摘要

预分解窑作为新型干法水泥生产的核心设备，其点火投料过程直接影响系统**性、热工制度稳定性及后续生产效率。本文基于工业实践与理论分析，系统阐述了点火投料前的系统性准备工作、投料过程的关键控制参数、风险防控措施及挂窑皮核心技术，明确了各环节的操作阈值与优化逻辑，为行业提供了可量化、可复制的标准化操作范式，对提升预分解窑运行**性具有重要参考价值。

引言

预分解窑通过“窑-分解炉-预热器”协同系统实现生料**分解与熟料煅烧，其点火投料阶段涉及耐火材料烘干、热工制度建立、风煤料动态平衡等多重复杂过程。据统计，约60%的新型干法窑早期故障（如预热器堵塞、窑衬损坏、热工制度紊乱）与点火投料操作不规范直接相关。本文结合**新工业实践数据，对传统操作流程进行技术优化与理论升华，旨在形成科学、精准、可推广的点火投料技术体系

一、点火投料前的系统性准备工作

1.1 原料与燃料质量控制

生料系统需满足双重标准：

库存与均匀性：生料均化库库存≥3000t（按24小时连续生产需求设计），库位波动≤±5%，确保喂料稳定性；

率值与细度：化学成分严格匹配目标熟料率值（KH=0.89~0.91，SM=2.4~2.6，IM=1.3~1.5），80μm筛余≤10.0%（控制物料易烧性）、200μm筛余≤0.5%（避免粗颗粒影响分解效率），比表面积控制在300~320m²/kg（优化窑内反应速率）。

燃料系统需根据煤种特性分级控制：

烟煤：挥发分（Vad）20%~25%、灰分（Ad）≤20%、热值（Qnet,ar）≥23MJ/kg、水分（Mad）≤1.0%、全硫（St,ad）≤1.0%、80μm筛余≤8%（细度影响燃烧速度）；

无烟煤：挥发分（Vad）8%~12%、灰分（Ad）≤25%、热值（Qnet,ar）≥25MJ/kg、水分（Mad）≤1.5%、80μm筛余≤5%（需更高细度补偿低挥发性）；

混烧工况：烟煤与无烟煤配比需动态调整（初期无烟煤占比30%~50%，稳定后逐步过渡**100%或目标比例），煤粉仓库存≥8小时用量（按**大喂煤量计算），氧含量监测值＜12%（防爆**阈值）。

水泥窑系统功能性验证

工艺设备完整性：

所有人孔门、检修门、观察孔密封性达标（泄漏率≤0.5%额定风量），翻板阀（预热器C₁~C₅、分解炉、冷却机）复位**水平位置，配重调整**开启角度≥85°（手动轻推可自由摆动，复位时间＜0.5s），防止系统漏风（漏风率＞1%将导致热耗增加5%~8%）；

冷却机热端空气炮（每列配置2~3支，总储气量≥1.5m³）气源压力≥0.6MPa（喷射力≥50N），确保投料后能快速疏通锥部堵塞（堵塞概率降低70%）。

控制系统**性：

中控室PLC/DCS系统完成全回路测试（模拟量输入/输出误差≤±0.5%，开关量响应时间＜100ms），关键测点（表1）校准合格（温度误差±3℃、压力误差±20Pa、流量误差±1%FS）；

关键设备控制逻辑验证：窑主电机（变频/工频）转速调节范围0.2~4.0r/min（精度±0.05r/min）、高温风机入口阀门开度0~100%（线性度≥95%）、窑头/窑尾喂煤秤精度±0.3%（静态）、篦冷机各室风机频率调节范围0~50Hz（分辨率0.1Hz）。

辅助系统准备：

润滑系统：按设备润滑表（如窑托轮轴承用2#锂基脂、减速机用ISO VG 220齿轮油）备齐油品，油位≥2/3油标（避免缺油导致轴承烧损）；

密封与应急材料：石棉绳（耐温≥500℃）、石棉板（耐温≥300℃）、硅铝酸钠（水玻璃，用于法兰临时密封）、备用热电偶（窑尾烟室、C₅筒出口各2支，测量范围0~1300℃，误差±2℃）；

点火工具：窑头看火镜（防辐射镀膜，耐温≥1200℃）、高温测温枪（0~1500℃，精度±5℃）、耐热钢捅堵杆（长度≥3m，耐温≥1000℃）、防护用品（护目镜、石棉手套、防火服）。

表1 点火投料关键监测参数及精度要求

点火投料过程的核心控制技术

2.1 系统检查与预处理

密闭性验证：采用烟雾测试仪检测预热器、窑体连接部位泄漏率（≤0.5%额定风量），空载联动试车（窑主传低速转窑0.2r/min、高温风机空载运行、喂料系统模拟动作）持续30分钟，无异响、振动或异常温升（设备表面温度≤环境温度+30℃）。

升温制度优化：以窑尾烟室温度为基准，初始升温速率严格控制在1.0~1.5℃/min（环境温度＜10℃时≤1.0℃/min），避免耐火材料因急热产生热应力裂纹（硅莫砖热震稳定性要求ΔT＜150℃/次）。若停窑后更换耐火砖，需执行分段烘干曲线（0~200℃保温4h→200~400℃保温6h→400~600℃保温8h→600~800℃保温12h），总烘干时间≥30小时。

水泥窑燃烧器：风、煤、料动态平衡调控

初始参数设定：

系统拉风量：设计风量的70%~80%（如2500t/d窑设计风量100万Nm³/h，则初始拉风70~80万Nm³/h），避免过大气流导致火焰后移（窑尾温度高于烧成带温度＞50℃时易结皮）；

投料量：设计能力的30%~50%（如2500t/d窑投料75~125t/h），窑速控制在0.3~0.6r/min（确保物料在烧成带停留时间≥20分钟，满足CaO与SiO₂反应动力学要求）。

煤量匹配原则：

窑头煤：根据窑尾温度（目标850~900℃）调节，初始投料时无烟煤1.0~1.5t/h（烟煤1.5~2.0t/h），火焰长度控制在窑口前方1~2m（通过调整内外风比例：无烟煤内风占比30%~35%，外风65%~70%；烟煤内风40%~45%，外风55%~60%）；

窑尾煤（分解炉）：根据C₅筒出口温度（目标870~890℃）调节，初始1.0~1.5t/h，确保煤粉在900℃左右充分燃烧（分解炉出口温度≤900℃，防止局部过热导致结皮速率＞5mm/天）。

关键监控与调整逻辑：

预热器负压：C₁筒出口-500~-800Pa（投料后逐渐降**-300~-500Pa），若单点负压波动＞±100Pa需检查翻板阀动作（手动测试复位灵活性）或堵塞（通过温度梯度异常判断：上一级温度骤降、下一级温度骤升）；

入窑物料温度：投料后40~50分钟物料到达烧成带（通过C₅筒**窑尾时间约30~40秒，物料流速1.5~2.0m/s），此时窑功率曲线开始上升（电机电流≥额定值的60%），逐步增加喂料量（每次+3%~5%，间隔10~15分钟）；

8小时内逐步提**设计喂料量（如2500t/d窑**终投料1000t/h），系统拉风同步调整**出C₁筒废气温度380~420℃（**佳分解率≥90%），二次风温≥1050℃（目标1100~1150℃）、三次风温≥950℃（目标1000℃）。

2.3 冷却机与热回收优化

篦冷机操作需实现“薄料快烧”：初始篦速设定为设计值的50%（如正常1.0m/min则初始0.5m/min），通过调整各室风机风量（一室风量占比40%，二室30%，三室30%）延长物料停留时间（≥40分钟），确保二次风温≥1000℃（热回收率＞70%）、三次风温≥900℃（满足分解炉燃烧需求）。若二次风温低于900℃，需降低篦速（每次-0.1m/min）或增加一室鼓风量（风压≥6kPa），促进熟料快速冷却（＜100℃/min）并提高热效率。

水泥窑燃烧器：“爆燃 放炮” 现象风险防控与处理

3.1 爆燃与放炮现象防控

爆燃（煤粉积聚后剧烈燃烧）：

触发条件：点火阶段环境温度＜300℃、燃烧空气不足（窑尾负压＞-800Pa）、煤粉细度＞10%或挥发分＜15%；

防控措施：投煤后实时监测烟囱烟气颜色（正常淡灰色，黑烟表示未燃尽），通过窑头看火镜确认火焰根部亮度（暗红色火星提示燃烧不完全）；若发现黑烟，立即减少煤量30%~50%，加大窑尾排风量（高温风机变频提高10%~15%），持续**烟气变清；严禁大幅度调整一次风阀门开度（单次调节≤10%）。

放炮（延迟燃烧导致气体膨胀）：

典型场景：拉风过大（窑尾负压＞-800Pa）、煤质差（水分＞2%、细度＞10%）、加煤量过多（初始＞2t/h）、木柴引燃位置靠后（距窑口＞1m）；

解决对策：关小一、二次风阀门（开度从50%降**30%~40%），减少煤量**0.5~1.0t/h，待窑尾温度升**600~700℃（高温区前移）后再逐步加煤；若持续放炮，需停煤停料，重新烘窑**窑尾温度≥800℃再点火。

3.2 油/汽油使用规范

浇油（引燃辅助）需严格遵循：

时机：必须在点火前5~10分钟完成，油层厚度≤2mm（均匀涂抹在木柴/棉丝表面），严禁在窑内温度＜300℃时浇汽油（汽油闪点＜28℃，易闪爆）；

操作：优先使用长杆棉丝蘸油（油量≤0.5kg/次）从看火孔伸入点燃，禁止直接倒入油桶；若必须浇油，需在窑头平台侧方操作（距离窑口＞2m），并备好CO₂灭火器（喷射距离≥3m）；

**阈值：窑头温度≥300℃时方可投煤，油煤混烧阶段控制火焰长度≤2m（避免舔烧窑皮）。

四、挂窑皮核心技术

4.1 启动条件与参数控制

当预热器系统充分预热（窑尾温度950±50℃，分解炉温度650~700℃），窑头火砖发亮发白（表面温度≥1400℃），生料进入烧成带（C₁筒出口温度400~450℃）时，启动挂窑皮流程：

复原C₄筒排灰阀，开启分解炉喷轻柴油（0.5~1.0t/h）辅助升温，三次风管阀门开**10%（控制分解炉气流分布）；

当C₁筒出口温度达400~450℃时，打开冷风阀（开度20%~30%）掺入冷空气（降低高温风机入口温度**≤350℃）；

C₅筒出口温度≥900℃时，下料**设计能力的30%~40%（如2500t/d窑投料75~100t/h），逐步关闭冷风阀，加大窑头煤量（1.5~2.0t/h）和系统排风（拉风量提升**设计值的80%）。

4.2 窑皮生长与维护

初始阶段：窑速控制在0.3~0.6r/min（低速确保物料与耐火砖充分接触），火焰形状调整为“短而集中”（长度1.5~2m，覆盖烧成带宽度的70%），维持烧成带温度1450~1500℃（通过红外测温仪监测窑皮表面温度≤1200℃）；

动态调整：每30分钟观察一次窑皮状态（通过看火镜确认黏挂均匀性），若局部脱落（颜色变深或出现亮斑），需微调煤量（±0.2t/h）或窑速（±0.1r/min）；挂窑皮期间（约3~4个班次），严格控制烧成带温度波动≤±20℃（避免骤变导致窑皮剥落）；

成熟标准：窑皮厚度均匀（100~150mm）、表面平整（无凹凸或裂纹）、黏附牢固（用撬棍轻敲无脱落），覆盖烧成带砖面的80%以上；此时可逐步增加喂料量（速率3~5t/h/班次）**设计能力，窑速提升**2.0~2.8r/min（稳定后**终达到3.2~3.5r/min）。

结论

预分解窑点火投料是系统从冷态到热态运行的关键环节，其核心在于“准备-控制-防控”的全流程精细化操作。通过严格的原料燃料质量控制、设备系统功能性验证、风煤料动态平衡调控及风险防控措施，可显著提升点火成功率（≥95%）、降低早期故障率（≤10%），并为长期稳定运行奠定基础。