一次窯投料后的跑生料事故分析

  摘要：新型干法水泥生產(chǎn)中，窯跑生料的事故可以說已經(jīng)不為常見，除偶爾會有生料成分波動或者因設(shè)備、電氣故障如窯頭突然斷煤等原因而跑生料之外，更多的原因是因為操作本身不當(dāng)，比如操作員判斷不準(zhǔn)確，操作方法不對，操作不及時，在短時間內(nèi)就會發(fā)生窯電流大幅下降，攝像頭昏暗、無圖像，篦冷機廢氣溫度、篦床壓力快速升高等明顯的跑生料現(xiàn)象。此時再做操作上的調(diào)整都為時已晚，只能采取補救措施了。下面就我廠一次跑生料的事故進(jìn)行分析，供參考。

  1 停窯情況

  我廠為4000t/d生產(chǎn)線，2011年7月24日因雷擊故障停窯，停窯以后發(fā)現(xiàn)窯口掉磚的事故，于是決定換磚，停窯4天進(jìn)行修復(fù)。在停窯期間，下多場大雨。因為是急停窯，當(dāng)時煤磨細(xì)粉倉倉位較高，窯頭側(cè)和分解爐側(cè)兩邊的倉位都在30t左右（設(shè)計倉位40t，正常操作控制倉位在20t左右）。

  2 窯投料過程

  2.1 中控顯示操作參數(shù)

  7月28日點火，晚上21:50窯投料。投料期間的參數(shù)如表1。分解爐溫度控制曲線如圖1。

  圖1 分解爐溫度控制曲線

  2.2 事故分析

  從以上運行時間段分步分析為：21:50窯投產(chǎn)110t/h，因窯內(nèi)物料較少，此時窯電流為340A，燒點溫度高1209℃，屬于正常。

  1:17窯產(chǎn)加到187t/h，窯速提到31sec/r，因窯負(fù)荷率的提高，窯內(nèi)溫度的上升，窯電流上升到658A，燒點溫度1109℃尚在正常范圍內(nèi)。篦冷機二室壓力3.17KPa（正常一般為4.7KPa左右），料層較薄。

  1:42，窯產(chǎn)加到了214t/h，但是窯電流下降到346A，下降較快，燒點溫度964℃，也有所下降。此時，窯內(nèi)狀況還沒有反應(yīng)到篦冷機。窯已轉(zhuǎn)弱。隨著二室壓力上升到5.7KPa，二次風(fēng)和三次風(fēng)溫度也上升。篦冷機廢氣溫度也由170℃上升到310攝氏度，窯內(nèi)惡化情況凸顯。

  1:56，窯電流急劇下降到282A，此時窯已經(jīng)非常弱，于是減產(chǎn)到167t/h，窯速降到38sec/r，燒點溫度，二次風(fēng)和三次風(fēng)溫都有所下降。但是減產(chǎn)減窯速以后，篦冷機的二室壓力為4.08KPa，并沒有下降多少。相應(yīng)的破碎機電流急劇上升到66A，篦冷機的廢氣溫度上升到489℃，說明此時大量的生料已經(jīng)涌入篦冷機，沒有燒熟的熟料快速進(jìn)到篦冷機使破碎機電流上升。隨著粉料的增多，篦冷機的能力又不能夠達(dá)到冷卻的效果，所以篦冷機的廢氣溫度急劇上升。此時窯已經(jīng)跑生料。

  2:01，窯速降到50sec/r，窯產(chǎn)卻提到181t/h，由于窯負(fù)荷率的增加，使得窯電流上升到343A。而燒點溫度645℃仍然很低。

  3:08，現(xiàn)象同上，窯速稍提高到46sec/r，而窯產(chǎn)也加到188t/h，窯電流同樣是因為負(fù)荷率的增加而上升到413A。判斷上單純的以為窯電流的升高就是窯況好轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

  3:18，開始采取正確的操作，提高窯速到39sec/r，產(chǎn)量降低到151t/h，減輕窯的負(fù)荷，讓這部分生料盡快的轉(zhuǎn)出去。此時燒點溫度略有上升。窯電流仍然在400A左右。

  3:29，經(jīng)過10分鐘左右的運轉(zhuǎn)，篦冷機的壓力下降到2.81KPa，說明生料已經(jīng)運走。窯況處于恢復(fù)狀態(tài)。

  3:47，窯速和窯產(chǎn)都沒有做大的調(diào)整，窯電流下降到291A，說明生料已經(jīng)轉(zhuǎn)出窯內(nèi)。此時，燒點溫度和二次風(fēng)溫也有所上升，二室壓力逐漸上升，廢氣溫度和破碎機電流都恢復(fù)正常。窯逐漸在恢復(fù)正常。

  到5:21，窯電流上升到916A，窯產(chǎn)和窯速都相應(yīng)提高。燒點溫度也提高到正常。至此，窯恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。

  由以上分析，造成跑生料的原因有：

  （1）在停窯期間下了幾次大雨，雨水有漏進(jìn)細(xì)粉倉使煤粉水分增大，導(dǎo)致燃燒速度變慢，火焰長而無力，高溫部分后移，不利于燒成。更重要的是煤粉自燃的可能性也增大，極易引發(fā)事故。

  （2）在窯投料期間，分解爐溫度的控制尤為重要。分解爐溫度的穩(wěn)定是整個投料初期窯況穩(wěn)定且強的前提條件。由曲線圖看出，分解爐的溫度變化范圍很大，不能處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。這個是造成窯跑生料的重要原因。而造成分解爐溫度控制的不正常，有煤濕的因素，更多的是操作員操作的責(zé)任。

  （3）操作的失誤。排除煤的因素，在這次窯投料過程中，在操作上出現(xiàn)嚴(yán)重的判斷失誤和操作失誤。1:42的時候，窯電流下降較快，篦冷機二室壓力上升較多，廢氣溫度310℃，說明此時窯已經(jīng)轉(zhuǎn)弱，已經(jīng)出現(xiàn)跑生料的現(xiàn)象，但是操作員仍然加產(chǎn)到214t/h。1:56的時候，操作員發(fā)現(xiàn)窯跑生料了，做減產(chǎn)調(diào)整到167t/h，窯速也做了調(diào)整，但是減慢的幅度很小，只從34sec/r調(diào)整到38sec/r，而此時窯電流已經(jīng)降到了282A。篦冷機廢氣溫度已經(jīng)上升到489℃，處于一種非常危險的狀態(tài)。2:01，操作員又做出了錯誤的調(diào)整，減慢窯速到50sec/r的時候，卻將產(chǎn)量提到181t/h，直到3：08的操作也是如此，這樣窯電流的確有上升的趨勢，但是操作員卻沒有判斷出這是窯負(fù)荷率上升的結(jié)果，而不是窯況本身在變好。直到3：18，將窯速提高，降低窯產(chǎn)后才逐漸恢復(fù)正常。

  3 總結(jié)

  （1）若停窯時間長，煤粉倉倉位較高，且天氣不好，需將煤粉倉放空。

  （2）在投料期間，不論什么因素引起的煤燃燒狀況的不好，也要在保證分解爐溫度穩(wěn)定的前提下提產(chǎn)。

  （3）本案中，從點火投料直至1:42之前的提產(chǎn)這一階段，整個操作是正確的。轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在提產(chǎn)到214t之后，窯電流快速下降，燒點溫度也隨之降低，這些變化可以看做窯況轉(zhuǎn)弱的前兆。對于經(jīng)驗不足的操作員，根據(jù)這兩項數(shù)據(jù)也許還很難做出正確的判斷。而隨后當(dāng)窯內(nèi)物料進(jìn)入篦冷機，窯電流較快下降，篦冷機二室壓力較大上升，廢氣溫度也急劇上升，則可看做窯轉(zhuǎn)弱的明顯信號。二室壓力、二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫、排氣溫度等數(shù)據(jù)急劇上升，需要引起操作員的高度重視，綜合這些數(shù)據(jù)必須做出正確的判斷：窯況已經(jīng)惡化了。此時如不進(jìn)行調(diào)節(jié)，窯況將進(jìn)一步惡化。至此，操作員也判斷窯況的變化了，并進(jìn)行減產(chǎn)、降窯速的操作，但幅度不是很大。二次風(fēng)溫、三次風(fēng)溫、二室壓力等數(shù)據(jù)開始下降，出現(xiàn)轉(zhuǎn)好的趨勢。但熟料破碎機電流升高，尤其是篦冷機排氣溫度上升到489℃，超出正常范圍很大。此時冷靜分析，這兩項數(shù)據(jù)如此大幅度上升的原因，在篦冷機正常運行的情況下（指篦冷機無停車、無減速、無未根據(jù)窯產(chǎn)提速等情況），唯一的解釋就是大量的高溫物料涌入篦冷機。本廠生料煅燒成熟料進(jìn)入篦冷機的時間約為30分鐘進(jìn)入篦冷機，所以提產(chǎn)后短短十幾分鐘進(jìn)入篦冷機的這些大量高溫物料只能是未燒透的熟料及粉狀生料。作為一名操作員此時可以判斷窯已經(jīng)開始跑生料，即大量沒有燒成的生料已經(jīng)進(jìn)入篦冷機。這是典型的生料跑料現(xiàn)象。

  本案中操作員做出減窯速和減產(chǎn)后5分鐘，窯電流因負(fù)荷大而上升，錯誤的理解為是窯轉(zhuǎn)強的信號出現(xiàn)。于是進(jìn)行提產(chǎn)操作，此錯誤操作持續(xù)一個多小時。在跑生料的故障還沒有消除前做出提高窯產(chǎn)的操作，無疑是失敗的。窯提產(chǎn)的條件是必須將沒有燒熟的生料放出，等窯況穩(wěn)定，逐漸好轉(zhuǎn)的時候才能恢復(fù)窯的正常加產(chǎn)操作。

  當(dāng)判斷窯跑生料時，正確的操作是提窯速、降窯產(chǎn)。以便使之前產(chǎn)生的生料盡快從燒成系統(tǒng)內(nèi)排出。恢復(fù)階段，最明顯的特征是篦冷機二室壓力、排氣溫度逐漸下降，隨著生料的排出，窯負(fù)荷降低，窯電流下降，當(dāng)二次風(fēng)溫、燒點溫度、二室壓力由降轉(zhuǎn)升，這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，可以判斷窯況正在好轉(zhuǎn)。

  中控室是生產(chǎn)的核心，通過本次事例分析，希望能吸取教訓(xùn)，減少生產(chǎn)故障，提高窯系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。