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预分解窑系统常见故障分析与处理(上)

技术交流

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预分解窑系统常见故障分析与处理(上)

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技术交流
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2018/01/17
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0.引言

    随着中国水泥工业产品结构调整,增长方式的转变,新型干法水泥生产技术已得到长足的发展。但是,进入“十二五”以来,水泥工业产能过剩的现实并没有改变,更加残酷的竞争还会出现。加强企业内部管理,提高设备完好运转率,充分发挥新型干法水泥的设备产能,降低生产成本,是永恒的主题;树立以“预知性维修和自主性维修”为手段,以“设备零故障运行”为目标的管理理念,实现“低成本、低消耗、高运转、高效益”的目标是摆在我们面前的新课题。新型干法窑是集“预热、分解、烧成”于一体的先进生产工艺,复杂的物理、化学反应过程集中在预分解窑系统,是水泥企业的“心脏”,因此分析预热器、分解炉、回转窑常见故障原因,找出解决措施,形成处理模式,是确保新型干法水泥生产“心脏”跳动得更轻松、更健康的有效方法。

1预热器系统结皮堵塞

1.1预热器系统结皮堵塞原因

    预热器结皮堵塞是新型干法水泥生产线常发生的一种工艺故障,表现出预热器通风不畅,上级预热器负压增大,而下一级预热器负压减小,形成明显的压力损失,导致下料不畅,严重时会堵塞预热器锥体,造成停料,被迫停窑处理,主要是发生在四级、五级预热器锥体,其主要形成过程是,被预热的生料温度过高,提前形成液相,粘附在预热器锥体部位,使下料不畅,其主要原因有几种:

1.1.1预热器温度高

窑尾控制的温度过高,窑分解炉喂煤量过大,会使预热器系统温度高于正常操作温度,如一般控制一级出口温度在320-340℃,若各级预热器温度升高,这是一种预热器结皮堵塞的潜在原因。

1.1.2煤粉过粗

煤粉细度应根据系统工艺参数进行制定细度指标,如果煤粉太粗,煤粉在窑及分解炉内燃烧不充分,产生还原气氛,煤粉随废气上移,在预热器内继续燃烧,使预热器的温度升高,要根据煤的工业分析和窑操作特点来确定。煤粉细度一般控制在0.08mm方孔筛筛余小于8%,如某公司1000t/d的新型干法生产线,雨季煤湿,煤磨产量低,供不上窑用煤,为不停窑,将煤粉细度由10%放宽到15%,高时达到18-20%,煤粉燃烧不充分,造成窑尾温度高,预热器温度升高,常在4级、5级预热器出现结皮堵塞现象。

1.1.3窑尾烟室温度过高

窑尾烟室温度的高低是控制预热器系统很关键的参数,一般控制在1050℃左右,当煤粉湿或煤粉粗时,窑头喷入的煤粉在窑内烧成带燃烧不完全,会在窑尾继续燃烧,使火焰拉长,造成窑尾烟室温度升高,同时窑尾拉风过大,使窑内高温带火力分散,会使窑尾温度高。因此,应控制窑尾负压,一般在-250Pa左右。

1.1.4生料下料量不稳定

    生料下料量的大小直接影响窑尾预热器系统温度的高低,当生料下料量偏小时,窑尾温度会直线上升;生料下料量小,废气中热量被生料吸收的少,废气温度会升高,特别是在刚开窑时,整个系统如果控制温度过高,入窑生料量相对又较少,生料温度很快升高,达到液相产生的温度,生料中的液相会粘附在五级下料管及预热器锥体部位。正常投入运行后要保持生料下料量的均匀稳定,对生料计量系统及生料仓下方的气动阀要经常进行检查,防止有杂物进入,造成调节不灵。

1.1.5分解炉喂煤量不稳定

    窑尾喂煤量是影响分解炉及预热器温度的关键,窑头煤、尾煤的比例一般为40%60%,但这不是绝对的,不同的情况,有不同的变化,如用钢渣、粉煤灰配料,生料中的部分成分已经高温煅烧,在入分解炉后,需分解的量相对变少,吸热相应的少,因此窑尾喂煤量相应减少,尾煤在58%左右,若用煤矸石代粘土配料,因含有部分热量,会在预热器系统中散发出来,分解炉喂煤量会更少。但是,工艺状况确定后,要根据生料下料量及生料的率值情况,稳定用煤量,计量要准确,每二月对煤计量进行校正,特别是在雨季,煤湿、煤粉下料不畅的情况下,会使煤粉下料量忽大忽小,窑尾预热器温度忽高忽低,容易产生结皮堵塞。

1.1.6生料成分的波动

生料成分的波动会引起熟料成分及液相含量的变化。因此,生料成分的均匀稳定,是生产运行安全稳定的前提,控制生料中各种成分的均匀稳定,特别是生料中各种微量元素如K2ONa2OCl-SO3等,生料中R2O1.0%Cl-0.015%,其它成分氧化铝,氧化铁的含量要在正常范围,如果超标会产生过多的液相含量,在五级锥体及下料管过早形成液相,造成结皮堵塞。

1.1.7配料率值

配料率值的高低直接决定了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的多少,若硅率过低,液相含量高,易造成窑尾预热器结皮堵塞,同时还会使窑内出现结大料球,结厚窑皮等工艺故障,一般新型干法窑的硅率在2.7左右,但也不是一层不变的,不同的窑型,不的原材料,不同的操作水平,配比也不一样,要根据实际情况而定。同时,还与原材料的种类有关,如硅质原料用粘土与用粉煤灰不一样,铁质原料用铁矿石与用钢渣也不同。生产的水泥品种不同率值亦不同,用的煤不同,其煤灰成分不同,率值也有差别。如表1为某新型干法窑控制率值及熟料成分表。

1 熟料成分、矿物组成及强度

Loss

SiO2

AI2O3

Fe2O3

CaO

MgO

F-CaO

SO3

KH

KH’

N

P

0.87

21.7

4.99

3.21

64.55

2.29

1.82

0.54

0.91

0.87

2.64

1.56

 

C3S%

C2S%

C3A%

C4AF%

升重(g/l

3dMpa

28dMPa

57.14

19.41

7.58

9.86

1268.33

31.83

59.93

1.1.8操作稳定性

稳定操作,稳定风、煤、料的比例,保持热工制度的稳定,是生产运行的关键。通过总结各种操作参数,稳定操作参数调整范围,如某2500t/d的新型干法生产线,通过实践,三次风温度控制在950以上,三次风阀开度控制在40%左右,分解炉内温度控制在880-900℃,生料分解率在93%-95%,窑头喂煤比例在42%-40%,窑胴体温度控制在250左右,生料下料量与窑转速相匹配,对各操作参数进行摸索总结,形成稳定的调整范围,在实践的基础上进行固化,如某2500t/d生产线操作参数表2

表2操作参数

生料量

窑速

喂煤量

高温风机

烟室

分解炉

头煤

尾煤

转速

阀门

温度

压力

温度

压力

分解率

t/h

r/min

t±0.2

t±0.5

r/min

℃±50

-Pa±50

℃±10

-Pa±200

≤℅

195

3.8

6.1

10.1

810

100

1050

300

880

1300

94

 

五级出口

二次风

一级出口

一次风机

料层厚度

温度

压力

温度

压力

温度

压力

转速

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