如何有效处理窑系统漏风

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楼主 2020-07-11 07:27:36
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0 引 言

  进入新世纪以来,中国水泥工业以前所未有的速度大力发展新型干法水泥,不断调整产品结构,淘汰落后产能,实现由大变强,通过各种形式的重组联合,水泥产能集中度在不断扩大。随着中国水泥工业生产技术的迅速发展,新建新型干法水泥生产线的增多,随之而来的是企业精细化管理、生产一线操作技能跟不上新型干法水泥发展的要求,表现出个别企业操作人员素质相对偏低,生产现场问题增多,设备生产潜能得不到最大发挥,熟料质量、生产煤耗、电耗与先进企业差距较大,制约了新型干法水泥的进一步发展。中国水泥协会新型干法分会,从行业的实际出发,主办了“2010首届中国水泥工业中控操作技能大比武”活动,以此为锲机推动了中国水泥工业操作技能的提高,是水泥行业多年来,规模最大、联系生产实际最密切、影响最广、参与人员最多、组织最完善、效果最好的一次赛事活动,成为水泥企业学习生产技术,提高操作技能的助推器。自去年中控大比武活动开展以来,各企业更加重视中控操作人员的培训与技能的提高,从而带动整个行业重视一线操作人员的培训与操作水平的提高,各大水泥企业,积极行动,周密组织,中控操作人员踊跃参加,表现出对提高技术的强烈愿望,整个过程体现了“在比赛中学习,在切磋中提高”的宗旨。各位选手准备充分,操作大胆创新,充分展示各自的特点与风格,可谓高手云集,优中选优,通过各赛区的多场选拨赛,体现出本次赛事活动高手操作的共同特点“精细操作、把握系统、预控全局、细微入手、精益求精”。此次赛事活动能够与举办企业进行广泛交流,相互学习,相互促进,为各企业提供一次学习提高、开拓思路的机会,能够启发思维,改变过去传统的操作方法,相互交流经验,使企业受益匪浅。此活动经过半年多的精心组织,经过数十场比赛,走过数十家企业,虽已落下帷幕,但意义深远,给我们的启示是长久的。目前,水泥企业存在系统漏风较为普遍,操作技能有待提高,操作选手的素质应加强培养,操作方式需要转变,操作路线、操作目标需重新确立,应对中控操作进行合理考核等问题令我们深思,本文仅对新型干法窑系统漏风原因及危害进行如下分析。

1 预热器系统内漏风

  各企业不同程度地存在窑尾预热器,从Ⅰ级到Ⅴ级下料管各道翻板阀出现闪动不灵,或不动,或动作不到位,使阀板始终处于开状态,下一级的热风随料路直接进入上一级预热器内,出现风路短路,此种现象平时不易被发现,可用手试验感觉压力的大小。

  1.1 阀板处于常开状态

  重锤轻,始终处于常开状态,有的是重锤位置不合适,力矩太小,造成阀板压力小。

  1.2 翻板阀压力杆被吊起

  岗位操作人员人为地用铁丝将压杆吊起,使翻板处于常开状态。为什么为出现这种状况呢?说明此窑况常出现锥体堵料现象,预热器每次出现结皮堵塞,处理起来耗时较多,严重时会停窑处理,本窑况液相易过早出现,下料管下料不畅,在翻板阀处易出现堵料,若将其吊起,虽然出现漏风,但此处堵塞的机率大大减小,习惯了,大家对此现象默认了,管理者对此形成了一种意识,只要不发生大的工艺故障,即便是存在一点内漏风,热耗高一点,不会出现大的工艺故障,对系统没有大妨碍,总比出事好,久而久之形成习惯。

  另一种原因是预热器系统常出下掉落浇注料块,耐火砖,磨损的内挂片,脱落的大块结皮,被卡在翻板阀处,出现块状物料的卡堵,为防止大块物料堵塞下料管,采取用铁丝吊起翻板阀杆,使翻板阀处于常开状态。这种将翻板阀杆吊起使阀板处于常开状态的做法是不符合新型干法水泥熟料煅烧工艺要求的。必须树立正确的理念,杜绝内漏风的出现,其它方面有问题,要想办法去解决。比如是配料方面的原因,要从配料上找原因进行分析解决,若是浇料量砌筑方面上的问题,如材料问题,浇注施工工艺问题,养护问题,耐火砖质量,砌筑问题等,从各个方面去找,但不能采用吊起翻板阀来缓解这种问题,甚至掩盖问题,其后果使系统恶性循环。

  1.3 轴承坏,或轴套缺油

  翻板阀的轴承磨损,被卡死,转动不灵活,或轴承缺油,由于常期不对转轴进行检查,加油不及时,轴承磨损加快。

  1.4 轴承进灰

  轴承密封性不好,在窑尾预热器上,环境较差,有飘浮的粉尘进入,进入的粉尘与油结合成为油泥,干燥后固定,轴不转动,使转轴卡死。

  1.5 阀板磨损或掉落

  阀板经过长期的磨损,特别是在较高温度下被料冲刷,头部有磨损,关闭时不严,出现漏风现象,或有的阀板断裂,部分掉落,造成阀风不严。

  1.6 轴与阀板分离

  翻板阀经过长时间的使用,阀板阀的轴与阀板的套子发生松动,或紧固螺栓松动,使板的轴动而板不动,翻板阀不能与轴联体进行同时转动,不起锁风作用。

  1.7 内漏风的危害

  翻板阀开关不灵活,阀板关闭不到位,引起内漏风,会使下一级预热器的高温气体发生短路,不是沿正常的气体路径进入出气管道,对生料进行热交换,而直接从下一级预热器随料管进入上一级预热器,其路径短,少了与生料进行热交换的过程,这样低温生料得不到合理的预热,使物料预热效果差,废气温度升高,预热器的废气热利用率低,入窑生料的分解率降低,窑的热负荷增加,烧成带温度升高,熟料质量变差,窑及预热器系统的热耗增加,使熟料煤耗升高,最终导致出一级预热器气体温度升高。对高温风机及废气处理系统的设备不利。总之,内漏风会使熟料质量差,产量低,热耗高,设备承受热负荷增加,不利于高温设备的使用寿命。加强管理,形成制度,定期检查加油、维护保养,形成记录是解决内漏风的有效措施。

2 外漏风

  外漏风是指窑及预热器系统以外,环境温度下的自然空气,通过不正常的渠道进入到窑及预热器系统内,使窑及预热器系统热工制度发生变化,内部气体温度下降,热耗增加,窑及预热器系统气量不足,为满足系统用风,导致窑尾排风机负荷加大,使系统内总废气量增加,使系统煤耗、电耗增加。主要是系统的窑门、观察孔、捅料孔、检查孔、窑头及窑尾密封不严、管道法兰连接不实、壳体磨窜等引起的外界风进入到系统内,主要表现在以下几个方面。

  2.1 窑头罩漏风

  窑门与窑头罩之间漏风,窑门内衬被烧损掉落,外壳直接与高温气体接触,受热力影响,窑门金属壳体变形,使窑门与窑门罩间的间隙发生变化,中间缝隙加大,长期运转,高温气体更易接触窑门罩壳体,使高温腐蚀加剧,变形加大,没有其它密封填充,会有大量的冷空气进入窑内,降低了窑前温度,使窑二次风温,三次风温都降低,影响到煤粉的燃烧,使高温带烧成温度提不起来,增加头煤喂煤量。

  2.2 窑头密封漏风

  窑头密封方式有石墨块密封、米宫式密封、柔性密封、鱼鳞片密封等形式,但材料被磨损,压紧装置不进行调整,使冷风套与窑头罩间产生缝隙,有的是钢丝绳松动,有的是鱼鳞片被磨损,或变形不起密封作用,有的是重锤轻,起不到下锤的作用,都会使其产生间隙,有冷空气进入其内,造成入窑二次风、三次风温度下降。

  2.3 窑口变形

  窑护口铁是安装在窑胴体上,靠近窑内部及端部,都有浇注的耐火浇注料,其目的是使窑护口铁与高温气体及出窑熟料隔开,不进行直接热传递,防止窑口胴体变形。但在实际运行过程中,由于抢烧,盲目追求设备运转率,甚至为完成某月或某季度生产任务,当窑口浇注料脱落,甚至大面积护口铁裸露在高温环境下,窑口胴体出现被烧红,仍坚持带病运转,胴体高温腐蚀,变形,头部胴体变薄,强度下降,在高温下变形严重,几经周折,窑口胴体出现喇叭形,检修后,不能每次都更换窑口前部胴体,只好重新打浇注料,窑口胴体外形失圆,成了不规则的喇叭状,而窑口四周的窑头罩是规整的圆形,因此两者间产生缝隙,出现漏风现象。

  2.4 检查孔、洞关闭不严

  窑头罩窑门观察孔、检查孔关闭不严,在生产运行过程中往往为了方便,人为地开了原设计没有的小孔,加盖采用简易的方式,用钢管及钢筋焊制简单的转动轴,四周不进行密封,有的检查孔关闭不严,加上没有内衬,在高温下变形,产生间隙,漏风严重,更有甚者,为了操作方便,捅料完不进行关闭,造成人为漏风现象。

 2.5 窑尾密封漏风

  窑尾的密封方式与窑头密封相似,大部分是石墨块、米宫式、鳞片式、柔性密封方式,由于窑尾密封靠近烟室,受窑尾负压的变化,下料管冲下的料在负压变化时,向外溢料的可能性较大,用螺栓顶紧石墨块式密封,丝扛受高温影响,积存料粉,丝扛不易调节,当石墨块磨损有较大间隙需要调整丝扛时,不能调整,如果对丝扛平时加上润滑脂,因粉尘飘落,同样是不能紧固调整,对于柔性密封,若磨损后,外层钢丝绳松动或金属片被磨损,要随时调整紧固,不论哪种密封方式,一但出现漏风现象,都要及时调整,但有的厂家不够重视漏风问题,视而不见,听之任之,感觉到漏一点风不是大问题,不会影响运转,对产量、质量没有大影响。这种观点是错误的,窑尾漏风,会使窑系统用风失去平衡,使窑尾烟室温度下降,增加用煤量,系统煤耗增加,同时窑尾风机负荷增大,不利于节能降耗。破坏了窑系统热工制度的稳定。同时窑尾漏风,冷空气突然进入窑尾,会使窑尾生料面子急刷降温,易出现结皮堵塞现象。

  2.6 窑尾烟室捅料孔,检查孔密封不严

  窑尾烟室捅料孔经常被打开,进行捅料检查窑尾烟室结皮堵塞情况,但由于常开,在关闭时不够严密,有时检查门盖浇注料脱落,外壳出现过热颜色变暗,有的变形,关闭时不严密,出现漏风,由于此处负压在-300pa左右,一但密封不严,产生漏风量较大,使窑尾烟室料温急剧下降,易产生结皮,越易结皮,捅堵的频次越需要增加,打开的次数越多,出现恶性循环。冷风随上升烟道进入分解炉锥体,此处易产生结皮,这是锥体及缩口出现结皮的原因之一。

  2.7 各级预热器的检查孔,捅料孔关闭不严

  新型干法窑预热器系统检查孔平时是关闭密封的,但在捅堵检查后,关闭不严,四周变形,浇筑料脱落,检查门在关闭后,产生缝隙,出现漏风。有时捅堵后,不进行密封,越靠上的预热器,负压越大,漏风越严重,此处温度较高,物料经预热后受漏入冷风的影响,温度下降会硬化出现结皮堵塞。

  2.8 预热器点火烟囟漏风

  预热器点火烟囱漏风,点火烟囱在刚点火升温时进行打开,向外排出预热器系统的废烟气,防止点火初期系统一氧化碳超标,引起窑尾收尘发生爆炸,系统中的水蒸汽能够直接排出,一但投料进入生产后,要对其进行关闭,防止系统漏入冷空气,此处阀门有的是用电动推杆,有时关闭不到位,或电动执行机构发生故障,不能关闭严密,也有的需人工关闭,关闭不严,产生漏风,还有的直接在进风口上方盖一大铁板,上部用钢丝吊起,手拉葫芦进行开关,没有软性密封材料,盖板四周漏风。

  2.9增湿塔底部检查孔,锁风绞刀漏风

  增湿塔底部有长方形检查孔,是用来清理增湿塔底部积料甚至增湿塔湿底成泥,方形孔洞用法兰螺丝连接盖板,四周用石棉绳进行密封, 但在实际操作过程中,由于增湿塔经常出现积料,或积泥,需要清理,但在检查后盖上盖板,密封不严,有的螺丝拧的不紧,有的螺丝不全,只拧部分螺丝,有的不上螺丝,直接用铁丝简单地拧一下,造成螺孔漏风,法兰四周漏风严重,为了下次清理检查方便,将盖简单地一上,绞刀端部下料溜子处为防止外界风从溜子处漏入,在此安装了双道翻板阀进行锁风或分格轮锁风,但有的单位直接不用,有的是电机带动分格轮转动的传动轴脱接,电机转,而分格轮不转,起不到锁风作用,有的直接将分格轮进行拆除,还有的增温塔底部料外放口在没有外放时,不进行密封堵漏,造样有风漏入。这是漏风的关键,因增湿塔靠近窑尾排风机最近,负压较大,漏风最为严重,直接影响到窑系统拉风量,造成窑内及炉内用风不足,而窑尾排风机负荷加大,影响到熟料煅烧质量,使熟料烧成煤耗、电耗升高。

  2.10 各级预热器出气管道焊缝不严

  各级预热器出气管道焊缝不严,甚至开焊,出现漏风现象。特别是一级预热器出气管道开焊,因有外保温,内部焊口氧化脱开,造成漏风不易发现,只有在窑高温风机未开时系统呈正压时表现明显,平时呈负压只有沙沙的漏风声,出预热器管道与旋风筒四周周围,有间隙,旋风筒周围浇注料开裂,有漏风现象。

  2.11入窑生料在一级管道处生料下料处锁风装置失效

  在预热器顶部,入窑生料在一级管道下料处有分格轮进行锁风,分格轮长期磨损,间隙变大,更换不及时,不起锁风作用,有漏风现象。

  2.12 过于频繁使用空气炮

  空气炮的使用与窑操的操作水平有很大关系,有的操作精细严格的高手,将空气炮定为间歇使用,根据生产实际窑况随时用,但在保证不出事的情况下,尽量减少空气炮的使用次数,减少冷空气的进入窑系统量,起到节能的作用。但对于一般的操作选手,对系统的判断达不到一 定程度,不要求达到如此的精细程度,以定时清理不出现工艺故障为主。

3漏风的原因分析

  窑及预热器系统出现漏风现象较为普遍,只不过是轻重有别,为什么会有的单位眼看着漏风而不去处理呢?首先是意识问题,没有从理性上搞明白漏风的原因及危害,意想不到其存在的带来的影响,就不会引起重视,形不成一种理念,久而久之便视而不见,司空见惯。从窑煅烧熟料质量及熟料能耗上分析,任何一个漏风点都不能忽视,否则会积少成多,因小失大,随着漏风点的增多,漏风量增加,对窑及预热器系统的影响会随着量的变化与积累上升到很重要的程度,由一般的漏风问题变成大的工艺故障隐患。如某企业点火烟囱风门关闭不严,已时间较久,没有人处理,仅此一个小小的漏风点,关闭后现场观察使窑尾风机负压减小500pa,总风量减少10%,可见其节能效果。将漏风认为是小事,对漏风量没有量的测量,不知道漏风点的存在带来损失的量化程度,自然不会引起人们的重视。目前管理好的企业,都在做密封堵漏的细节工作,从细微入手,加强精细化的操作。系统漏风的原因其次是从管理上不到位,存在漏洞,管理结点不闭合,没有精细化操作方案,执行不到位,检查问题没发现,发现问题没有整改方案,既便是有方案没有人去跟踪落实,措施落实不到位,作为管理不形成闭合,时间长了习以为然;从技术上分析,没有认识到漏风带来的危害,没认识到影响程度,管理者、执行者没有形成上下统一的治理漏风的意识。

4 外漏风带来的危害

  4.1热损失增加,熟料烧成热耗升高

  窑及预热器系统任何一个漏风点,都会使系统的热损失增加,熟料电耗升高。外界冷空气的进入,由于内、外系统气体温差大,要达到系统内的温度,需吸入大量热量,热量的来源最终还是熟料煅烧煤的燃烧而带入的,由于冷风的参入,使用煤量增加,窑尾废气的总排量增加,废气带走的总热焓增加,熟料煤耗显然升高。

  4.2熟料烧成电耗增加

  熟料煅烧所用热量是靠燃料燃烧放出的,而煤燃烧需要一定的空气量,系统热耗的增加,会使用煤量增加,无疑要增加用风量,窑及预热器系统漏风,会使窑内及分解炉内用风不足,因熟料煅烧过程中煤燃烧必须的用风量是一定的,但是由于系统漏入冷风,没有参与煤燃烧化学反应,因此要使窑及分解炉内煤化学燃烧充分,需氧量不能减少,因此要增加煤的供氧量,增加排风,窑尾风机排风负荷增加使系统电耗升高。

  4.3系统的温度降低,影响熟料煅烧质量

  窑及预热器系统漏风,使窑及预热器内温度下降,破坏了原有系统热平衡,使熟料预热、生料分解、熟料煅烧温度降低,影响熟料烧成质量,特别是烧成带温度,由于窑前漏风,入窑二次风温降低,煤在窑前的燃烧速度降低,高温带火力不够集中,使熟料在高温带煅烧的温度降低,熟料烧结程度下降,熟料硅酸盐矿物的含量不尽合理,熟料的游离氧化钙烧不下来,分解炉温度不高,生料分解率低,增加了熟料烧成的热负荷,影响到熟料质量。

  4.4入窑风温低,风量减少

  窑系统漏风,特别是窑前漏风,对入窑风量与风温产生较大的影响。由于漏风,使二次风、三次风温降低,因冷却熟料的高温风在进入窑之前参入冷空气,温度降低,同时,在窑尾排风机风量不增加的情况下,吸入的热风量相应减少。二次风温降低,煤粉进入窑内升温慢,燃烧速度慢,火力在烧成带不够集中,造成窑烧成温度不高,熟料的烧结程度受到影响,烧成带火焰拉长,窑尾温度升高,整个系统热力平衡受到影响。三次风温降低,使入炉煤粉燃烧速度慢,分解炉温度降低,入窑生料在炉内的分解率低,为保证其入窑分解率,势必要多加煤,来提高炉内温度。

  4.5窑尾预热器系统结皮堵塞

  窑尾预热器及其管道漏风,使内部温度急剧下降,高温物料受急冷的影响,物料被硬化化,产生结皮,附在预热器内壁及管道内壁,减小通风面积,特别是管道漏风处易积料,如转弯处,积料达到一定程度,会影响系统通风,使系统通风不畅,造成恶性循环,加剧结皮堵塞现象的发生。

5 措 施

  加强管理,形成检查、整改、验收、督促、检查、落实制度。对任何一漏风点不放过,不让系统带着漏风隐患运转,加强密封堵漏,可用岩棉板、石棉绳堵塞,用薄铁皮外包,或发保温涂料等,这是节能降耗的一项措施。如某企业,日产5000t/d的新型干生产线,投产近10年,为加强节能降耗,降低生产成本,采取了各种措施进行降低熟料热耗,如钢渣配料、粉煤灰代粘土配料、加强操作等多项措施,有了较大进步,但与其他好的企业比起来,煤耗还有差距,通过外出到其它企业参观发现,相比较之下系统密封还有差距,还存在漏风环节,于是下决心进行窑系统密封,采取措施,对窑头、窑尾进行一系列的密封,仅此一项降低煤耗近1.3kg/t标煤,达到窑头、窑尾不冒尘。通过本次中控操作大比武,所到企业都有共同感触,事后也进行了全系统的密封堵漏,防止系统漏风的出现,提高了热能的利用率,降低了熟料的烧成热耗,收到较好的节能效果。

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