Φ4.2m×65m回轉(zhuǎn)窯嚴(yán)重跑煤問題的解決

　　我公司Φ4.2m×65m回轉(zhuǎn)窯，設(shè)計(jì)產(chǎn)量1000t/d。2000年后，經(jīng)過幾次技改，現(xiàn)生產(chǎn)能力達(dá)到1 500t/d，2007年1～9月，窯尾CO濃度超標(biāo)，窯上出現(xiàn)跑煤，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電除塵器跳閘，預(yù)熱器結(jié)皮頻繁，清堵周期越來越短。后經(jīng)多方努力問題得以解決。

　　1 生產(chǎn)現(xiàn)象
　　1）窯尾CO濃度居高不下2007年1～5月窯尾CO濃度波動(dòng)情況見表1。

表1 窯尾CO濃度波動(dòng)情況（%）

　　由表1看，窯尾CO濃度從2007年1月開始逐步升高，由正常情況下的0.20%左右逐步升高至0.60%～0.80%左右，至9月3日，嚴(yán)重時(shí)超過1.0%。

　　2）預(yù)熱器結(jié)皮嚴(yán)重，系統(tǒng)阻力大
　　預(yù)熱器堵塞或系統(tǒng)阻力過大時(shí)，生產(chǎn)無法維持而被迫停窯清堵，清理過后投料量可以達(dá)到105t/h，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)壓力為7000Pa，隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移系統(tǒng)阻力逐步增大，最終即使投料75t/h系統(tǒng)壓力仍可高達(dá)8100Pa，不得已再次停窯清理。從1月中旬出現(xiàn)跑煤到6月初中修期間，清理周期在45d左右，且結(jié)皮主要集中在C4出口處。

　　3）預(yù)熱器系統(tǒng)溫度低，生料預(yù)燒不好
　　以C3為例，其溫度基本維持在（710±10）℃，比正常約低15℃。高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥門全部打開，窯內(nèi)仍感覺通風(fēng)不足，黑影位置過近，檢查發(fā)現(xiàn)煙室風(fēng)速明顯偏低，C3撒料板附近有塌料現(xiàn)象，C4平臺(tái)頻繁積料、塌料。

　　4）燒成帶短，窯長期處于逼火煅燒狀態(tài)
　　①窯前有逼火現(xiàn)象，火焰卷曲無力，黑影位置近，喂煤量偏多。從筒體溫度變化情況判斷，燒成帶長約12m，比正常縮短4m左右。②從巖相看，A礦晶體尺寸多為20～30μm，均齊性差，經(jīng)常有10μm以下細(xì)晶出現(xiàn)，邊棱基本平直，表面光潔，可見長柱狀、短柱狀晶體。熟料立升重高出正常約20g/L。此晶體微觀結(jié)構(gòu)具有急火煅燒晶體結(jié)構(gòu)特征。

　　2 現(xiàn)象分析
　　隨著系統(tǒng)結(jié)皮的逐漸加重，系統(tǒng)熱工平衡被打破，一方面預(yù)熱器內(nèi)流體力場(chǎng)發(fā)生改變，料氣換熱、分離效率降低，導(dǎo)致頻繁積料、塌料等一些不正常現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)也加快了結(jié)皮的形成速度，使系統(tǒng)工況進(jìn)一步惡化。另一方面因通風(fēng)阻力日益增加，窯前煤粉燃燒產(chǎn)生的熱量不足以被氣流帶到預(yù)熱器用于生料預(yù)燒，使得預(yù)熱器溫度偏低，生料預(yù)燒不充分，致使窯前熱負(fù)荷增加，最終因通風(fēng)不足、燒成帶縮短使入窯煤粉沒有燃盡而形成跑煤。

　　根據(jù)以上分析認(rèn)為系統(tǒng)結(jié)皮頻繁、通風(fēng)阻力增大是造成跑煤的主要因素。系統(tǒng)結(jié)皮頻繁的原因經(jīng)過逐一的分析排查，最終鎖定到C2撒料板上。撒料板將物料撒開程度的好壞，決定了生料受熱面積的大小，直接影響換熱效率。

　　在2007年3月14日，因預(yù)熱器堵塞停窯檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)C2撒料板（如圖1）已經(jīng)脫落，在匆忙安裝后開機(jī)，生產(chǎn)狀況沒有好轉(zhuǎn)。直到6月初中修時(shí)仔細(xì)測(cè)量C2撒料板安裝尺寸時(shí)發(fā)現(xiàn)，該板深入C4上升煙道內(nèi)壁不足20mm（原設(shè)計(jì)150mm），在其它工藝設(shè)備及參數(shù)沒有變化的情況下，認(rèn)為C2撒料板安裝尺寸是造成3～5月C4出口處結(jié)皮的原因。

圖1 原C2撒料板結(jié)構(gòu)

　　2006年10月份大修中曾對(duì)C3撒料板進(jìn)行了改造，經(jīng)過近3個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐表明，改造是成功的，投料量從95t/h提高到105t/h。于是嘗試性地將C2撒料板備件加工成結(jié)構(gòu)尺寸完全同C3撒料板，見圖2。

圖2 改造后C2撒料板結(jié)構(gòu)

　　中修時(shí)將改造后的C2撒料板安裝了上去，撒料板深入長度為300mm，傾斜角度不變。但開機(jī)后預(yù)熱器清理結(jié)皮周期反而由原來的45d縮短至15d左右，窯尾CO分析儀濃度較前幾日更高，跑煤現(xiàn)象沒有絲毫緩解，停機(jī)檢查還發(fā)現(xiàn)撒料板上有約200mm厚的積料。由此說明C2撒料板改造失敗。進(jìn)一步證明了C2撒料板工藝布置的不合理（脫落）是造成C4出口結(jié)皮堵塞的主要原因。

　　3 采取措施及效果
　　1）在2007年9月3日的停機(jī)檢修中又將最初的C2撒料板安裝上去，插入C4上升煙道內(nèi)壁長度為200mm，并將撒料板傾斜角度由原來的18°調(diào)整到22°。調(diào)整后CO濃度降低，跑煤現(xiàn)象基本消失，生產(chǎn)恢復(fù)正常，見表2。

表2 2007年9～12月份窯尾CO月平均濃度（%）

　　2）為了進(jìn)一步挖掘生產(chǎn)線的潛力，在2008年初的大修中，對(duì)C2、C3撒料板都進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)計(jì)采用了活化孔、劈料線和弧形端面三項(xiàng)新技術(shù)。優(yōu)化后撒料板結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 優(yōu)化后的C2撒料板結(jié)構(gòu)

　　優(yōu)化后跑煤現(xiàn)象消失，系統(tǒng)穩(wěn)定，預(yù)熱器故障率降低，窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量較2007年同期提高了1.7t/h，2008年與2007年上半年生產(chǎn)情況對(duì)比見表3。

表3 2008年與2007年上半年生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

來源：水泥雜志