水泥熟料生产工艺试题（附答案）

一、填空题：（22分）1、预分解窑五大热工设备为（预热器）、（分解炉）、（回转窑）、（篦冷机）和（喷煤管）。2、旋风筒的主要作用是（气固分离），传热主要是在（换热管道（连接管道））完成。3、分解炉内燃料的燃烧方式为（无焰燃烧）和（辉焰燃烧），传热方式以（对流）为主。4、熟料煅烧主要是使用（煤）作为燃料。5、熟料在篦冷机急冷主要是防止（C2S）矿物产生不利的晶体转变。6、从预分解窑生产的客观规律可以看出，（均衡稳定运转）是预分解窑生产状态良好的主要标志。7、熟料中f-CaO主要有（欠烧f-CaO）、（高温未化合的f-CaO（又称一次fCaO））和（高温分解的f-CaO（又称二次f-CaO））三种，对熟料（安定性）影响较大。8、熟料的三个率值即（KH）、（SM）、（IM）是影响熟料质量的重要因素。9、在对生料的煅烧温度、煅烧时间、粒度控制均作出严格控制的前提条件下，KH、SM值越（高），熟料中ｆ-CaO含量越（多），说明生料的易烧性越差。二、名词解释（10分）1、水泥：指凡是磨细材料，加入适量水成为塑性浆状，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。2、硅酸盐水泥熟料：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料按适当配比磨成细粉烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。3、吨熟料标准煤耗：每产生一吨熟料时，烧成设备中需要耗用的标准煤数量。4、磨机循环负荷：循环负荷率（K）是指选粉机的回粉量（即粗粉）（T）与成品量（Q）之比。5、选粉机选粉效率：选粉机的选粉效率是指选粉后的成品中所含的通过规定孔径筛网的细粉量与进选粉机物料中通过规定孔径筛网的细粉量之比，称为选粉效率。三、简答题（68分）1、预热器漏风对窑系统有何影响？（6分）答：①影响系统内物料分布；②影响系统换热效果；③影响系统操作稳定性；④严重时会造成预热器堵塞及塌料。2、烧成带温度的判断和控制依据主要有哪些，试分析各自对温度控制参考比例和参数变化时反应出温度变化？（18分）答：(1)窑电流(对烧成温度反映权值为50％)由于煅烧温度较高的熟料，被窑壁带起得较高，因而其传动电流较煅烧差的熟料为高。故此结合窑头火焰温度的测量和废气中NOx浓度等参数，可对烧成带物料煅烧情况进行综合判断。但是由于窑内掉窑皮以及喂料量变化、入窑生料成份波动等原因亦会影响窑转动电流的测量值。结合生产实践对窑转动电流变化的原因总结为：在某一操作状态下窑电流逐渐上升，可能原因有：①窑内煅烧温度平缓升高，窑况良好，有利于提高熟料煅烧质量。但操作中应防止物料“过烧”，把f-CaO控制在合理范围之内，不仅保护耐火材料又降低系统热耗。操作中调节控制如：略降低分解炉出口温度的控制或减少窑头用煤量等。②生料喂料量与窑速未同步操作或调整。窑速设定控制过慢，或调整生料喂料量时窑速控制未作相应调整，使窑中物料填充率加大，导致负荷过大。③熟料煅烧过程中，烧成带温度及NOx浓度变化不大，而窑电流上升，可判断为大量窑皮跨落，使窑转动产生偏心力矩，其电流上升。④熟料煅烧过程中：烧成带温度及NOx浓度大幅度下降，可判断为窑中后圈垮落，生料前移至烧成带，电流上升。⑤生料成份发生波动，石灰饱和系数上升，物料易烧性下降，被迫提高窑内煅烧温度，导致液相增加，物料被窑壁带起的高度增加，窑电流上升。(2)氮氧化物(NOx)浓度(对烧成温度反映权值30％)NOx的形成与O2、N2浓度及烧成温度有关。由于窑内N2几乎不存在消耗，故仅与O2浓度及烧成带温度有关。O2浓度高及烧成温度高，NOx生成量则多，反之减少，故以NOx浓度作为窑内烧成带温反变化的一种间接控制参数，且时间滞后较小，很有参考价值。在生产实践中NOx浓度除与O2含量及烧成带温度有关外还与以下因素有关：①分解炉出口温度；②燃料的喂入量；③不完全燃烧等。因此在工艺操作中结合以上控制参数，对烧成带温度洚出正确判断，有利于熟料的产质量稳定和系统耐火材料的保护。(３)窑头火焰温度(对烧成温度反映权值为20％)窑头火焰温度通常以比色高温计测量，作为监控熟料煅烧温度的标志之一。正常熟料煅烧状况下，窑头火焰温度控制在1650℃--1750℃之间。根据生产实践表明窑烧成带火焰温度，仅可作为烧成带温度高低综合判断的参考，且要注意窑头飞砂对其准确性的影响。有些工厂没有安装比色高温计，可通过摄像头或现场直接看火来判断。火焰亮且集中，说明烧成带湿度较高；火焰发暗且较散，说明温度不够。3、试分析预热器系统的工艺参数的设定和控制依据？（18分）答：①窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成份。窑尾分解炉出口或预热器出口气体成份的测量是通过装置在各相应部位的气体成份自动分析装置检测的，揭示着窑内、分解炉等整个系统的燃料燃烧及通风状况。在工艺操作中结合各处气体成份分析，对窑系统燃料燃烧的要求是既不能使燃料在空气不足的情况下燃烧而产生一氧化碳，又不能有过多过剩空气增大系统热耗。一般窑尾烟气中O2含量控制在0.6％-1.5％，预热器出口气体中O2含量控制在2.5％左右。②窑尾烟室及最上级旋风筒出口负压。由于各级旋风筒之间互相关联，自然平衡，重点检测最上级旋风筒出口负压和窑尾烟室负压，即可了解预热器系统工况。③各级旋风筒锥部负压。各级旋风筒锥部负压表征了各级旋风筒的工况。在工艺操作中当某级旋风筒锥部负压下降或出现正压时，应结合该级旋风筒出口气体温度和下料管物料温度及下一级旋风筒出口温度变化判断该级旋风筒锥部是否物料堵塞。④最上一级旋风筒出口气体温度。最上一级旋风筒出口气体温度与窑系统预热器形式有直接联系，反映生料预热系统的热交换效率和气固分离效率，同时又反映系统通风量的大小，风料比是否合适。⑤分解炉温度。在生产中，窑系统采用不同炉型完成生料的分解，分解炉出口气体温度随炉型不同而略有不同，控制范围为860℃-880℃。分解炉出口气体温度的控制，应严格遵守“风、煤、料”平衡操作控制思想，依据熟料煅烧质量和入窑生料成份波动情况对分解炉出口气体温度进行调节，控制在适当范围之内。为防止分解炉出口气体温度过高使C5级旋风筒及下料管物料粘结堵塞、烟室结皮，分解炉出口气体温度控制严禁超过890℃。⑥窑尾气体温度。窑尾气体温度与烧成带煅烧温度一起表征窑内各带热力分布状况：又同旋风筒出口气体温度、分解炉出口气体温度一起表征预热器系统的热力分布状况。适当的窑尾温度有利于窑系统物料的均匀受热，并防止窑尾烟室、最下一级下料管道因超温引起物料粘结堵塞。生产实践表明；窑尾气体温度可控制在1050℃-1150℃，有利于窑系统的正常运行和热工制度的稳定。4、KH、n、p计算公式及对煅烧的影响？（12分）答：公式略。影响：①KH的大小说明熟料中CaO含量的高低，也即生料中CaCO3含量的高低，CaCO3含量高，分解时吸收热量多，形成相液成分少，需要很高的温度，比较难烧，熟料中f-CaO高；KH过低，液相成份过多，易结大块、结圈等，同时熟料质量差；②n的大小说明熟料中能形成液相成份的多少，也即煅烧时液相量的多少，n过高，窑头飞砂大，不易煅烧，n过低熟料中C3S含量低，熟料强度低；③P的高低反映了液相的性质，即粘度。5、预热器堵料的主要原因有哪些？有何现象产生？操作中如何解决处理？（14分）答：主要原因：①预热器系统高温，②翻板阀卡死；③下料管结皮；④内筒脱落或预热器耐火材料脱落；⑤风、料不平衡；⑥有害成分超标，系统掉结