5000t/d生产线不同投料方式的利弊分析
预分解窑冷窑升温后的投料方式可概括为高温保料、预打慢车和低温快速 3 种。本文以 5 000t/d 生产线为例，对这 3 种投料方式的利弊进行分析。
1 高温保料
其思路是保证较高的预热器温度和窑内温度，料气比尽量对应，防止拉风过大导致烧成带后移，确保入窑生料充分预烧，在较高的烧成温度下，形成合格熟料。 投料初期窑系统参数见表 1。
这种投料方式有利于初投生料的烧成，窑头基本不会窜生料，但存在如下问题：
1）预热器温度高，若为先投炉（分解炉喂煤）后投料，因生料自 C1 到炉内大约需要 2～3min，此时因生料尚未入炉，炉温很难控制，动辄到达 1 000℃以上，极易发生翻板阀过热卡死和预热器烧结性堵塞。
2）拉 风 过 小，达不到系统设计风速（见 表 2）的90%。 这样无法满足系统各点最低风速的设计要求，易造成系统塌料和堵塞； 煤粉易出现不完全燃烧现象；生成的 CO2 不能及时排出，导致炉内 CO2 分压过大，制约 CaCO3 分解。
3）投料后，提窑速较慢，投料量和窑速不匹配，投料量到 240t/h 时，窑速还在 2.0r/min 以下，主要是担心窑速过快煅烧时间短，不利于熟料的形成。 这种操作忽略了影响窑内煅烧的两个至关重要的因素：一是分解炉内 CaCO3 分解，新生成的 CaO 活性较强，但通常只能持续十几分钟，若等其活性降低时才进入烧成带，势必给煅烧带来困难；二是窑速慢，填充率高，不利于窑内传热和通风。
这种投料方式虽然减少了窑头窜生料的可能性，但却增加了预热器堵塞的风险， 再加上窑内填充率高，不利于后续的提产操作，从投料到最高台时产量一般需要 4～5h。 在新建生产线因设备运行不稳定或窑操作员经验不足时可以采用，但随着生产设备的稳定和操作人员水平的提高，在运转率和成本控制日益受重视的前提下，这种投料方式需要改进。
2 预打慢车
这是湿法窑和传统干法窑的投料方式的直接挪用，认为窑速是改变窑内煅烧最直接、灵敏、有效的手段。在投料初期通常采取低窑速、小幅投料的方式，以加强窑内煅烧。 投料初期窑系统参数见表 3。
这种投料方式除有高温保料投料的弊病外，还存在以下更为严重的问题：
1）投料量小，物料重力较难克服翻板阀处阻力落入下一级，物料通常在 C3 以上旋风筒锥部堆积，造成冲料或旋风筒锥部堵塞。 很多生产线 C3 以上旋风筒的堵塞，都与这种小投料量的操作方式有关。
2） 窑速低， 投料后若窑况有波动又很快降低窑速，易造成物料在烟室斜坡堆积，窑尾倒料，严重者堆积到烟室捅料孔以上，对窑内通风产生非常不利的影响，常常被迫止料清理烟室。熟料出窑慢，二次风温上升缓慢， 不利于头煤的燃烧。 该投料方式通常要持续 5～6h 才能达到最大台时产量， 且在整个投料过程中极易发生工艺事故，是不可取的。
3 低温快速
其思路是控制较低的预热器温度，较大的系统拉风，偏高的窑速（即料气比和窑内填充率均偏小控制，以强化换热效果），快速稳定的控制分解炉温度和较快的加料速度，以避免高温和低产量长时间徘徊所产生的预热器堵塞。 投料初期窑系统参数见表 4。
优点是：
1） 预热器温度偏低可以有效避免翻板阀过热卡死和生料在旋风筒烧结所造成的堵塞。且先投料后投炉的操作方式能够避免炉温的迅速升高，及时将炉温控制在 860～880℃范围内， 避免预热器温度过高，同时满足 CaCO3 的平衡分解温度，以促进窑内煅烧。
2） 较大的系统拉风可以接近或达到烧成系统内设计的最低风速。
3）起始投料量为 150t/h，物料重力基本上能够克服 C3 以上翻板阀阻力而顺利落入下一级， 且半小时内要求投料量到 240t/h 以上，有利于快速避开低产量下预热器下料不稳导致的堵塞。
4）窑速偏高，可以降低窑内填充率，提高物料受热煅烧的均匀程度，当投料量在 240t/h 时，窑速在 3.0r/min 以上， 投料在 300t/h 时， 窑速为设计的最高转速，为后续的提产操作创造有利条件。缺点是：要求操作员判断窑况的能力较高，对投料和加料的时机掌握要准确，否则将造成提产困难甚至窑头窜生料。
这种投料方式充分发挥了分解炉的预烧能力和窑的煅烧能力，依靠快速稳定分解炉出口温度的操作手段，保证入窑生料分解率在 90%以上，从而促进窑内煅烧。只要窑内煅烧正常，系统温度能够很快回升，满足各工艺点的温度需求。窑系统在投料初期系统工况出现波动是不可避免的，这时只要系统温度分布合理，不必做过多调整，若调整幅度过大，势必造成窑系统工况恶化，形成恶性循环。这种投料方式用时短，一般 1.5h 内即可从投料达到设计产量， 还可避免预热器的沉降性和烧结性堵塞，应为窑操作员熟练掌握并灵活运用的首选投料方式。
4 结束语
预分解窑的投料过程其实质是建立窑系统热工平衡的过程，努力做到风、煤、料与窑速的配合与稳定是投料操作的关键。要站在热平衡的角度去控制整个投料过程，根据不同的窑况，把握好投料、提产时机，使窑系统快速、安全地达到均衡稳定的状态。
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