凸起部分就應(yīng)偏斜一個(gè)同樣的角度，如圖2c所示。另外，模具應(yīng)開合方便，聯(lián)結(jié)牢固，振搗時(shí)不變形。模具用完后要注意清洗干凈，表面涂油防銹。噴燃管打澆注料部分表面及扒釘要徹底除銹，保證結(jié)合牢靠。在澆注料攪拌時(shí)，必須嚴(yán)格控制加水量，滿足其摻水要求，參見表1。這一點(diǎn)，許多廠都不易做到。因?yàn)闈沧⒘弦蟮募铀亢苄。ＷC成形和振搗相當(dāng)困難?？墒羌铀吭龆啵┕ご_實(shí)方便不少，但對(duì)澆注料質(zhì)量的影響卻相當(dāng)大。應(yīng)堅(jiān)持寧肯困難一時(shí)，也不要放松要求，造成壽命縮短。澆注料一定要使用專用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，保證攪拌充分均勻。澆注料打好后還要注意保證足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般來說最少應(yīng)養(yǎng)護(hù)三天72小時(shí)以上?，F(xiàn)在許多廠為了減少停窯時(shí)間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間均難以保證，這也是造成澆注料壽命縮短的一個(gè)重要因素。單從這個(gè)角度看，有兩根噴燃管輪換使用，確實(shí)不失為上策。
在這里需要特別注意：澆注料一旦損壞露出扒釘后，必須立即更換噴燃管。千萬不要拼設(shè)備，否則再堅(jiān)持使用就會(huì)將外風(fēng)套和外管燒壞。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有4～5個(gè)廠將外風(fēng)套和外管燒漏的情況。這種情況一旦發(fā)生，用戶自己就很難處理。即使勉強(qiáng)修復(fù)上，也很難保證各風(fēng)道出口間隙的均勻和合格，影響使用性能。一般都需要拉回制造廠修復(fù)，企業(yè)會(huì)受到很大的經(jīng)濟(jì)損失。
四．準(zhǔn)備足夠的備品配件是精細(xì)管理重要一環(huán)
對(duì)于一臺(tái)煤粉燃燒器來說，最易損壞的就是噴燃管的頭部件。除了個(gè)別供應(yīng)商為了以低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)而采用廉價(jià)代用材料外，其余均采用當(dāng)前最好的耐熱鋼制造。可是，由于當(dāng)前材料工業(yè)的發(fā)展水平所限，耐熱鋼只耐熱而不耐磨，耐磨鋼只耐磨而不耐熱。對(duì)噴燃管來說卻既要求耐熱又要求耐磨，從而形成了很大矛盾。為解決這個(gè)問題，國(guó)內(nèi)外都在攻關(guān)。盡管如此，還仍然不能如人所愿，長(zhǎng)的在一年左右，短的則幾個(gè)月就磨壞。尤其是帶有攏焰罩的噴燃管，攏焰罩更容易沖出溝而磨壞。根據(jù)這種情況，曾有人建議不用攏焰罩，這是舍重拾輕的觀念。攏焰罩是一種先進(jìn)技術(shù)，對(duì)抑制火焰過早擴(kuò)散、降低峰值溫度、使火焰形狀更加合理的作用相當(dāng)明顯，對(duì)延長(zhǎng)窯口護(hù)板、窯口筒體及其澆注料和窯頭罩火磚的壽命等均具有特殊的意義。國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品和國(guó)內(nèi)的攏焰罩都容易沖出溝，嚴(yán)重時(shí)沖漏，有些使用者不理解這種現(xiàn)狀，產(chǎn)生埋怨情緒。天津博納經(jīng)過多方多次研究，取得了一些進(jìn)展，已有應(yīng)用三年多而無太大磨損的實(shí)例，超過了引進(jìn)產(chǎn)品。其它頭部件也都有不同程度的損壞，而且規(guī)律性不同。因此，準(zhǔn)備足夠的備品配件以應(yīng)對(duì)突發(fā)的問題十分必要?？梢?，這是精細(xì)管理的重要一環(huán)。
五、合理配風(fēng)是精細(xì)管理的基礎(chǔ)
合理配風(fēng)是指為煤粉燃燒器配用的兩臺(tái)或三臺(tái)風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)要合理，大了不好，小了不行。應(yīng)將這兩臺(tái)或三臺(tái)風(fēng)機(jī)的供風(fēng)稱為“一次風(fēng)”，以與由冷卻機(jī)入窯的高溫二次風(fēng)和由篦冷機(jī)或者窯頭罩抽取到窯尾的次高溫三次風(fēng)相區(qū)別。國(guó)外將為燃燒器供給的凈風(fēng)稱為一次風(fēng)，而不計(jì)煤風(fēng)，這樣概念不清晰，所以本文所說的一次風(fēng)是含煤風(fēng)在內(nèi)的。
從一般的道理上講，好像都知道一次風(fēng)越小越好。大與小是相對(duì)的，究竟多少算大，多少算小就比較模糊不清了。所以，一到具體選型時(shí)，現(xiàn)在幾乎所有的設(shè)計(jì)部門、用戶、甚至一大部分燃燒器供應(yīng)商都誤認(rèn)為一次風(fēng)選用越大些越可靠，適應(yīng)能力越強(qiáng)。結(jié)果造成當(dāng)前已運(yùn)轉(zhuǎn)和正在建設(shè)的生產(chǎn)線，其一次風(fēng)量（包括煤風(fēng)）都大很多，尤其煤風(fēng)一般都大50%左右，少數(shù)有大一倍的。不僅影響窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的正常發(fā)揮，容易發(fā)生不應(yīng)出現(xiàn)的工藝問題，特別是大大加劇了噴燃管機(jī)件的磨損。
一次風(fēng)大了有百害而無一利，主要害處如下：
1．一次風(fēng)大了，必然少用高溫二次風(fēng)，不僅浪費(fèi)能源，而且降低冷卻機(jī)的熱效率和二、三次風(fēng)溫。
2．一次風(fēng)大了，窯內(nèi)的廢氣生成量增大，窯尾廢氣排放的熱損失增加，這是熱耗增高的又一個(gè)重要因素。
3．一次風(fēng)過大，會(huì)降低由噴燃管噴出煤粉燃燒的環(huán)境溫度，影響煤粉的燃燒速率和燃盡率，破壞窯內(nèi)溫度的合理分布。這一點(diǎn)對(duì)于燒低質(zhì)煤（劣質(zhì)煤、低揮發(fā)分煤、無煙煤、褐煤、內(nèi)水大的煤等）和石油焦尤顯重要。
4．一次風(fēng)過大，會(huì)阻止窯內(nèi)的熱煙氣返混，增大有害氣體NOx的形成和排放。
5．一次風(fēng)過大，會(huì)增大噴燃管機(jī)件的磨損
研究表明，機(jī)件的磨損速率ω與其風(fēng)速V的2～6次方成正比，即ω∝V2～6。現(xiàn)不按6次方計(jì)算，僅按3次方計(jì)算，如速度V增大一倍，則磨損速率ω就會(huì)增大7倍，即ω=23=8。這一規(guī)律不僅對(duì)于頭部件是這樣，對(duì)尾部下煤處也是如此。云南麗江水泥有限公司2500t/d熟料水泥生產(chǎn)線，海拔高度1370m，使用天津博納的TJB-KP-6型四風(fēng)到煤粉燃燒器。天津博納要求的配風(fēng)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的配風(fēng)出入很大，尤其煤風(fēng)大一倍之多，詳見表2。
為燃燒器配套兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)表2
由表2可見，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的煤風(fēng)風(fēng)量比博納要求的大一倍之多。結(jié)果使用5個(gè)月時(shí)將噴燃管變徑節(jié)處磨漏冒煤，見圖3。此處在其它廠已有使用5～6年而沒有發(fā)生磨漏磨穿的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)和耐磨處理是相同的，設(shè)計(jì)是按保證2年壽命考慮的。此處的磨損暫按速度V的三次方計(jì)算，如果在博納要求風(fēng)量下使用，其壽命肯定超過2年，即24個(gè)月?？墒钱?dāng)實(shí)際使用的風(fēng)量比要求風(fēng)量大近一倍半，則管內(nèi)的風(fēng)速就大近一倍半，即ω∝V3=（91.6/36.9）3=15.3。這就是說機(jī)件的磨損速率增大到15.3倍。很明顯，在要求風(fēng)量下如果能用24個(gè)月，而在風(fēng)量增大了1.48倍的情況下只能使用24/15.3=1.57個(gè)月?？蓪?shí)際使用了5個(gè)月才磨漏，這充分表明這種噴燃管的可靠度是相當(dāng)高的，包括頭部件。如果煤風(fēng)量合理，使用3年甚至4年也沒有問題。
由于一次風(fēng)選擇的過大，不僅噴燃管的壽命受到嚴(yán)重影響，而且窯的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)所受的影響更大，只是“如鮑魚之肆”罷了?，F(xiàn)在窯的產(chǎn)量達(dá)2600t/d，熟料單位熱耗達(dá)810kcal/kg?cl。如果將一次風(fēng)降低，產(chǎn)量還會(huì)提高，即使達(dá)不到3000t/d，達(dá)到2700～2800t/d應(yīng)該沒有問題。熱耗也會(huì)大大降低，降到750kcal/kg?cl是有把握的。
圖3云南麗江水泥有限公司噴燃管變徑節(jié)磨漏處部位
六、正確操作和維護(hù)維修是精細(xì)管理的保證
如果精細(xì)管理到位，又能正確操作，二者相輔相成，才能使企業(yè)真正獲得最大的效益。有人認(rèn)為，由于科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化水平的提高，只要按儀表指示進(jìn)行操作就行了，實(shí)際上并非如此。有很多使用天津博納燃燒器的廠家，調(diào)試人員一去就好，一走就壞，這表明這些廠還不能達(dá)到純熟操作的水平。
1．噴燃管與窯空間方位的控制
現(xiàn)有兩種觀點(diǎn)：第一種是傳統(tǒng)觀點(diǎn)，因?yàn)楦G截面有物料占據(jù)，所以噴燃管與窯的空間方位既有在窯口截面的坐標(biāo)要求，又有噴燃管中心線延長(zhǎng)線與窯內(nèi)壁交點(diǎn)的要求［3］。并且總結(jié)出以下規(guī)律：要求火焰外廓既近料又不觸料，既近窯皮又不觸窯皮；噴燃管中心線上揚(yáng)即火焰抬頭，窯皮短，飛沙料多，火焰低頭窯皮長(zhǎng)，飛沙料少；火焰靠近料窯皮厚，火焰遠(yuǎn)離料窯皮?。换鹧嫦蚝笊?，容易結(jié)長(zhǎng)厚窯皮，結(jié)圈結(jié)大塊，短焰急燒易出黃心料。
另一種觀點(diǎn)是近年拉法基水泥公司堅(jiān)持并提出的，要求噴燃管的中心線必須與窯的中心線重合，也就是燃燒器的噴燃管在回轉(zhuǎn)窯的正中心，噴燃管中心線的傾斜度與回轉(zhuǎn)窯一致。
根據(jù)我們產(chǎn)品在300多個(gè)廠的使用經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)于大多數(shù)大型窯來說，噴燃管中心線與回轉(zhuǎn)窯中心線基本重合要好些。但也不是絕對(duì)的，有時(shí)也需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在x軸和y軸坐標(biāo)上都偏離一些好。對(duì)于小型窯，更沒有必要要求完全一致。從現(xiàn)在的具體操作實(shí)踐看，還沒有得出最后的確定結(jié)論。在具體操作中往往是二者兼用，都根據(jù)窯情的實(shí)際狀況靈活操作為宜。
2．噴燃管伸入窯口距離的控制
在正常操作時(shí)，噴燃管端部伸入到窯口內(nèi)的距離控制在100～300mm為宜。這樣，既能保證出窯熟料的高溫，受篦冷機(jī)急冷后提高熟料的質(zhì)量，又能提高二、三次風(fēng)溫，提高冷卻機(jī)的熱效率，還會(huì)降低窯頭罩耐火磚的溫度，延長(zhǎng)其使用壽命。噴燃管端部伸入窯口內(nèi)過長(zhǎng)，使出窯熟料溫度降低，雖然對(duì)保護(hù)窯口護(hù)板，窯口筒體及其澆注料有利，但會(huì)降低二、三次風(fēng)溫度，影響熟料質(zhì)量的提高，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工況不利。噴燃管端部拉出窯口外操作，出窯熟料溫度過高，一是容易出現(xiàn)篦冷機(jī)堆雪人現(xiàn)象；二是影響窯口護(hù)板，窯口筒體及其澆注料的使用壽命；三會(huì)造成窯頭罩溫度過高，縮短其耐火磚的壽命。
關(guān)于噴燃管前端伸入窯口內(nèi)的距離對(duì)有關(guān)部位溫度的影響，曾有人做過測(cè)定。以窯口的熱態(tài)點(diǎn)O為基點(diǎn)，往窯口內(nèi)伸為“負(fù)”，往窯口外拉為“正”時(shí)，則測(cè)定出各有關(guān)部位的溫度變化與噴燃管前端面位置的關(guān)系示于圖4。由圖可以看出，將噴燃管前端面往窯口外拉的距離Ln越大，則窯頭罩的火磚表面和窯口護(hù)板的溫度越高。當(dāng)Ln=1400mm時(shí)，窯頭罩與窯口護(hù)板相對(duì)應(yīng)處的火磚表面A2溫度達(dá)到最高，約為1570℃，窯頭罩火磚的上表面A1處溫度達(dá)到1500℃，窯口護(hù)板外緣B1處的溫度達(dá)到1350℃，窯口護(hù)板端面B2處的溫度達(dá)到1155℃，出窯熟料溫度達(dá)到1200℃。
圖4噴燃管前端面拉出窯口的距離Ln與各部溫度的關(guān)系曲線
3．保持熱工制度穩(wěn)定，控制窯內(nèi)溫度分布合理
熱工制度是指風(fēng)、煤、料的合理匹配，窯情變化時(shí)應(yīng)先動(dòng)風(fēng)煤后動(dòng)物料，最后再改變窯速。這一切都要保證窯內(nèi)溫度分布合理，該高處應(yīng)高，該低處應(yīng)低，保持合理的窯皮長(zhǎng)度，避免溫度倒掛，使熱工制度紊亂。為達(dá)到這一目的，就必須控制火焰形狀。過去叫看火工，看火工看什么？最主要的就是要看住火焰形狀。為此，就要求有一個(gè)性能好的調(diào)節(jié)方便靈活的煤粉燃燒器，要什么樣的火焰就能調(diào)制出什么樣的火焰。否則，操作者便無能為力，不能得心應(yīng)手。
4．應(yīng)熟練掌握所用燃燒器的結(jié)構(gòu)、性能和調(diào)節(jié)功能
由于現(xiàn)在的煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)多種多樣，性能差別很大，調(diào)節(jié)方式不同，所以在操作時(shí)就要熟練掌握所用燃燒器的結(jié)構(gòu)、性能和調(diào)節(jié)方法。這就好像一輛自行車，不會(huì)騎者上去就摔跤，不熟練者上去雖能走，但碰到溝溝坎坎也會(huì)摔跤，熟練者上去便可疾馳如飛，若是雜技演員上去，則花樣繁多，最后剩一個(gè)輪子也能行走自如。這是什么？這就是技術(shù)。同樣一條窯，熟練的操作人員就能夠使產(chǎn)量高，質(zhì)量好，相反則反之。
5．應(yīng)配備有經(jīng)驗(yàn)豐富的看火工
由于自動(dòng)水平的提高，操作人員按看儀表指示進(jìn)行操作也能達(dá)到基本要求。如果有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的看火工配合，便會(huì)取得錦上添花的效果。但由于水泥工業(yè)的迅速發(fā)展，有經(jīng)驗(yàn)的看火工已經(jīng)很少，多由操作人員進(jìn)行獨(dú)立操作，很難達(dá)到理想要求。因此，供貨廠家的調(diào)試人員一去窯運(yùn)轉(zhuǎn)的就正常，一離開就出現(xiàn)問題，往往一時(shí)半會(huì)兒還不容易解決。
煤粉燃燒器的正確操作是一個(gè)技術(shù)要求很高很復(fù)雜的問題，本文只能提出上述幾點(diǎn)供大家參考。
七、結(jié)語
回轉(zhuǎn)窯煤粉燃燒器與龐大的窯體相比，不論在體形上，重量上抑或造價(jià)上都是小巫見大巫，九牛一毛。然而它對(duì)燒成系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的提高、節(jié)煤省電、火磚壽命的延長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)率的增高、有害氣體排放的減少等七大主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的作用卻舉足輕重，不可小覷。不僅搞好它不是易事，而且要管理好和操作使用好它也是一項(xiàng)難度很大的工作。尤其當(dāng)前水泥工業(yè)發(fā)展如此迅速，經(jīng)驗(yàn)豐富的管理者和操作者一時(shí)有些跟不上，形成薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)以此文提綱挈領(lǐng)地拋磚引玉，引起有關(guān)人士的重視，提高管理和操作水平，奏出更好更美的樂章。為企業(yè)增產(chǎn)降耗、提高效益，為我國(guó)早日實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)！
參考文獻(xiàn)
［1］姚國(guó)鏡、劉華鋒：基于無煙煤為燃料的TJB燃燒器的使用效果及性能分析，《新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)》，2010年第2期。
［2］陸純煊、丁抗生、曾大凡主編：《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程（試行）及參考資料文集》，水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程編寫組印刷，1995年11月。
［3］江旭昌編著：《回轉(zhuǎn)窯多風(fēng)道煤粉燃燒器培訓(xùn)教材》，中國(guó)磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)，1999年4月。
【作者：天津市博納建材高科技研究所? 江明昱】
