0 引言
新型干法水泥生产技术已经成为水泥生产的主导工艺,近几年的规模发展迅速,技术与装备水平也飞快进步。对每一个新型干法水泥企业来说,这种先进技术要充分发挥更高效益空间,离不开中控操作员等员工的高素质及高超的操作水平。
作为中控操作员必须熟练掌握生产线的工艺流程,设备的转向、转速、功率等性能,设备轴承温升、润滑、水冷、风冷系统,各检测点的压力、温度、流量,各管路阀门的开度,并熟悉现场、中控、机械装置自身三者之间的差距,掌握PC系统的控制、连锁关系,能够用运行曲线趋势图分析设备的运行状况。中控操作中,操作员应根据事故发生的前兆并能预见后果,同时,根据以往操作经验,采取相应的措施,阻止或扭转事态的发展,即选择最佳工艺参数,调整异常现象,保证设备安全运转,从而降低产品能耗。本文就我公司中控操作中对生产线监控和各参数调整过程中遇到的问题及采取的措施进行介绍。
1 烧成系统上游的中控操作案例
1.1 储存仓料位的波动
先兆:储存仓进料时,料位变化异常,忽高忽低,或者是增长速度异常快。
原因:物料挂壁、蓬仓。多雨季节一些没有料蓬的物料较湿时入仓,导致物料挂壁、蓬仓现象,储存仓中间象一直径较小的通道,储存仓容量变小,出现物料入仓不久就满、下料不久就空的现象。
处理措施:料位测量仪对物料储存仓料位的测量也只能作为参考数据,传送到中控的料位数据有多方面的影响因素。遇到这种情况,必须让岗位工现场量仓。
1.2 石灰石离析料块的粉磨
先兆:磨机料层不稳,出磨气体温度偏高。
原因:石灰石取料机故障停机(岗位工排查结果)。
处理措施:通常大块物料不易粉碎,含土量少,外带水分低,磨机料层不稳,出磨温度偏高。发现离析料块入磨,提前减产,根据出磨温度升高而增加磨内喷水,适当增加辊压,稳定料层。
1.3 石灰石调速给料机失控
先兆:入磨胶带输送机负荷电流由77 A增至80 A。
原因:石灰石调速给料机失控(飞秤),喂料量增大。
处理措施:迅速降低喂料量,通知现场检查石灰石调速给料机,适当降低立磨选粉机转速(考虑生料细度不受较大的影响),短时降低磨机辊压,增大外循环量。调节石灰石调速给料机给料量,时高时低,但要尽量确保入磨物料量。此法确保了在石灰石调速给料机正常前确保磨机的运行。
1.4 入磨皮带负荷异常
先兆:2009年6月16日,生料磨入磨皮带负荷波动较大。图1为处理前后入磨皮带负荷趋势图。
原因:胶带输送机挂异物或传动电机异常等。
处理措施:通过中控和现场检查,定量给料机供料均匀,胶带输送机运行未发现疑点,通知电工检查,电器正常。巡检工多次检查,最后发现传动滚筒上因下雨粘有泥块。
1.5 过沟皮带负荷突然升高
先兆:2009年9月25日,石灰石胶带输送机工作负荷由正常值110 A瞬间上升至150 A,通知巡检工现场检查。
原因:胶带输送机挂异物,传动电机、减速机或滚筒轴承异常等。
处理措施:经现场检查,结果是电机不发热、无焦味,各传动滚筒轴承不发热、无异常响声,皮带运行正常,皮带上的物料也没有明显增多。随即通知电工检查,该电机三相电流不平衡,立即停车进一步检查,发现其中一相线接触松动,电工处理后正常,险些损坏电机。
1.6 立磨喂料量和辊压的匹配
先兆:磨机料层厚,外循环量大,工况不稳;磨机料层薄,外循环量小,振动大,工况不稳。
原因:立磨喂料量和辊压是相互匹配的,如果喂料量大,相对辊压小,或喂料量小,相对辊压大,这两种情况,如果不及时调整,都会出现磨机因振动停车的现象。
处理措施:相对物料的粒度易碎性和水分同磨辊的压力成正比。一般情况,喂料量大,辊压大,喂料量小,辊压小,但辊压匹配不合理也能引起磨机振动,辊压相对喂料量过高,将会引起料层薄而振动,辊压过低将会引起“饱磨”振动。入磨物料粒度过大,物料的内在水分减小,将形不成很好的料层,外循环量增大,最后“饱磨”振动。这都需要操作员在工作中积累经验,合理匹配(表1)。
1.7 磨机产量高饱磨振停
先兆:料层厚度增加,磨机压差升高,振动值升高(见图2和图3磨机工况趋势图)。
原因:相对原料的性质和磨机工况,产量偏高。
处理措施:减少喂料量,增加磨辊压力和入磨风量,在料层稳定的情况下,减少喷水量。必要时短时降低选粉机转速,将磨内循环的一部分细料放出来。
1.8 入磨溜子堵料
先兆:从中控操作参数判断,磨机振动持续在较高的水平线上波动,这种振动不同于正常运行时小幅度振动,也不同于因铁件进入磨腔而产生突发性振动(瞬间有很高的峰值),它是在比正常振动值高1~2 mm/s的振幅上始终振动。磨机差压降低,选粉机负荷降低,磨机出口温度升高。
原因:喂料量减少,辊压没有降低,料层变薄,振动值增高。
处理措施:中控把辊压降到最低,通知现场立即清理入磨溜子堵塞现象,2~3 min若处理不透,停磨处理。
1.9 余热发电故障,生料立磨运行
先兆:入磨风温增加,200 ℃→300 ℃。
原因:预热器热废气不经过SP炉滤热降温而全部入磨。
处理措施:迅速增加立磨喷水,随着入磨风温的增加(200 ℃→300 ℃)而增加喷水(11 m³/h→18 m³/h),适当打开入磨冷风阀(0→10%),不能等到料层和振动值发生变化后再采取措施。
1.10 磨系统多处出现正压
先兆:磨系统多处出现正压,磨内物料不畅,产量较低。袋收尘器入口负压低,甚至正压。
原因:空压机压力低,<0.28 MPa,油水分离器堵塞,袋收尘器内积灰过多而糊袋。
处理措施:检查空压机,调高压力至0.45 MPa,检修油水分离器;调整喷吹时间,清理滤袋上的积灰,及时更换破损收尘袋子,加强密封,防止进水糊袋;正常生产时压差为1 000~1 500 Pa,当压差大于2 000 Pa时,物料在收尘器内有堵塞现象 。
2 烧成系统中控操作案例
2.1 预热器堵塞
先兆:温度异常,下料不畅部位以上的各级旋风筒出口温度下降,堵塞部位以下各部位温度异常升高,尤其是堵塞处下一级的旋风筒或分解炉,由于没有生料进入,气流温度将会剧增;堵料部位以上各处负压剧烈上升,中控通过对预热器各压力检测点负压的监控,可以判断该处物料通过的情况,若有结皮、堵塞的先兆,就会表现为负压转为微负压或正压。如果发现不及时,旋风筒内几分钟就会积满了料粉。
原因:(1)结皮是因为当窑尾废气温度高到一定值时,热生料粉就粘附在废气管道壁上,而这种粉尘由于吸附了碱、氯、硫等,粘附性大。随着温度的上升,粉尘粘附的数量和硬度也不断增加,最终形成结皮,减少了管道实际通风横截面。旋风筒顶部的粘附的结皮脱落掉在旋风筒内,容易造成旋风筒下部锥体堵塞。预热系统的结皮和堵塞最容易在最低级的两个预热器内产生,特别是最下一级旋风筒是最容易发生结皮的地方。
(2)硫、碱圈的形成:当预热器内的生料和燃料含硫、碱较高,温度达到400~600 ℃时SO2就会转化为SO3,SO3被生料粉吸收以后生成CaSO4,在860 ℃下CaSO4熔融并容易与料粉在预热器底部和窑尾内部结成碱圈。
(3)操作方面的原因:喂料不均,堵塞处下一级的旋风筒或分解炉由于没有生料进入,悬浮在气流中的生料量大大减少,气流温度剧增。如:当C1 350 ℃→300 ℃,C2 520 ℃→480 ℃,C3 650 ℃→600 ℃,C4 790 ℃→830 ℃,C5 850 ℃→900 ℃,这时,中控即刻判断出堵塞的部位是C3锥体或下料管。另外生料成分波动、火焰形成不当、窑内还原气氛、不完全燃烧等都容易造成预热系统结皮堵塞。
(4)设备维护方面的原因:窑尾密封处、人孔、冷风闸门等漏风、预热器内衬剥蚀、翻板阀太紧(不灵活)等也容易造成预热系统结皮堵塞。
处理措施:中控立即将正常一列预热器分料70%,异常一列预热器分料30%,在堵塞部位打空气炮或通知现场用压缩空气反吹、晃动翻板阀处理,直至正常下料。清堵时,应本着“由下向上”的原则,即先捅下部,后捅上部,保证捅下的物料顺畅排走。捅堵完毕后,进行预热系统详细检查,确保各级旋风筒锥体、管道、撒料器、阀门等干净完好,确保所有人孔门、捅料孔等密封严密,各处压力、温度恢复正常后,并恢复分料阀正常分料。清堵时,一定注意安全。
2.2 来料不稳定的处理
先兆:入窑提升机电流忽高忽低波动。
原因:在正常生产中,生料喂料量都是有波动的,但波动幅度较小。但当设备出现一些问题时,库底输送斜槽透气层破损,或者在雨季生料水分较低,易出现生料在库壁结块,而造成下料不畅时,就会出现较大的波动幅度。
措施:(1)当来料较少时的正确操作方法是:适当把喷煤管往外退一些,关小排风,减少分解炉和窑头的喂煤量,控制好窑尾温度和旋风筒的温度,采用短焰急烧,等待物料的到来。切忌将喷煤管伸进去,开大排风,拉长火焰,这样会使窑尾温度急剧上升,分解炉、旋风筒的温度也会很快升高,从而极易造成旋风筒或下料管道的粘结甚至堵塞,窑尾烟室和分解炉也容易结皮,并使系统阻力增大。
(2)当来料较多时,窑头会有正压出现,旋风筒出口及分解炉温度、窑尾温度会急剧下降,此时应适当降低窑速,减少喂料量,开大排风,伸进喷煤管,这样可提高窑尾温度,加强物料的预烧效果;也可适当加煤,但绝不能过多,否则会造成还原气氛,使窑内温度更低。当窑主传电机电流下降较快时,要降低窑速,退出喷煤管,适当调小排风量,此时可采用短焰急烧,使之恢复正常。当窑内工况正常后,再加料,千万不能进料提温,这样会使操作处于被动状态,产、质量也很难得到保证。
2.3 分解炉缩口结皮
先兆:窑内还原气氛严重,高温风机的负荷高。熟料结粒偏大,黄心料、欠烧料较多 。
原因:(1)煤质的影响。原煤的供应商家多,进厂混合煤全硫含量都小于1.5﹪,但可能因为煤的混合导致一部分煤的硫含量偏高。过剩的硫会在分解炉缩口形成致密的结皮。公司原煤采用低挥发分无烟煤(煤的工业分析见表2)。
煤粉细度偏粗。起初,公司为了降低电耗,预防煤粉的自燃和爆炸,煤粉细度控制在≤5.0%。
(2)窑炉风量不平衡。三次风闸板开度过小,正常生产情况下一般控制在30%~35%。窑头、窑尾负压比较大,窑内火焰较长,窑尾烟室温度较高(一般在1 130 ℃),分解炉用煤量增加时炉温有所下降,窑皮偏长。这说明此时三次风闸板开度过小,窑内通风量偏大。
三次风闸板烧坏,三次风闸板上的浇注料被磨损后闸板上的耐热钢板经不住900 ℃以上热风的烘烧而损坏。由于三次风阀板烧坏,窑内通风与三次风分配平衡被破坏,窑内通风量减小,窑头加煤温度上不去,形成还原气氛,产生黄心料;同时,三次风量明显增加,使预燃炉风速加快。由于无烟煤燃尽时间较长,风速增加造成煤粉在预燃炉滞留时间变短,煤粉被带至预燃炉出口处附近煅烧,形成炉中温度较低,而出炉温度较高的“温度倒挂”现象,分解炉下缩口结皮严重。
窑炉用煤比例不当,分解炉缩口结皮严重且清烟室用的高压水枪出现故障时,有的操作员为了使熟料fCaO合格,采取加大窑头用煤量的办法强烧。窑内还原气氛加剧,煤粉不完全燃烧现象更严重,使分解炉缩口结皮进一步增多。
处理措施:(1)稳定煤质。根据原煤的煤质、价格及供应商的信誉等因素确定长期稳定的供应商;加强原煤的进厂质量检验,避免或减少使用高硫煤。如必须使用高硫煤,应加强原煤预均化和均化工作;降低煤粉细度。将煤粉细度由5.0%降低到3.0%,生产中严格控制,以提高煤粉的燃尽率。
(2)合理用风。三次风闸板开度正常生产情况下一般控制在55%~65%,在喂料量不变的情况下,三次风闸板开度加大,能增加分解炉燃烧空气量,降低系统阻力;同时能相应增加分解炉用煤量,有利于尾煤的充分燃烧,提高入窑生料CaCO3分解率。
(3)三次风闸板烧坏后的措施。采用向三次风管内扔耐火砖的办法,以改变窑炉的风量分配;利用检修时间,对三次风闸板进行更换,便于以后操作和调节 。
(4)保持合适的头尾煤比例。窑头用煤量的大小主要是依据入窑生料的喂料量和CaCO3分解率、生料易烧性、熟料fCaO和立升重、窑速及窑皮等因素来确定的。窑炉用煤比例取决于入窑生料分解率、生料易烧性、窑速及燃料的特性等。一般情况下,控制在(40%~45%)∶(60%~55%)比较合适。杜绝出现窑炉用煤比例倒置。
(5)扩大主炉下缩口。分解炉主炉下缩口原设计尺寸为Φ2 050 mm,因结皮实测尺寸仅为Φ1 900 mm,窑内因通风量减小而产生还原气氛(窑尾烟室气体成分分析显示CO含量3%,O2含量0.8%~0.2%)。2006年底利用检修时间,将主炉下缩口膨胀节更换,使其净尺寸扩大到Φ2 400 mm。更换后没有出现塌料现象,窑内通风明显好转。
(6)其他措施。降低分解炉出口气体温度:由895 ℃降低到880 ℃~885℃。避免尾温过高,液相提前出现形成结皮;清理结皮要少时多次,既要减小清理结皮时降温对煅烧的影响,又要防止结皮因清理不及时越结越厚;采用新型耐火材料,在分解炉缩口使用抗结皮浇注料。自2006年4月至今,经过采取以上措施,分解炉缩口基本上没有出现过结皮现象。
2.4 窑结圈
先兆:前结圈主要先兆有:火焰短粗,伸不进去,二次风温到1 200 ℃,三次风到900 ℃,窑尾温度低,只有850 ℃左右,窑口护铁上结料较厚,出料不均匀。后结圈主要表现出上述现象外,三次风和窑尾负压明显升高,窑尾压力-500 Pa,窑头压力在-10~-20 Pa之间波动,频繁出现正压;窑电流明显增大,且波动大,来料波动大,篦冷机二室压力在3 000~5 000 Pa之间波动,证明出料非常不稳,时多时少,烧成带料少,严重时窑尾密封处漏料。
原因:(1)入窑生料成分波动大,喂料量不稳定。窑内物料煅烧不稳,负荷率忽高忽低,遇到高KH料时,窑内物料松散,不易烧结,窑头感到“吃火”;遇到熟料fCaO高或料量多时都迫使操作员要加煤以提高烧成温度,有时还要降低窑速;遇到低KH料或料量少时,窑操作不能及时调整,烧成带温度偏高,物料过烧发黏,稍有不慎就形成长厚窑皮,进而产生熟料圈。
(2)有害成分的影响。分析结圈料可以知道, R2O 和SO3含量偏高,生料中的有害成分在熟料煅烧过程中先后分解、气化和挥发,在温度较低的窑尾凝聚粘附在生料颗粒表面,随生料一起入窑,容易在窑后部结成硫碱圈。在入窑生料中,当MgO和R2O 都偏高时,R2O 在MgO引起结圈的过程中充当“媒介”作用而形成镁碱圈,使熟料液相量大量增加,液相粘度下降,熟料烧结范围变窄,窑皮增长,副窑皮增厚。有的水泥厂虽然熟料中MgO不高,但由于R2O 的助熔作用,使熟料在某一特定温度或在窑某一特定位置液相量陡然大量增加,粘度大幅度降低,迅速在该温度区域或窑某一位置粘结,形成熟料圈。
(3)煤粉质量的影响。灰分高、细度粗、水分大的煤粉着火温度高,燃烧速度慢,黑火头长,容易产生不完全燃烧,煤灰沉落也相对比较集中,因此就容易结熟料圈。另外,喂煤量的不稳定,使窑内温度忽高忽低,也容易产生结圈。
(4)一次风量和二次风温度的影响。四风道燃烧器内流风偏大,二次风温度又偏高,则煤粉一出喷嘴就着火,燃烧温度高,火焰集中,烧成带短,而且位置前移,这就容易产生窑口圈,也称前结圈。
处理措施:前结圈一般采用移动燃烧器的方法,严重时,燃烧器向窑内推进20 cm,烧4~6 h,前圈会垮掉,处理后结圈采用冷却法,适当降低二次风量或加大燃烧器内风开度,使火焰回缩,同时减料,且在保证质量前提下保持较高的窑速,直到把圈烧掉。也可以用热烧法,调大二次风量,关小三次风闸门,或减小燃烧器内风开度,拉长火焰,适当加大窑头喂煤量,低窑速烧4~6 h,如若烧不掉,则冷热方法交替使用:
(1)找出结圈原因,对症治理;
(2)用窑筒体扫描仪作出结圈的早期诊断;
(3)通过改变火点位置处理:将喷煤管伸入窑内或拉出,改变火点位置,连续烧3~4 h,再将喷煤管返回原处。此时喷煤管的内外风也相应调节。每次拉伸的距离大,但不要重复在一个位置上,坚持统一的调整制度,必然会有效果。千万要注意避免操作员为了个人的考核利益,而不按照要求调整,这样反而会加重结圈的程度。
(4)用生料冲圈:窑尾温度控制很低,放一部分未分解的生料粉进入窑内,利用CaCO3分解放出的CO2气体进入圈内部,造成圈开裂脱落。此方法易造成窑内跑生料,需要精心操作,尽量减少对质量的影响。
(5)无奈时停窑处理。停窑处理,也要分析结圈的原因,以及采取措施,避免结圈再次形成。窑内结圈及早处理可以减少破坏窑内稳定的热工制度的因素:窑内通风不畅,煤粉燃烧不完全,质量很差,减产甚至停窑;窑尾向外溢料严重,甚至将窑尾密封烧坏;严重影响高温带及后面一段耐火砖寿命;为圈后形成结球创造条件;结圈脱落后易造成窜料。
2.5 垮窑皮
先兆:窑电流负荷宽且不稳。
原因:因处理窑内前、后结圈或有意让后窑皮脱落;窑内热工制度不当,正常窑皮脱落。
处理措施:操作上应及时减料,慢窑,控制一段料层厚度达到合适厚度,通知现场密切关注篦冷机垮落的窑皮,同时加大篦冷机篦下风机鼓风,将二、三段迅速拉薄,在窑皮到达三段后放慢其篦速让现场关注其大块是否能通过破碎机。若窑皮较大应及时止料处理,避免熟料破碎机卡大块。
2.6 “飞砂”料
先兆:煅烧用煤较正常少,烧成温度变窄,且比正常时低,操作时温度稍高,火点物料就发粘,翻滚不灵活,提升后呈片状下落,出烧成带后,物料发散,不结粒,落入篦冷机扬尘大。
原因:一是原料配料不当,导致硅率偏高,铝率也高,铁含量低,致使在煅烧时液相量偏低,液相粘度增加,很难形成硅酸三钙(C3S),从而形成飞砂;二是有的厂家为了降低成本,用粉煤灰作校正原料,也易形成飞砂料;三是冷却机效果不佳,而形成飞砂料。
处理措施:避免用高碱高镁原料和高硫燃煤。一般说来,碱主要来自粘土质原料,也有一些是来自石灰石,因此在选择原料和燃煤时应严格控制碱和硫的含量。MgO不仅可增加液相量,降低液相粘度,还可降低液相表面张力。因此,若MgO含量太高,加上一定数量的K2O、Na2O和SO3,也可产生粘散料,形成“飞砂”。但适当控制R2O和MgO含量,提高窑速,提高煤的细度,“飞砂”现象得到改善。如果限于原材料条件,非用高碱高镁原料和高硫燃煤不可,那么应考虑这些微组分的影响,在配料方案上适当降低饱和比、提高硅酸率;在操作上避免用粗短的高温火焰,而采用较长的低温火焰。
减少窑灰入窑量。窑灰含碱量一般比生料的高,因此窑灰的入窑量应慎重考虑。特别是碱含量高的原料,其窑灰碱含量更高,应减少其入窑量,避免由于碱 含量太高而引起粘散料类型的“飞砂”。对碱含量较低的窑灰,也应将其均匀掺入,即与出磨生料混合均匀后再入窑。窑灰中硫的含量也比生料的高,因此减少窑灰入窑量也将减少熟料中的硫含量。
提高煤粉质量。要提高煤粉质量,除了选择热值高的煤外,应特别注意煤粉的细度和水分。煤粉水分大(2.5%~3.5%)、煤粉粗(R0.08 5%)时,还原气氛严重,也易产生“飞砂”。
2.7 熟料结粒细
先兆:窑负荷窄,球状料块少。
原因:窑内液相量太少不易结粒;生料煅烧的温度低,不利于结粒;生料的细度粗;熟料的液相粘度减少,一般说来液相粘度减少易结粒;窑速高,物料在窑内各带停留时间短;生料KH值高,物料不易煅烧。处理措施:液相量控制在25%~28%,窑内液相量太少不易结粒,太多易结成致密的大块熟料。控制好生料煅烧温度,生料的易烧性愈好,生料煅烧的温度愈低,有利于结粒。不同成分的生料对其细度有一定的要求,若生料中含有不易煅烧的大颗粒石英和石灰石等物质,不易烧成也不易结粒,控制好生料细度度R0.0814%~16%为宜。适当增加MgO含量,降低液相粘度值,有利于熟料结粒。控制物料在窑内各带停留时间,原料成分、入窑物料分解率、火焰形状等因素,决定了物料在窑内各带的停留时间,也决定了熟料结粒的大小。若原料不易煅烧,入窑物料分解率低,相应物料在分解带和过渡带停留时间就长,而在熔融带的停留时间就短些,在此条件下,易生成大晶格的C2S,此类C2S和fCaO很难结合也难结粒,若生料中有难烧物质,则需要较高的烧成温度,此时未结粒物质反应较快,C3S在此条件下易生成难以结粒的大晶格矿物。控制合适的生料率值,KH值高,物料不易煅烧,所需的煅烧温度高,最高温度带较长,相应熔融带缩短,易结细粒;SM增加,烧成温度增高,物料不易煅烧,易结细粒;IM增加,液相粘度增加,烧成温度增高,物料熔融困难,C2S和fCaO结合生成C3S困难。液相量与铝氧率和温度有一定的关系,当IM=1.63时,有利于结粒;IM偏离1.63值愈大,对熟料结粒愈不利。
经过控制生料细度、适当增加MgO含量、降低窑速、降低生料KH并控制IM等措施,熟料结粒细的现象明显好转。
2.8 红窑
先兆:2008年10月31日19∶25时窑筒体40 m处扫描温度显示为400 ℃,筒体出现暗红现象。
原因分析:此处耐火砖使用周期已到,因其他备件未到期暂未停窑换砖;窑速过高,部分窑皮掉落。
措施:补挂措施及相应的操作。降低窑速,窑速由4.3 r/min降低到2.9 r/min;降低产量,入窑生料喂料量由425 t/h降低到385 t/h;高温风机转速控制在860 r/min左右;掌握好用煤量,窑头用煤量在11.0 t/h~11.4 t/h,分解炉用煤量14.3 t/h左右;分解炉出口温度控制在860 ℃左右;窑头燃烧器进入窑内200 mm~300 mm;现场用鼓风机加强筒体的冷却并架一根气管用压缩空气对准暗红的窑筒体吹冷。
结果:20∶45时窑筒体40 m 处红窑情况明显好转,筒体扫描温度显示为387 ℃。22∶10时降至365 ℃,23∶00时降至330 ℃,现场已看不见红色。通过采取以上措施,窑筒体40 m 处红窑现象消失,窑皮补挂结实,然后逐步提高窑速,当班恢复了正常生产。
2.9 煤粉细度偏粗
先兆:煤粉细度粗,燃烧速度慢,容易不完全燃烧而造成熟料黄心、“飞砂”、窑内结圈、结蛋、长厚窑皮等。
原因:煤质差,粉磨困难;为了降低粉磨能耗,许多水泥厂的煤粉细度多控制在R0.085%~8%;煤磨机械故障,煤粉出磨细度偏粗,煤粉细度粗燃烧速度慢,容易出现不完全燃烧;但煤粉磨得太细时,粉磨能耗增高,燃烧时易发生化学不完全燃烧,粉磨和贮存过程中易发生自燃和爆炸。合适的煤粉细度,在旋窑中,可提高火焰温度,并保持一定的火焰长度,有利于熟料的煅烧。
措施:严格控制进厂原煤质量,根据原煤的煤质、价格及供应商的信誉等因素确定长期稳定的供应商;降低煤粉细度,将煤粉细度由R0.08 5.0%降低到R0.08 3.0%,生产中严格控制,以提高煤粉的燃尽率;一旦发现煤磨机械故障造成煤粉细度偏粗,应尽快处理,确保煤质。
2.10 喂煤秤断煤
先兆:喂煤秤断煤前的征兆是转子的转速加快,转速由1 100 r/min左右加速到2 872 r/min(最大值),负荷率由70%~80%逐步下降到0(见图4);窑尾喂煤秤断煤时,送煤罗茨风机的电流由165 A下降到143 A。此时,分解炉出口温度很快会从885 ℃降到865 ℃甚至更低,窑主电机的电流很快从850 A降到600 A甚至更低。
原因:仓体或下料管助流系统电磁阀故障;罗茨风机供风压力过高、转子秤间隙过大或过小、煤粉水分或压缩空气水分大造成仓壁结皮堵塞、袋收尘器密封不严漏水结块。
处理措施:(1)通过查阅大量的资料,考虑到扩容改造后可能造成仓锥体的煤粉实际承受的压力会比原来增大,导致煤粉流动性变差。为了增加煤粉的流动性,减少压缩空气带入的水分。2006年12月在压缩空气进入尾煤助流系统之前的管道上增加了干燥机,同时严格控制煤粉水分不超过1.0%。另外在断煤时由人工敲打窑尾煤粉仓锥体及下煤管道。
(2)为了防止煤粉“结拱”,2007年1月在窑尾煤粉仓锥体上增加了空气炮和振动电机。采取这些措施后,断煤现象明显好转,每个班一般出现1~2次,每次3~5 min。
(3)为了彻底解决窑尾菲斯特秤频繁断煤的问题,2007年6月下旬我公司相关部门再次分析认为窑尾菲斯特秤频繁断煤的真正原因是仓锥体助流气体的释放时间短而导致助流气量不足,使煤粉聚集而下煤不畅。因此大胆地改造了仓锥体的气体助流系统。具体的改造措施是:把过去的电磁阀控制气流改为直入式,把过去多个电磁阀去掉后只留一个总的,直接从环形助流主管道上接一根软管对仓锥体吹气。这样可以避免过去因多个电磁阀控制造成气体释放时间短和气体流量不足而导致煤粉聚积成堆下煤不畅,从而避免了断煤现象的发生。
2.11 篦冷机跳停
先兆:2010年1月22日2:16左右,中控发现篦冷机第三段篦床液压传动油泵跳闸停止运转,跳闸前液压缸的压力趋势平稳(7 MPa左右,在正常压力范围内)。
原因:巡检工现场检查确认液压站第三段篦床传动高压油管已爆裂,46号抗磨液压油泄漏严重。
处理措施:操作员迅速将将入窑生料投料量由430 t/h逐步减小330 t/h;窑速由4.3 r/min逐步降低到2.7 r/min;篦冷机第一、二段篦床推动速度适当降低;对应的冷却风机进风口阀门开度开到最大,目的一是加强熟料冷却,二是减轻篦床传动负荷;高温风机拉风适当减小,进口负压由-8 550 Pa降低到-8 000 Pa;由于减产、降窑速和减风,窑头、窑尾喂煤量应适当降低,防止窑电流偏高;篦冷机空气炮控制方式由自动改为人工控制,缩短吹打的时间间隔,防止发生“堆雪人”事故;入窑生料投料量由330 t/h逐步减小到230 t/h;窑速由2.7 r/min逐步降低到1.0 r/min(图5);高温风机拉风继续减小,进口负压由-8 000 Pa降低到-7 300 Pa左右;窑头喂煤量降低到9.41 t/h左右,窑尾喂煤量降低到7.85 t/h;分解炉出口气体温度控制在820 ℃左右,防止窑电流偏高发生跳闸事故;爆裂的第三段篦床传动高压油管更换好,开启后液压缸的压力会因篦床上熟料堆积较多而比正常时高很多(18 MPa左右),正常后逐渐加快第二、一段篦床推动速度。待一、二、三段篦床液压缸的压力有稳步下降趋势时,逐渐提高窑速,适当增加窑头、窑尾喂煤量,加大高温风机排风量,逐步提产,恢复正常生产。
在处理篦冷机第三段篦床传动高压油管爆裂的过程中,篦冷机第一、二段篦床液压传动油泵同时跳闸停止运转。通过采取相应措施并对窑操作作出相应的调整,50 min内(图6 )在不止料停窑的情况下尽快恢复了正常生产;避免了发生“堆雪人”、“压床”事故,最大限度地减小了事故对生产的影响。
3 结束语
以上是我公司新型干法水泥熟料生产线在生产中中控遇到的一些异常问题,操作员通过发现这些问题的先兆,分析原因,根据以往的操作经验,调整各操作参数,把损失降到了最低限度,并确保了生产的正常运行。望我们的这些操作经验能给兄弟单位带来帮助和启发,不足之处,还望批评指正。
——作者:琚瑞喜,新乡平原同力水泥有限责任公司
——来源:《新世纪水泥导报》2010年第5期
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