任何熱效率高的工業(yè)窯爐，其基本條件是過剩空氣系數(shù)不能太高。過高的過�？諝庀禂�(shù)只能帶走過多熱量、導(dǎo)致熱損失的增加，降低熱效率。燃煤燒的多少，所需要的助燃空氣就是確定的。準(zhǔn)確的空氣量需要知道燃料的元素分析，可以通過化學(xué)反應(yīng)方程式準(zhǔn)確計(jì)算。也就可以得到準(zhǔn)確的煙氣量及煙氣成分。預(yù)分解窯系統(tǒng)窯頭及窯尾分解爐加入燃料燃燒。因而需要有較為準(zhǔn)確的助燃空氣兩及產(chǎn)生的煙氣量。由于阻力的原因、換熱效果與旋風(fēng)筒體積、系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因，當(dāng)代預(yù)分解窯系統(tǒng)的的固氣比公認(rèn)比較合理的范圍在1.4-1.6kg空氣/kg物料。
一．窯系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)速之現(xiàn)狀
國內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)的預(yù)分解窯系統(tǒng)幾乎全是在線式分解爐。篦式冷卻機(jī)通過冷空氣穿過出窯熟料余熱，分成兩股分別進(jìn)入窯及分解爐中，為燃料的燃燒提供預(yù)熱的新鮮空氣。問題恰恰在于
1.進(jìn)入分解爐與窯的空氣量只能通過兩者的阻力大小來調(diào)節(jié)。導(dǎo)致窯內(nèi)阻力變化的因素太多，比如：（1）結(jié)圈（2）縮口結(jié)皮（3）結(jié)大塊（4）窯皮的變化（5）窯內(nèi)物料堆積量的變化等等。窯內(nèi)阻力的變化導(dǎo)致進(jìn)入分解爐三次風(fēng)量的變化，導(dǎo)致煤的用量與助燃空氣量的比例常處于非最佳狀態(tài)中。
2.高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量很難精確
懸浮預(yù)熱器為保證生料在管道中的正常分散、換熱需要各部分需要達(dá)到一定的風(fēng)度。
當(dāng)投料量變化時，相應(yīng)的風(fēng)量應(yīng)該相應(yīng)變化。但實(shí)際生產(chǎn)過程中，中控室控制畫面上能看到的參數(shù)只是高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速以及各級筒出口的壓力與溫度。用風(fēng)是否合適，很難說清。
出現(xiàn)塌料的原因很多，但風(fēng)速不夠確實(shí)一個主要原因。
3.篦式冷卻機(jī)用風(fēng)量未知數(shù)
同樣的原因中控室只能讀出每臺風(fēng)機(jī)的壓力、風(fēng)機(jī)電機(jī)的電流、閥門開度或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。風(fēng)量不同，二、三次風(fēng)溫度也不同，對燃料的燃燒影響很大。
4.一次風(fēng)風(fēng)量不精確
由于窯內(nèi)火焰形狀需要經(jīng)常調(diào)節(jié)。有的廠采用防風(fēng)、有的廠采用變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，一般僅僅知道內(nèi)風(fēng)、外風(fēng)的壓力，且常常沒有進(jìn)中控室顯示。煤風(fēng)的風(fēng)量就更沒有風(fēng)量數(shù)據(jù)了。
噴煤管制造廠家也沒有提供噴煤管結(jié)構(gòu)尺寸，內(nèi)、外風(fēng)的風(fēng)速、比例就更不知道。
5.頭煤、尾煤的比例無法確定
在實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證熟料質(zhì)量。頭煤的最主要的作用在于保證f-CaO指標(biāo)合格。也就是說保證f-CaO合格，窯況正常情況下，提高窯產(chǎn)量。至于熟料強(qiáng)度究竟難達(dá)到多少，每個窯不同窯況，頭煤量的變化----引起燒成帶溫度的變化-----最終導(dǎo)致熟料強(qiáng)度的波動。筆者認(rèn)為頭煤量的多少在于，窯尾上升煙道不結(jié)皮、窯內(nèi)不能結(jié)圈結(jié)蛋的情況下，盡可能提高燒成帶溫度。
當(dāng)原料中微量元素含量高，形成低熔點(diǎn)礦物，就很容易結(jié)圈、結(jié)皮。頭煤也不得不減少。燒成帶溫度也就不易提上去，即使熟料f-CaO不高，熟料強(qiáng)度依然不高。
（1）爐煤少、窯煤多
在這種煅燒制度下，分解爐及預(yù)熱器溫度偏低，生料預(yù)燒不好，入窯分解率不高。這樣就迫使窯頭多加煤加強(qiáng)煅燒，結(jié)果短焰急燒，高溫集中，燒成帶縮短。C3S形成時間段，熟料強(qiáng)度有所降低，且結(jié)粒大小不均齊，伴有黃心，游離鈣升高。此時在操作上感覺料子吃火，不易燒。簡體掃描顯示燒成帶溫度高，窯皮和耐火材料承受的熱負(fù)荷大，容易受損，不利于長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。如果窯煤用得過多，沒有充分發(fā)揮預(yù)熱器及分解爐高效率傳熱的原理，單位熟料熱耗就會提高。為使熟料煅燒合格，窯速要減慢，產(chǎn)量要降低。這種情況的極端情況就是中空窯。
（2）爐煤多、窯煤少
此時分解爐出口溫度升高，而中下部因分解速度加快吸收了大量的熱，所以溫度變化不大。窯內(nèi)溫度偏低，電流也偏低。由于入窯分解率高，預(yù)燒比較好，形成低溫長帶煅燒。熟料外觀色淺、球細(xì)小，粉塵多，飛砂大，無光澤，升重低，強(qiáng)度低。粉塵飛砂對窯口及噴煤管澆筑料磨損大。
如果多加的爐煤燃燒完全，則窯煤就應(yīng)按比例增加用量，相應(yīng)生料量及用風(fēng)量就可增加。這是提產(chǎn)降耗的正確途徑。如果窯煤加不上或料量、風(fēng)量加不上，則爐煤多加就沒有意義了，從此，我們可以找到什么是影響提產(chǎn)降耗的瓶頸。但是過多的爐煤量到己不能在分解爐內(nèi)完全燃燒或致使分解率過高時，系統(tǒng)會出現(xiàn)兩種不利的情況，操作員必須清醒地認(rèn)識并嚴(yán)格避免：
(1)分解率超過95％以上時，五級預(yù)熱器會出現(xiàn)燒結(jié)可能，因?yàn)橐坏┥贤瓿煞纸�，接著就要發(fā)生放熱反應(yīng)和燒結(jié)反應(yīng)，此時預(yù)熱器內(nèi)就會發(fā)生災(zāi)難性的燒結(jié)性堵塞。
(2)如果由于分解爐內(nèi)空氣量不夠，或由于煤質(zhì)揮發(fā)分太少，燃燒速度慢，就會導(dǎo)致過多的煤粉到五級乃至窯尾燃燒。其結(jié)果會使窯尾煙室結(jié)皮嚴(yán)重，甚至窯尾后部會掛上厚厚的窯皮，乃至結(jié)圈。
(3)爐煤多、窯煤多
這實(shí)際是一種過燒現(xiàn)象，在這種情況下，整個系統(tǒng)溫度均偏高，簡體溫度也上升。液相出現(xiàn)早，火焰溫度高，窯電流高，形成高溫長焰煅燒。雖然熟料游離鈣低、升重高，但是過燒的熟料結(jié)粒尺寸大，致密難磨。這樣極易損壞窯皮和耐火材料，甚至篦冷機(jī)結(jié)“雪人”。燃料消耗高，C3S晶體粗大，影響水泥的水化和強(qiáng)度。
(4)爐煤少、窯煤少
與上述相反，實(shí)際是一種欠燒現(xiàn)象，系統(tǒng)溫度均偏低，窯電流低�；鹧鏈囟鹊�，黑火頭長。熟料存在著明顯的欠燒，料球無光澤，色淺易碎，粉塵多，升重低，游離鈣高。嚴(yán)重時出現(xiàn)跑生料，窯頭發(fā)暗，冒黃煙，對窯皮沖刷嚴(yán)重。
二．預(yù)分解窯系統(tǒng)各部分風(fēng)量的數(shù)字化
所有風(fēng)機(jī)的性能曲線均可以通過手冊或者找廠家所要。眾所周知，風(fēng)機(jī)實(shí)際工作點(diǎn)，即實(shí)際的風(fēng)量、風(fēng)壓卻是一條曲線，與工作的管路阻力性能有關(guān)。實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)機(jī)可以通過幾次不同工況的標(biāo)定，最終可以得到風(fēng)壓與風(fēng)量的關(guān)系曲線。
1.風(fēng)機(jī)的在線標(biāo)定
可得到該預(yù)分解窯管路特性，P=0.0002404Q2。可畫出風(fēng)機(jī)的流量-全壓曲線、風(fēng)機(jī)功率、效率、流量曲線。
2.數(shù)字化預(yù)分解窯系統(tǒng)之風(fēng)量風(fēng)速
利用實(shí)際標(biāo)定的風(fēng)量數(shù)據(jù)、結(jié)合燃燒煙氣量計(jì)算、生料干燥、脫水、分解放出氣體的的計(jì)算，風(fēng)量、實(shí)際工作風(fēng)速的數(shù)字化之旅就開始了……
