【供應(yīng)】水泥廠回轉(zhuǎn)窯工況行業(yè)狀況及應(yīng)用

工況行業(yè)狀況概述 

       報(bào)告期，受新冠疫情影響，市場啟動(dòng)推遲，第一季度水泥銷量同比大幅下滑 33.18%。隨著政府統(tǒng)籌推進(jìn)疫情防控，采取各項(xiàng)有效政策措施，生產(chǎn)生活逐步恢 復(fù)，復(fù)工復(fù)產(chǎn)深入推進(jìn)，市場需求回升明顯，從4月份起公司水泥銷量快速增加,第二季度銷量創(chuàng)歷史新高。

工況目前應(yīng)用狀況

       回轉(zhuǎn)窯的主要作用是對(duì)生料進(jìn)行煅燒，是水泥生產(chǎn)的主要設(shè)備，其工作的穩(wěn)定性和安全性對(duì)整個(gè)水泥生產(chǎn)具有重要意義，被稱為水泥廠的心臟。水泥窯的發(fā)展過程：倉窯——立窯（普通立窯和機(jī)械立窯——干法回轉(zhuǎn)窯（中空回轉(zhuǎn)窯、余熱鍋爐窯、干法長窯和立波爾窯等）——濕法回轉(zhuǎn)窯——新型干法回轉(zhuǎn)窯（懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯）。近年，水泥工業(yè)窯系統(tǒng)發(fā)展趨勢是:標(biāo)準(zhǔn)化、大型化和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化。窯系統(tǒng)發(fā)展第一個(gè)趨勢是標(biāo)準(zhǔn)化日益增加，這主要是目前水泥廠能力有限和建筑業(yè)蓬勃發(fā)展的緣故。另一-原因是由于預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)模塊化問題的解決，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化使成本大大降低。窯系統(tǒng)發(fā)展第二個(gè)趨勢是大型化。窯系統(tǒng)發(fā)展第三個(gè)趨勢是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化。自采用預(yù)分解窯技術(shù)以來，窯系統(tǒng)的工藝發(fā)展主要是產(chǎn)量提高、能耗降低、后期維修費(fèi)減少、耐火材料消耗量降低和備件降低。由于工藝的改善，即使用大量替代燃料也能燃燒完全。同時(shí)降低熟料燒成溫度和空氣需要量并達(dá)到非常低的排放量。且設(shè)置還原區(qū)和用多級(jí)燃燒系統(tǒng)，減少有害氣體的排放。更重要的是，控制參數(shù)相當(dāng)少，主動(dòng)參數(shù)有窯和分解爐用燃料的比例、喂料生量、窯尾排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻機(jī)風(fēng)量。被動(dòng)控制參數(shù)有窯的廢氣溫度、熱器溫度和壓預(yù)力、窯尾溫度、成帶溫度、三次風(fēng)溫、料出冷卻機(jī)溫度和篦床下的風(fēng)壓等。

       我國擁有水泥企業(yè)近幾千家，產(chǎn)量已削減氮氧化物排放外,基本未采取任何控制措施。水泥生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉(煙)塵、二氧化硫(SO2)、 氮氧化物(NOx)和氟化物等污染物，排放的SO2和NOx是會(huì)引起酸雨的主要成分同時(shí)會(huì)影響耐火磚的使用壽命，對(duì)窯筒體壁造成腐蝕。

此外，隨著城市化進(jìn)程的加速發(fā)展，城市人口越來越多，所產(chǎn)生的生活廢棄物也越來越多，利用水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置廢棄物，可顯著增加廢棄物的處置能力, 有效降低廢棄物的處置成本，而且不會(huì)造成二次污染，不會(huì)新占土地，不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，更不會(huì)對(duì)地下水造成污染，可以有效解決城鎮(zhèn)化建設(shè)中日益嚴(yán)重的廢棄物‘圍城’問題，是廢棄物的無害化、資源化、能源化和綜合利用項(xiàng)目，有利于建設(shè)節(jié)能環(huán)保型工業(yè)。隨之而來的回轉(zhuǎn)窯筒體壁腐蝕嚴(yán)重，有時(shí)甚至?xí)�出現(xiàn)斷窯的后果。

  水泥廠更換回轉(zhuǎn)窯的主要原因?yàn)榛剞D(zhuǎn)窯筒體的腐蝕，回轉(zhuǎn)窯的腐蝕問題，一般在設(shè)備大修，停窯檢修、更換窯襯耐火磚時(shí)發(fā)現(xiàn)，從筒體內(nèi)壁上取下來的片狀腐蝕物具有多層結(jié)構(gòu)，呈紅褐色和黑色，各層均有亮晶質(zhì)點(diǎn)零星散落或成片分布�；剞D(zhuǎn)窯筒體腐蝕，一般成片狀剝落，銹片疏松易脆，有的還會(huì)在筒體內(nèi)側(cè)表面出現(xiàn)環(huán)向不均勻溝槽，如回轉(zhuǎn)窯前段大齒輪處就經(jīng)常發(fā)現(xiàn)筒體內(nèi)側(cè)有溝槽。筒體腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域是回轉(zhuǎn)窯的過渡帶大牙輪附近筒體，年腐蝕速度高達(dá)1-2毫米�；剞D(zhuǎn)窯筒體腐蝕的原因分析腐蝕片狀物發(fā)現(xiàn)，銹層的主要成分是鐵的氧化物及少量的氯化物和硫化物。所以，硫是鋼材的有害元素，能降低鋼的延展性和韌性，硫的腐蝕先在鋼材表面形成Fes2密實(shí)層，然后在逐層深入，速度相對(duì)較慢，F(xiàn)eS2能增加鋼材的熱脆性，氧的存在，使窯筒體在高溫200-300℃下氧化形成氧化膜，但這種氧化膜結(jié)構(gòu)疏松，難以抑制金屬的進(jìn)一步氧化。氯離子，離子半徑小穿透能力強(qiáng)，能快速進(jìn)入鋼板內(nèi)部進(jìn)行深層次的腐蝕，會(huì)大大降低鋼材質(zhì)量，使其變得很脆容易脆裂。一旦產(chǎn)生脆性破壞，不易提前發(fā)現(xiàn)，會(huì)增加窯體斷裂的危險(xiǎn)。

  水泥回轉(zhuǎn)窯的腐蝕強(qiáng)弱與回轉(zhuǎn)窯的燃料種類、物料純度、是否焚燒垃圾、外界環(huán)境溫度及窯內(nèi)隔熱效果、耐火磚縫隙率、停窯頻次等有關(guān)。(1) 水泥回轉(zhuǎn)窯使用的燃料主要是煤炭，也有極少在使用燃?xì)鉃槿剂�。在運(yùn)行過程中，燃料燃燒后釋放出大量的硫化物、氮氧化物等氣相腐蝕介質(zhì)。因煤炭屬礦產(chǎn)燃料，因此煤炭中的成分較為復(fù)雜，而我國所產(chǎn)煤炭中均含有氟離子，在高溫燃燒時(shí)氟離子溢出，其極強(qiáng)的去極性、滲透性將會(huì)使腐蝕更為嚴(yán)重。煤炭中若含有鉀等堿性金屬，也會(huì)加速窯體的腐蝕。（2）水泥回轉(zhuǎn)窯用于燒制熟料的原料如石灰質(zhì)礦石、黏土質(zhì)原料等亦屬于礦產(chǎn)原料，另一部分回轉(zhuǎn)窯還會(huì)在原料中添加一定量的工業(yè)廢渣，工業(yè)廢渣中的成份更為復(fù)雜，因在高溫環(huán)境下很多物質(zhì)的腐蝕性會(huì)有變化，常溫中無害的物質(zhì)在高溫下亦會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的腐蝕性（比如水，在超高溫臨界狀態(tài)下就具有較強(qiáng)腐蝕性），因此物料的純度對(duì)高溫運(yùn)行的回轉(zhuǎn)窯的腐蝕有一定的影響。（3）我國很多水泥回轉(zhuǎn)窯在協(xié)同垃圾焚燒處理，垃圾中往往含有較高的水份，且垃圾的較為復(fù)雜，垃圾的成份波動(dòng)也較大，例如生活垃圾的組成與當(dāng)?shù)氐纳�活�?xí)慣、季節(jié)等有關(guān)。在垃圾焚燒中有機(jī)物小分子及氟離子的腐蝕尤為突出，來源各協(xié)同垃圾處理的水泥生產(chǎn)企業(yè)在焚燒垃圾后設(shè)備的腐蝕明顯強(qiáng)于焚燒前，這種腐蝕的加劇在回轉(zhuǎn)窯、收塵器體現(xiàn)的更突出。(4) 外界環(huán)境溫度及窯內(nèi)隔熱效果主要影響的是窯筒的溫度，在不同溫度狀況下窯筒內(nèi)壁腐蝕速率會(huì)有所不同，各腐蝕介質(zhì)在不同的溫度段有不同的活躍度，因此窯筒溫度是否穩(wěn)定對(duì)于回轉(zhuǎn)窯主要腐蝕源的鎖定和防治影響較大。(5) 耐火磚在回轉(zhuǎn)窯工作中會(huì)出現(xiàn)一定的熱脹冷縮形變，腐蝕介質(zhì)在回轉(zhuǎn)窯正常的工作環(huán)境中大多為氣態(tài)，氣態(tài)的腐蝕介質(zhì)會(huì)沿著耐火磚的縫隙滲入到耐火磚與回轉(zhuǎn)窯窯壁之間，并長期存留難以被再次排出，甚至隨著窯體結(jié)構(gòu)的不同還會(huì)出現(xiàn)腐蝕介質(zhì)在某一位置大量存積使局部腐蝕變得更為嚴(yán)重。因此耐火磚的縫隙率是影響回轉(zhuǎn)窯腐蝕強(qiáng)弱的重要因素之一。(6)一般情況下，當(dāng)窯體正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，腐蝕介質(zhì)大多以氣體存在，且耐火磚因熱脹冷縮的原理，此時(shí)縫隙率較低，在此情況下窯體腐蝕并不嚴(yán)重，但一旦停窯，窯內(nèi)的腐蝕介質(zhì)包括水汽都會(huì)隨著耐火磚的收縮而大量滲入耐火磚與窯體的夾層，窯體冷卻后，這些腐蝕介質(zhì)也會(huì)溶入冷凝水中，對(duì)窯體造成極大的腐蝕。這種腐蝕多為坑蝕、點(diǎn)蝕、滲透性片狀剝離腐蝕。停窯越頻繁，腐蝕越嚴(yán)重。