技術(shù)丨回轉(zhuǎn)窯常見工藝問題及處理
預(yù)熱器堵塞是新型干法窯常見的工藝故障,也是比較嚴(yán)重的工藝故障。主要原因有:
1、操作不當(dāng)或煤質(zhì)差后燃燒,預(yù)熱器系統(tǒng)高溫,特別是C5溜子高溫,導(dǎo)致的物料流動差,嚴(yán)重時有液相出現(xiàn);
2、由于結(jié)皮或翻板閥變形等導(dǎo)致的翻板閥卡死;
3、長時間高溫或漏風(fēng)導(dǎo)致下料溜管結(jié)皮嚴(yán)重;
4、內(nèi)筒脫落或預(yù)熱器耐火材料等異物脫落;
5、風(fēng)料不平衡,導(dǎo)致的塌料現(xiàn)象;
6、有害成分:堿、氯、硫和鎂等超標(biāo),這些有害成分熔點(diǎn)低、易揮發(fā),在預(yù)熱器內(nèi)易循環(huán)富集導(dǎo)致大量結(jié)皮的出現(xiàn)。
當(dāng)預(yù)熱器發(fā)生堵塞時,旋風(fēng)筒錐部負(fù)壓急劇減小直至正壓,下料溜管溫度持續(xù)下降。預(yù)熱器出口負(fù)壓增大,下級筒及分解爐出口溫度迅速上升。當(dāng)判斷出是預(yù)熱器發(fā)生堵塞時立即止料停爐稱,防止燒高溫,降506轉(zhuǎn)速及擋板壓篦冷機(jī)風(fēng),注意在此過程中應(yīng)控制好窯頭負(fù)壓,防止窯頭正壓。根據(jù)窯電流退窯速至0.4rpm,窯頭煤給定1-2t/h保溫。如果短時間內(nèi)不能清通,則停窯熄火。因現(xiàn)場巡檢工在清料,應(yīng)控制系統(tǒng)保持一定的負(fù)壓,清料時窯頭、篦冷機(jī)及熟料拉鏈機(jī)嚴(yán)禁作業(yè)或站人,防止生料粉涌出傷人。
飛沙料是回轉(zhuǎn)窯燒成帶形成的大量細(xì)顆粒并飛揚(yáng)的熟料,這種料一般1mm以下,在窯內(nèi)到處飛揚(yáng),對窯的操作和熟料強(qiáng)度都有很大影響。飛沙料形成原因:
1、熟料KH、SM高,熔劑礦物少,熟料燒結(jié)主要在液相中進(jìn)行,液相多熟料易結(jié)大塊,液相少熟料結(jié)粒細(xì)小,易產(chǎn)生飛沙料。
2、操作不當(dāng),窯尾溫度過高,物料預(yù)燒過好,充分分解,降低了物料表面活性和晶格缺陷活性,阻礙了阿利特礦的形成。熟料中的液相也由于可浸潤的表面減少了難以將物料粘結(jié)成粒,嚴(yán)重時造成熟料過燒又有大量粉料,即飛砂料。
3、生料中氧化鋁和堿含量高,易產(chǎn)生飛沙料。粘散料的特點(diǎn)是燒成帶物料過粘,成片狀滑動,很少滾動,熟料難結(jié)粒,產(chǎn)生大量飛沙。原燃材料中有害成分含量高,熟料硫酸鹽飽和度過高降低了液相粘度和液相表面張力,熟料結(jié)粒差產(chǎn)生飛沙料。
飛沙料的操作和處理:選擇合理的配料方案和煅燒溫度,熟料的三率值要適中;煅燒溫度越高熟料液相量越多,反之越低。熟料的煅燒溫度以熟料結(jié)粒細(xì)小均齊為準(zhǔn)。避免使用高堿生料和高硫煤,控制堿和硫含量,降低煤粉細(xì)度提高窯速,可以改善飛沙料現(xiàn)象。避免高堿窯灰直接入窯,窯灰與生料混合后再入窯。提高煤粉質(zhì)量。控制好煤粉細(xì)度和水份,保持窯內(nèi)火焰順暢活潑有力,無還原氣氛。
跑生料多發(fā)生在投料或停窯時。正常生產(chǎn)時C5溜子溫度控制在860℃-880℃之間,C5溜子溫度控制過低也會造成跑生料。跑生料前有很多征兆,分解爐出口溫度及C5溜子溫度持續(xù)下降,窯尾溫度持續(xù)下降,窯電流持續(xù)下降,篦冷機(jī)一室層壓持續(xù)上升。如調(diào)整不及時,從窯頭工業(yè)電視可看到窯頭變混濁,火焰有回逼現(xiàn)象,同時NOx濃度大幅下降。當(dāng)這種現(xiàn)象持續(xù)一段時間(約10-15min),就會從窯頭看到有生料粉涌出,當(dāng)生料粉涌入篦冷機(jī)篦下壓力會迅速上升。此時,窯電流很低甚至接近于空載電流。
由于跑生料前有很多征兆,且物料通過窯有一個較長的時間,所以如果在發(fā)現(xiàn)跑生料前能采取有效措施,跑生料是可以避免或減小到最低程度的。投料時,喂料量不要加得過快,新窯或長時間停窯投料時要特別注意。初始投料為滿負(fù)荷的30%左右,5000t/d的窯喂料量100t/h-120t/h,窯頭喂煤約11-14t/h,爐用煤量以保證入窯溜子溫度盡快升到正常操作時的溜子溫度低10-20℃為原則,不可低于800℃,同時避免爐內(nèi)燒高溫和CO出現(xiàn)。保證窯尾溫度平穩(wěn)上升,則基本不會跑生料。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有跑生料的跡象時,應(yīng)及時退約0.3-0.5的窯速,窯頭適當(dāng)加煤,適當(dāng)加大高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或?qū)⑷物L(fēng)檔板關(guān)5%左右。如果尾溫還在下跌且窯電流下降沒有減緩的趨勢,則應(yīng)通知現(xiàn)場巡檢工增加油壓,適當(dāng)加煤提高入窯溜子溫度;如果是正常操作中跑生料,則需適當(dāng)加分解爐煤,提高入窯溜子的溫度,大幅減產(chǎn)降窯速。投料時跑生料嚴(yán)重,必須止料停窯重新升溫投料。
窯內(nèi)結(jié)大蛋的主要原因有:1、配料中Fe2O3含量過高;2、窯速較慢;3、窯頭煤不完全燃燒。
窯內(nèi)結(jié)大蛋時,首先表現(xiàn)為窯電流的不規(guī)則波動,電流波幅明顯增加且有上升趨勢。其次,直徑較大的“蛋”會嚴(yán)重影響到窯內(nèi)通風(fēng),表現(xiàn)為窯尾負(fù)壓升高,火焰變短,嚴(yán)重時火焰有回逼現(xiàn)象。由于窯內(nèi)有效通風(fēng)量減少,窯頭煤粉會出現(xiàn)不完全燃燒。當(dāng)大蛋進(jìn)入燒成帶NOx下降很多,窯頭窯尾負(fù)壓上升較多且波動大。在窯筒體下聽,能明顯聽到窯內(nèi)有大塊滾動的聲音。
當(dāng)判斷出窯內(nèi)結(jié)大蛋時,可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提高506轉(zhuǎn)速,加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng);適當(dāng)減少窯頭煤,保證煤粉完全燃燒,避免CO出現(xiàn)。如判斷蛋較大時,可適當(dāng)減產(chǎn)。如蛋直徑不是很大,可適當(dāng)提高窯速0.2-0.3轉(zhuǎn),盡快將蛋滾出窯內(nèi),防止其在窯內(nèi)停留更長時間,結(jié)成更大的蛋。總之,調(diào)整要適當(dāng),以確保窯系統(tǒng)熱工制度的穩(wěn)定。在大蛋滾出之前,應(yīng)先將篦冷機(jī)二、三段物料盡量送走,一段保持一定的料層厚度,使大蛋在滾入篦冷機(jī)時有一定緩沖。大蛋進(jìn)入篦冷機(jī),從工業(yè)電視觀察蛋的情況,蛋大立即減產(chǎn),現(xiàn)場準(zhǔn)備好工具。20min左右,停三段觀察蛋的情況,人員到位準(zhǔn)備打蛋,蛋影響破碎機(jī)下料口下料,必須較大幅度減產(chǎn),必要時止料停窯處理。
窯后結(jié)圈會導(dǎo)致,火焰短粗,窯前溫度升高,火焰伸不進(jìn)窯內(nèi);窯尾溫度降低,三次風(fēng)和窯尾負(fù)壓明顯上升;窯頭負(fù)壓降低,并頻繁出現(xiàn)正壓;窯電流增加,波動大;來料波動大,一般燒成帶料減少;嚴(yán)重時窯尾密封處漏料。結(jié)圈主要有以下原因:
1、生料成分的影響:生料KH低IM高,液相量多且粘度大,在燒成帶末端即剛出現(xiàn)液相的位置,易結(jié)圈。生料中堿、氯和鎂含量高增加了液相量、降低液相出現(xiàn)的溫度,易形成結(jié)圈。要求控制生料中堿≤1% 氯≤0.015%,石灰石中氧化鎂控制≤3%;
2、煤的影響:煤灰中Al2O3含量較高,煤灰易沉降在燒成帶末端的物料上使液相量增加,形成結(jié)圈。煤粉沉降的程度取決于煤粉細(xì)度和灰分,煤粉粗、灰分高煤灰沉降量多。煤粉細(xì)度粗、灰分高、水份高,燃燒速度慢,存在后燃燒,有一部分煤粉甚至落入物料中繼續(xù)燃燒,導(dǎo)致局部高溫液相增加;同時使火焰拉長,高溫帶后移易造成液相提前出現(xiàn)。使用無煙煤由于揮發(fā)份較低,后燃燒現(xiàn)象比較明顯;
3、還原氣氛的影響:窯頭煤用量多、系統(tǒng)風(fēng)量偏小或窯爐用風(fēng)不匹配、煤粉質(zhì)量差等,都會造成窯內(nèi)形成還原氣氛。還原氣氛中煤粉不完全燃燒,一部分落入物料中繼續(xù)燃燒;Fe2O3還原成FeO,降低了液相出現(xiàn)的溫度增加了液相量,窯需要保持富氧操作;
4、設(shè)備或工藝故障導(dǎo)致停窯,窯保溫時間長,煤粉沉積多;
5、燃燒器位置不合理,偏料嚴(yán)重,火焰觸及物料,少量煤粉在物料中燃燒;一、二風(fēng)調(diào)整不合理,火焰偏長物料預(yù)燒好,液相提前出現(xiàn);
6、操作不當(dāng),窯速慢填充率高,物料與窯皮的溫差小,如同掛窯皮一樣,結(jié)成圈。窯投料初期窯速慢,窯內(nèi)料少煤灰多溫度高,長時間慢窯速,易結(jié)圈;
7、原燃材料成分波動大,石灰石、原煤頻繁換堆,窯的熱工制度嚴(yán)重不穩(wěn),易結(jié)圈;
結(jié)圈的處理:
結(jié)圈對窯工況的影響很大且不易處理,往往圈后又結(jié)有大蛋,造成窯工況紊亂,嚴(yán)重影響窯的產(chǎn)質(zhì)量,必須盡快處理掉圈。燒圈的方法有熱燒法、冷燒法、冷熱交替燒法和止燒法,根據(jù)不同的圈采取不同的方法。
熱燒法:將燃燒器稍推向窯內(nèi),全開外流風(fēng)適當(dāng)關(guān)小內(nèi)流風(fēng)拉長火焰,提高圈及其周圍物料的溫度,燒垮圈。
冷燒法:將燃燒器適當(dāng)往外退,內(nèi)流全開適當(dāng)關(guān)外流縮短火焰,降低圈及其周圍的溫度。
冷熱交替燒法:根據(jù)以上兩種方法,間隔一段時間即調(diào)整,使圈忽冷忽熱、熱脹冷縮,破壞圈的結(jié)構(gòu),最終燒垮圈。
止燒法:圈嚴(yán)重時,被迫止料燒圈。止料后窯頭熄火,冷窯一段時間后,窯頭噴煤升溫?zé)Γκ艿絼×业臏囟茸兓Y(jié)構(gòu)受到破壞,最終垮落。
紅窯是回轉(zhuǎn)窯比較嚴(yán)重的工藝故障。紅窯的危害較大堅(jiān)持紅窯必停的原則,嚴(yán)禁壓補(bǔ)。紅窯分為有磚紅窯和掉磚紅窯兩種,要特別注意輪帶處的紅窯。有磚紅窯,是指磚比較薄窯皮又掉,磚表面溫度高導(dǎo)致筒體溫度高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時及時用風(fēng)機(jī)冷卻,根據(jù)紅窯位置和面積,減產(chǎn)10-20%窯速退至2.5-3rpm,窯頭煤減1噸左右,C5溜子溫度控制穩(wěn)定減少波動。穩(wěn)定窯工況,確保熟料質(zhì)量合格才能補(bǔ)掛好窯皮,因?yàn)檫_(dá)到一定溫度才有合適液相,有利于補(bǔ)掛窯皮。窯筒體出現(xiàn)高溫時,化驗(yàn)室要搞好配料,保證成分穩(wěn)定,熟料KH和SM不可太高,熟料液相控制26-27%,KH0.89-0.90 SM2.4-2.45。掉磚紅窯時,筒體鮮紅發(fā)白,溫度達(dá)到500℃以上甚至更高。出現(xiàn)這種情況時,立即止料窯頭熄火,停高溫風(fēng)機(jī)壓篦冷機(jī)風(fēng),窯速降至0.4rpm,緩慢冷卻,待筒體溫度下降,看不到紅時停主傳掛輔傳慢轉(zhuǎn)窯,逐漸冷窯檢修換磚。操作過程中,注意監(jiān)控紅窯面積,不能有大面積的垮磚現(xiàn)象,壓風(fēng)時不能有正壓。
窯運(yùn)行過程中,第三代篦冷機(jī)容易出現(xiàn)“堆雪人”現(xiàn)象。出現(xiàn)堆“雪人”的主要原因有:配料不當(dāng)熟料KH過低或SM低IM高,液相量多且液相粘度大,易結(jié)大塊不易冷卻;煤質(zhì)差或窯內(nèi)通風(fēng)不好煤粉不完全燃燒,煤粉落入熟料中繼續(xù)燃燒,窯內(nèi)有還原氣氛使Fe3+被還原成低熔點(diǎn)的Fe2+,導(dǎo)致液相量增多;掉窯皮頻繁,大快落入篦冷機(jī)不能及時被送走,物料堆積形成“雪人”;操作不當(dāng),燒高溫,導(dǎo)致表面帶液相的熟料落入篦冷機(jī);篦冷機(jī)一段頭部設(shè)計固定板(主要是考慮到空氣室的密封和漏料情況和長期安全運(yùn)行),這就為“雪人”的形成提供了一定的便利條件,落入篦冷機(jī)的物料易粘結(jié)形成“雪人”。生產(chǎn)中每次堆雪人時窯與篦冷機(jī)工況較差,篦冷機(jī)“紅河”較嚴(yán)重,窯內(nèi)混濁,二、三風(fēng)溫低。堆“雪人”時,風(fēng)無法穿透固定板物料,導(dǎo)致入窯的二次風(fēng)量大大減少窯內(nèi)通風(fēng)不良,煤粉燃燒不完全燃燒。沒有冷卻好的熟料進(jìn)入一段末端、二和三段繼續(xù)冷卻,堆“雪人”開始表面為二次風(fēng)溫低、三次風(fēng)溫較高。操作時,及時根據(jù)參數(shù)變化推“雪人”。篦冷機(jī)風(fēng)要用滿,篦速適當(dāng)快些。如果“雪人”較大時,應(yīng)根據(jù)情況減產(chǎn)退窯速,通知現(xiàn)場做好打“雪人”準(zhǔn)備。“雪人”較大,堵破碎機(jī)下料口,及時止料停窯處理。
作者:公眾號
所屬:公眾號
來源:《水泥資料公眾號》
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