1000t/d窯外分解窯熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力的提高與穩(wěn)定

 哈爾濱水泥廠5號(hào)窯系統(tǒng)是由合肥水泥研究設(shè)計(jì)院開發(fā)設(shè)計(jì)的1000t/d熟料,帶有PH2型(類RSP型)分解爐和5級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器,并采用2-1-1-1-1布置的窯外分解窯;生料磨是沈陽(yáng)重型機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)技術(shù)制造的MPS2450立磨,臺(tái)時(shí)能力75t/h;2個(gè)Φ12m×24m均化庫(kù),儲(chǔ)量5000t;生料配料計(jì)量和窯尾喂料計(jì)量均為承德自動(dòng)化計(jì)量?jī)x器廠引進(jìn)德國(guó)技術(shù)生產(chǎn)的電子皮帶秤,計(jì)量精度±0.5%;篦冷機(jī)為沈陽(yáng)水泥機(jī)械廠生產(chǎn)的2.3m×17.7m的水平推動(dòng)篦式冷卻機(jī);控制系統(tǒng)為引進(jìn)美國(guó)貝利公司的N-90集散控制系統(tǒng)。

   

 該生產(chǎn)線于1992年10月份首次點(diǎn)火,試生產(chǎn)期間熟料質(zhì)量差,臺(tái)時(shí)能力低的問題一直是制約達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)的難點(diǎn)之一,經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐和探索,終于使窯的熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力得以提高與穩(wěn)定,1995年7月份首次實(shí)現(xiàn)3d達(dá)標(biāo)即連續(xù)72h生產(chǎn)合格熟料3028t;1998年5月份實(shí)現(xiàn)跨年度年達(dá)產(chǎn),即1997年5月～1998年5月連續(xù)12個(gè)月生產(chǎn)合格熟料297019t;目前一直穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)在較高的產(chǎn)質(zhì)量水平上(見表1)。以下為我們穩(wěn)定提高熟料產(chǎn)質(zhì)量的具體做法。

 

1  改進(jìn)三通道噴煤嘴結(jié)構(gòu)及安放位置,建立維護(hù)制度

1.1 三通道噴煤嘴結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

   

我廠窯頭喂煤用三通道噴煤嘴,原設(shè)計(jì)內(nèi)風(fēng)角度為45°,使用中出現(xiàn)刷窯皮、燒蝕耐火磚的現(xiàn)象,開始燒成帶用200mm厚的磷酸鹽磚,使用一周時(shí)間火點(diǎn)處就只剩下2mm厚,造成紅窯,后來(lái)使用不燒結(jié)鎂鉻磚和半直接結(jié)合鎂鉻磚也只能使用2～3個(gè)月。而短粗的火焰使高溫區(qū)過(guò)于集中也不利于熟料的燒成,此后,將內(nèi)風(fēng)角度改為15°,這樣雖然火焰細(xì)長(zhǎng),但角度太小不能將風(fēng)煤很好地?cái)嚢杌旌?燃燒效率低,降低了對(duì)熟料的燒成能力甚至造成不完全燃燒使窯尾斜坡和縮口結(jié)皮加重,進(jìn)而造成窯爐兩路風(fēng)的不匹配,引發(fā)塌料和堵塞,嚴(yán)重影響熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力的提高,最后將內(nèi)風(fēng)角度改為30°,解決了問題。

1.2 三通道噴煤嘴在窯內(nèi)位置的調(diào)整

   

三通道噴煤嘴結(jié)構(gòu)改進(jìn)后,還存在燒成帶火點(diǎn)處窯皮薄,燒成帶偏短的現(xiàn)象,燒成帶耐火磚使用周期不足4個(gè)月,為此我們開始研究噴煤嘴在窯內(nèi)的位置。以窯中心為參照點(diǎn)(如圖1),原來(lái)的噴煤嘴在窯內(nèi)位置是入窯400～500mm,a=30～50mm,b=75～85mm,經(jīng)多次調(diào)整現(xiàn)在噴煤嘴在窯內(nèi)的位置是入窯150～250mm,a=10～30mm,b=25～35mm,從而使得窯皮薄厚均勻(200～300mm),長(zhǎng)短合適(16～18m)。耐火材料的使用周期大大提高,一般按一年春秋兩次中修而形成的兩個(gè)周期計(jì)算,燒成帶前端火點(diǎn)處耐火磚可使用1個(gè)周期,而燒成帶后端,耐火磚可使用2個(gè)周期,為穩(wěn)定提高熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力創(chuàng)造了條件。

1.3  完善三通道噴煤嘴的維護(hù)制度

   

三通道噴煤嘴由于其較傳統(tǒng)的單通道噴煤嘴風(fēng)速高,生產(chǎn)中磨損較快,磨損后,調(diào)整火焰能力減弱,火焰變短,嚴(yán)重時(shí),煤粉不能有效燃燒,造成燒成帶后結(jié)厚窯皮,且整個(gè)窯皮短,嚴(yán)重時(shí)在厚窯皮后部形成大蛋,1997年曾在此處形成過(guò)一次3個(gè)Φ1.0～1.2m大蛋,損壞耐火磚造成停窯,現(xiàn)在制定了每?jī)蓚€(gè)半月左右利用停車維護(hù)時(shí)間換一次噴煤嘴制度。

2  穩(wěn)定提高入窯生料質(zhì)量

2.1  減少混料

   

我廠生料是用石灰石、粘土和鐵粉三組分配料,而粘土、鐵粉沒有均化庫(kù),均儲(chǔ)存在老式聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)內(nèi),由同一料倉(cāng)同一條皮帶輸送至立磨配料站的各自料倉(cāng)內(nèi),在儲(chǔ)存和輸送中經(jīng)常造成粘土和鐵粉的混料,一旦混料,質(zhì)量就會(huì)失控,為此我們改變了粘土、鐵粉堆放位置,采取每放完一種料后徹底清庫(kù)的措施,基本解決了嚴(yán)重混料問題。

2.2 控制生料中有害成分

   

 生料中的有害成分(K₂O,Na₂O,SO₃),對(duì)窯外分解窯影響很大,它在預(yù)熱器—窯系統(tǒng)內(nèi)成幾倍至幾十倍的富集,易形成硫鉀鈣石、灰硅鈣石和硫硅鈣石等低熔點(diǎn)易結(jié)皮的礦物,造成預(yù)熱器的堵塞和塌料。我廠曾出現(xiàn)生料中SO₃成分過(guò)高,造成頻繁堵塞和塌料現(xiàn)象,后改用低硫含量鐵粉解決了問題。

2.3  采用QCS生料質(zhì)量自動(dòng)控制系統(tǒng)提高配料精度

   

正常生產(chǎn)中,立磨操作員用自動(dòng)控制方式,每小時(shí)只需輸入生料分析結(jié)果,計(jì)算機(jī)將自動(dòng)調(diào)整三種原料配比,消除了人為調(diào)整誤差,提高了出磨生料質(zhì)量合格率;異常情況,如出現(xiàn)混料時(shí)改為手動(dòng)控制以減少由于混料而造成的質(zhì)量波動(dòng)。

2.4 努力提高均化庫(kù)均化值

   

我廠均化庫(kù)均化效果一直不理想,庫(kù)存低時(shí)幾乎無(wú)均化效果,出磨生料質(zhì)量的波動(dòng),造成出窯熟料質(zhì)量的波動(dòng)并影響窯臺(tái)時(shí)能力的提高,為此我們將均化庫(kù)每庫(kù)控制在半庫(kù)以上的料位,一般15m左右,最低不低于10m,盡量提高均化值,目前均化值也只能達(dá)到2.5左右。

3 控制煤粉質(zhì)量穩(wěn)定喂煤系統(tǒng)

3.1 安裝煤粉計(jì)量設(shè)備

   

我廠原設(shè)計(jì)的喂煤螺旋秤因達(dá)不到要求,影響生產(chǎn)而拆除,一度只靠喂煤雙管轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量,其數(shù)值只能做參考,操作員無(wú)法知道準(zhǔn)確喂煤量,而出現(xiàn)跑煤或不下煤時(shí)也無(wú)從知道,只能從反饋工藝參數(shù)上判斷,致使操作滯后,影響熟料質(zhì)量和窯的臺(tái)時(shí)能力,為此對(duì)喂煤系統(tǒng)進(jìn)行改造,安裝了沖擊流量計(jì),已收到良好效果。

3.2 控制喂煤精度,防止跑煤

   

 該窯投料量在72t/h時(shí),分解爐喂煤量3.5t/h左右,而分解爐在雙管螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)不變的情況下,卻多次出現(xiàn)過(guò)近20t/h的喂煤量,經(jīng)分析是喂煤雙管螺旋輸送機(jī)由于長(zhǎng)期磨損,間隙過(guò)大所致,跑煤后系統(tǒng)溫度超限,形成倒掛現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)造成結(jié)皮堵塞或塌料,為此我們采取了定期檢查,更換雙管螺旋芯子的措施,控制其間隙在2.0mm以內(nèi)。

3.3 控制入廠原煤質(zhì)量

   

 我廠原煤質(zhì)量差主要是煤灰分高且波動(dòng)大(見表2),煤灰分的大幅度波動(dòng)使入窯生料和煤粉不對(duì)口,熟料率值忽高忽低,KH值高時(shí)熟料燒不住,fCaO高,KH低時(shí),熟料強(qiáng)度低且易發(fā)生結(jié)皮,導(dǎo)致堵塞或塌料,煤灰分高時(shí)熱值低,不易燃燒完全,滿足不了煅燒要求。為此,目前控制煤的灰分在28%±2%。

3.4  做好原煤入廠后的均化工作

   

 原煤卸入聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)后,以橫鋪豎切的方法進(jìn)行均化。即將不同質(zhì)量的原煤,在聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)中分層堆放在一起,用煤時(shí)吊車縱向抓取,使煤粉質(zhì)量在堆放和抓取中達(dá)到均化目的。

3.5 控制出磨煤粉質(zhì)量

   

我廠出磨煤粉水分控制1.0%以下,水分大時(shí)既不利于煤粉的燃燒,拉長(zhǎng)黑火頭,影響熟料煅燒,又不利于下煤的穩(wěn)定,煤粉水分大,易造成棚庫(kù),煤下不來(lái),被迫人工砸?guī)?這樣又容易造成塌庫(kù),誘發(fā)跑煤。

   

由表2可見,出磨煤粉細(xì)度是很粗的,其主要原因是新建的5號(hào)窯系統(tǒng)沒有新建煤磨及原煤均化設(shè)施,而是利用原來(lái)老的煤粉生產(chǎn)設(shè)備。由于設(shè)備原因能力不足時(shí),被迫放粗,高時(shí)可達(dá)18%,低時(shí)也在 12%以上。細(xì)度很粗的煤粉易造成不完全燃燒,系統(tǒng)出現(xiàn)溫度倒掛現(xiàn)象,進(jìn)而形成窯尾和預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞或塌料。目前針對(duì)煤粉細(xì)度問題已經(jīng)采取措施,改造了煤磨并正處在調(diào)試階段,力爭(zhēng)將煤粉細(xì)度降至10%以下。

4  優(yōu)化工藝參數(shù),制定操作標(biāo)準(zhǔn)

4.1  窯的喂料量同轉(zhuǎn)速相匹配

   

 窯的喂料量同轉(zhuǎn)速按以下關(guān)系式調(diào)整:

   

 N=0.042G

式中:N———窯轉(zhuǎn)速,r/min;

    

 G———窯喂料量,t/h。

   

 窯喂料量增加時(shí)必須增加窯轉(zhuǎn)速,而窯轉(zhuǎn)速達(dá)不到規(guī)定數(shù)值時(shí),不能增加喂料量,這樣就避免了窯內(nèi)物料量時(shí)大時(shí)小,填充率不穩(wěn)定而造成熱工制度不穩(wěn)定,為穩(wěn)定熟料質(zhì)量和提高臺(tái)時(shí)能力創(chuàng)造條件。

4.2  穩(wěn)定入窯物料分解率

   

入窯物料表觀分解率的高低是評(píng)價(jià)窯外分解窯預(yù)熱分解能力和系統(tǒng)工況的重要參數(shù),也是穩(wěn)定熟料質(zhì)量和窯臺(tái)時(shí)能力的關(guān)鍵。正常生產(chǎn)中均穩(wěn)定在90%以上,混合室出口溫度的設(shè)定值是在控制范圍內(nèi)根據(jù)入窯物料表觀分解率的高低而改變,并自動(dòng)控制分解爐喂煤量以穩(wěn)定溫度和入窯物料表觀分解率。

4.3  建立窯的拉風(fēng)投料標(biāo)準(zhǔn)

   

當(dāng)尾溫達(dá)900～950℃,窯速轉(zhuǎn)至2r/min時(shí),拉風(fēng)至1號(hào)筒出口負(fù)壓1000Pa左右,點(diǎn)分解爐,爐溫達(dá)700℃時(shí),設(shè)定喂料量56t/h,窯尾喂料提升機(jī)電流達(dá)29A時(shí)(提升機(jī)空載時(shí)電流為24A,額定投料量時(shí)電流為36A),拉風(fēng)至1號(hào)筒出口負(fù)壓3500～4 000Pa,不需掛窯皮情況下在2h內(nèi)加至額定喂料量。這樣既可使點(diǎn)分解爐系統(tǒng)拉風(fēng)和投料時(shí)間相匹配,不致于造成拉風(fēng)過(guò)早,使系統(tǒng)處于超溫狀態(tài);又可使窯盡快達(dá)額定產(chǎn)量,因?yàn)轭A(yù)分解窯在額定產(chǎn)量下,各參數(shù)才能達(dá)到最佳值,工況也是最穩(wěn)定的。

4.4  確定合適掛窯皮制度

   

掛好窯皮是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗的保證,尤其新?lián)Q磚時(shí)必須注重掛好窯皮。按升溫制度升溫至規(guī)定投料溫度時(shí),首次投料量為56t/h。穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)至第3個(gè)班后分兩次加至63t/h,再穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)班后加至正常投料量,正常生產(chǎn)中注意監(jiān)視筒體溫度,注意窯皮的變化,并及時(shí)調(diào)整和補(bǔ)掛。

4.5  熟料燒成系統(tǒng)主要控制參數(shù)

   

混合室出口溫度:880±20℃;

   

入爐三次風(fēng)溫度:700～800℃;

   

窯尾溫度:1000±50℃(最高≯1100℃);

  

  燒成帶溫度:1300～1400℃;

   

窯頭負(fù)壓:-(20±5)Pa;

   

投料前預(yù)熱器出口負(fù)壓:-3500～-4 000Pa;

   

入窯物料分解率:90%±5%。

4.6  注重發(fā)揮趨勢(shì)圖的作用

   

 中控室CRT畫面上的各重要參數(shù)趨勢(shì)圖能記錄過(guò)去、顯示當(dāng)前和預(yù)示將來(lái)。為此將原設(shè)計(jì)的各參數(shù)趨勢(shì)進(jìn)行了重新組合和優(yōu)化,操作員根據(jù)主要參數(shù)趨勢(shì)圖變化,作預(yù)調(diào)整,避免了工況的較大波動(dòng),穩(wěn)定了熟料的產(chǎn)質(zhì)量。

5  提高篦冷機(jī)冷卻能力,避免“堆雪人”和出紅料

5.1  增加淬冷風(fēng)量

   

 在原來(lái)6室5臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上,將原來(lái)的1室分隔成0室和1室。增加1臺(tái)0室淬冷風(fēng)機(jī)。

5.2 避免冷風(fēng)短路

   

一是進(jìn)行厚料層操作,原來(lái)篦床上高溫段平均料層只有350mm左右。在結(jié)粒不均時(shí),冷卻風(fēng)從阻力小的大顆粒部位短路,細(xì)顆粒部位冷卻不好,現(xiàn)熟料平均料層逐漸加至600mm;二是加強(qiáng)0室下4個(gè)鎖風(fēng)翻板閥的維護(hù),避免失靈造成冷卻風(fēng)短路。

5.3   篦冷機(jī)控制合適的高低溫度段速度比

   

高溫段篦速∶低溫段篦速=1∶1.2。

5.4  操作中注意風(fēng)煤料的變化

   

尤其在煤料成分變化時(shí)加強(qiáng)操作及時(shí)聯(lián)系調(diào)整。當(dāng)煤灰分大,熟料中Fe₂O₃含量高或噴煤嘴磨損嚴(yán)重時(shí)均有“堆雪人”和出紅料的危險(xiǎn)。

6  提高窯運(yùn)轉(zhuǎn)率,穩(wěn)定提高產(chǎn)質(zhì)量

6.1  保證分廠入庫(kù)配件質(zhì)量

   

每次配件加工完或購(gòu)回后,由技術(shù)人員驗(yàn)收后方可入庫(kù),杜絕原來(lái)在設(shè)備或電器配件上曾多次發(fā)生的因質(zhì)量不合格而延誤生產(chǎn)的情況。

6.2  重視春秋兩次中修

   

中修期間各個(gè)檢修項(xiàng)目均落實(shí)到個(gè)人,明確責(zé)權(quán)利,重要項(xiàng)目完工后由分廠各副廠長(zhǎng)親自組織驗(yàn)收,確保檢修質(zhì)量。

6.3  加強(qiáng)巡檢工作

   

日常生產(chǎn)中對(duì)機(jī)械設(shè)備、電器設(shè)備和生產(chǎn)工藝問題的巡檢是一項(xiàng)十分重要的工作。巡檢中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)隱患,及時(shí)處理,避免造成事故。

6.4  做到計(jì)劃停車維護(hù)

   

原來(lái)除春秋兩次中修為計(jì)劃停車外,其它停車多為故障被迫停車。匆忙搶修既影響質(zhì)量又不能充分利用停車時(shí)間。為此分廠已逐步做到了日常的計(jì)劃停車維護(hù)。

7   穩(wěn)定提高窯產(chǎn)質(zhì)量的其它措施

7.1  穩(wěn)定增濕塔出口溫度

   

正常生產(chǎn)中,窯磨同時(shí)開,增濕塔出口溫度控制在270℃。原來(lái)手動(dòng)控制時(shí),溫度時(shí)高時(shí)低,溫度的變化造成氣體體積的變化,使系統(tǒng)拉風(fēng)量發(fā)生變化,而影響工況。為此,我們改造了增濕塔噴水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了溫度自動(dòng)控制。

7.2  穩(wěn)定窯尾喂料秤的喂料量

   

原來(lái)多次因生料在輸送過(guò)程中進(jìn)雜物卡住稱重倉(cāng)的下料閥門,造成下料不暢,甚至不下料的情況,為此我們?cè)谔嵘龣C(jī)入稱重倉(cāng)的下料口安裝了過(guò)濾網(wǎng),定期檢查除去雜物。

7.3  加強(qiáng)堵漏密閉工作

   

日常生產(chǎn)中定期檢查系統(tǒng)密閉情況,對(duì)漏風(fēng)點(diǎn)及時(shí)處理。

7.4  定期進(jìn)行工藝標(biāo)定

   

定期分析系統(tǒng)工況,從標(biāo)定數(shù)據(jù)中,我們?cè)l(fā)現(xiàn)混合室出口溫度實(shí)際值同中控顯示值的差值隨環(huán)境溫度的降低而增大,經(jīng)分析是儀表熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線方面原因所致。如沒有定期的參數(shù)標(biāo)測(cè)就很難發(fā)現(xiàn)問題,將給操作員的操作帶來(lái)誤導(dǎo)。

   

總之,影響新型干法窯熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力的原因是多方面的,不同的廠、不同的窯都有各自不同的情況,要提高熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)能力必須做艱苦細(xì)致的工作,具體問題具體分析,不斷解決主要矛盾,才能使窯的產(chǎn)質(zhì)量不斷邁上新的臺(tái)階。