【分析】水泥回转窑煤粉燃烧器浇注料损坏原因及应对措施

在水泥熟料煅烧过程中，煤粉燃烧器能否正常且稳定的运行将决定着水泥熟料的产量和质量。而作为煤粉燃烧器防护罩的浇注料就显得尤为重要。青州中联水泥有限公司二期 6 000t／d熟料水泥生产线采用煤粉燃烧器为FL．Smith公司生产的Duoflex煤粉燃烧器，投产4个月左右，燃烧器浇注料受损严重。本文将从原因分析、应对措施两个方面对其煤粉燃烧器浇注料损坏原因进行探讨。

1 原因分析

通常情况下，燃烧器工作3～4个月其浇注料会有不同程度受损。在热应力和机械应力作用下浇注料内的微裂纹不断扩大及延伸而导致浇注料剥落。青州中联二期燃烧器在使用约4个月后的受损情况颇为典型见图1。以下就热应力和机械应力两方面影响原因进行分析。

(1)热应力的影响。回转窑燃烧器所处位置为前窑口，工作环境温度约为600℃~1 300℃，温度高且波动范围大。由于煤粉燃烧器浇注料为热的不良导体，温度差异导致热膨胀系数不同，使用一段时间后受热不均的部位会产生裂痕。表1为几种煤粉燃烧器用刚玉／莫来石浇注料线变化率(耐火浇注料通常用线变化率表示热膨胀系数)不同温度下的数值。

除此之外，在浇注料施工过程中采用横向施工，由于重力作用，筒体上半部分浇注料与下半部分浇注料难免存在差异，密度不同导致导热不均，也会容易产生裂纹，该燃烧器后半段为典型早期裂纹情况见图2。

(2)机械应力的影响。高温二次风从煤粉燃烧器下方由篦冷机吹入回转窑，此部分二次风或多或少夹带熟料粉尘，对于煤粉燃烧器下部冲蚀较大。这导致裂纹会慢慢变大，甚至露出内部锚固件，高温下锚固件焊接处会被熔化，由于重力作用进而锚固件连同浇注料一同掉落，露出燃烧器金属外壳，没有浇注料保护，燃烧器很容易在高温下产生裂缝见图3，一旦产生裂缝而导致漏风，该燃烧器无法继续使用。

2 应对措施

针对大部分水泥厂存在的煤粉燃烧器浇注料易损坏、脱落问题，在青州中联二期现场咨询相关现场技术人员、施工人员，综合多方意见，提出建议。

(1)浇注料施工方式。由于现场施工条件所限，横向施工有方便快捷、节省费用的优点，因此为大部分施工单位采用，而横向施工的浇注料，因为重力原因，上下肯定会有不同程度的密度不均，在回转窑中会更容易变形脱落。所以建议采用竖向施工，采用起重设备将整根燃烧器吊起与地面垂直进行浇注，该种浇注方法能让浇注料密度更均匀，头部浇注更紧密。

(2)燃烧器头部浇注料形状采用倒角。在回转窑窑内气流中，煤粉燃烧器所产生

的一次风外侧易产生回旋涡流，气流会带动一些煤粉粘结在煤粉燃烧器头部，产生结焦现象，随着结焦逐渐增多、扩散，从而干涉火焰形状，导致燃烧器两侧温度不均。所以煤粉燃烧器不能简单浇注成圆桶型，图4为简单圆桶型做法。而应浇注成倒角(建议30°~40°)，倒角浇注方式能够简单有效地降低结焦现象见图5。

(3)锚固件排布方式。所有锚固件焊接严格按照垂直交互方式焊接，距离为150mm，一般情况下厂家都会在锚固件上加塑料帽，丢失塑料帽的涂一层沥青以替代，不可直接接触浇注料。浇注前所有锚固件及所有表面打一层蜡。以防止燃烧器热膨胀而导致浇注料损坏。

(4)浇注料的选用及配料。浇注料按照高温耐磨、抗剥落、重量相对较小(悬臂式煤粉燃烧器对重量有严格控制)原则选择。因煤粉燃烧器浇注料前端下部极易磨损，建议加入SiC或者其他高温耐磨材料。严格控制施工用水量，建议用水量8％以下，视具体使用耐火材料型号要求而定，在保证施工性能的前提下，加水量应从严控制，宜少不宜多。

(5)膨胀缝的留置。煤粉燃烧器浇注料环向每1m应留一处膨胀缝，轴向(错缝)留2~4道膨胀缝，膨胀缝宽度10mm，膨胀缝用陶瓷纤维毯填充。

总之，改善煤粉燃烧浇注料的施工工艺，延长其使用寿命，对于提高回转窑的持续运转时间，乃至提高水泥产品的质量和产量，都有深刻的意义。

作者：陈骁，袁正军 

来源：《中国水泥》杂志

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