技术丨分解炉塌料的处理措施

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楼主 2021-01-09 11:11:27
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分解炉塌料的处理措施


新型干法生产线分解炉塌料,同预热器窑结皮堵塞等问题一样,是经常发生,而又较难解决的问题。我厂3×48m五级旋风预分解窑是2000年技改投产的700t/d熟料预分解窑,五级低阻型悬浮预热器系统,DD分解炉型,运转两年多来,预热器系统的结皮堵塞,塌料常有发生,特别是2003年6月5日-6月25日间,分解炉塌料更为突出,给生产造成很大危害。经过多方面的分析和探讨,找到了一系列的预防和处理措施。自6月25日至今两个月从未发生塌料现象,保持了正常生产。


1 塌料现象


窑塌料现象经常发生在窑炉系统工艺不稳定运转的情况下,而刚刚投料时很少发生。塌料时窑头产生正压,火苗从窑头向外冒出,窑尾密封同窑头一样,呈正压,且有烟气,生料向外溢出,窑系统通风不畅,窑内呈混浊状态,对来料大小情况,结粒大小,火焰形状根本看不清楚,预热器各级旋风筒压力都在上升,而窑尾烟室的负压由250Pa降为0。窑头甚至出现正压,并且每次塌料持续10~20s,每间隔0.5~1h发生一次,操作控制很难调整,产、质量直接受到影响,甚者要停窑处理。


2 塌料为生产带来的危害


工艺操作正常时发生一次塌料,约需5~10min分解炉系统才能基本恢复,但熟料质量波动较大,f-CaO明显增高,且增高幅度与塌料的时间与成正比。当f-CaO增幅大于(3~5)%时造成废品,有时产生大量黄料,升重低,结粒差,强度很低;同时窑况3~5h不能恢复正常,产量下降,只有减料慢窑,达到正常投料的40%时才逐步提高,等窑况正常时才能恢复正常投料,严重影响了生产。塌料对窑皮也极为不利,会造成大量窑皮脱落,窑衬寿命严重受损,砖耗升高。


3、塌料原因分析


3.1 部位分析


生料经Ⅰ-Ⅳ级旋风筒预热器预热后,应进入分解炉分解后再进入Ⅴ级预热器,分离后再进入窑内。而产生塌料时的料在分解炉内发生短路,由Ⅳ级筒入分解炉后未在分解炉内分解、旋浮上升,而是直接入窑。生料的分解率低,在窑内还需要进一步分解,加大窑内的热负荷,导致产量低,质量差。


为什么会发生这种炉与窑间的短路现象?通过分析,现场实践操作知,主要是分解炉缩口处风压不足,不能使物料随风上浮,而是靠重力作用下落入窑。造成分解炉内负压低,风力不足的根本原因是:


(1)分解炉与Ⅴ级筒间管道水平处积料。我厂Ⅴ级预分解窑是在原来立筒预热器框架基础上改造而成的,受高度和空间因素的影响,预热与分解炉间的管道较长,再加上工艺操作等因素的影响,造成水平管道处积灰(见图)。




(2)较为重要和直接造成塌料的部位是Ⅳ级筒和Ⅴ级筒间的管道积料。由于积灰过多和风量的变化使积灰下滑,未经悬浮状态,便进入4#筒或窜进分解炉缩口,导致系统阻塞短路,使分解炉内的料继续滑落,形成塌料现象。经多次塌料停窑检查发现,此处管道积灰达到整个截面积的2/3以上,积料已发硬,是长期积累的结果。


(3)4#、5#筒锥体及下料管堵塞。几次塌料前还发现,4#、5#筒锥体部位发生堵料,造成5#筒生料不进入窑,而是在分解炉与4#、5#筒间形成内循环,当循环量达到一定程度时,风力不足以将生料悬浮上升到5#筒,而是直接入窑,造成塌料,使窑尾生料突然增多,通风不畅,窑尾窑头呈正压,出现塌料。


(4)窑尾分解炉混合室缩口处窑、炉风量比例不当。由于操作过程中来自窑头的三次风与窑内风比例不当,分解炉用三次风过大,造成窑系统风量不足,窑尾混合室缩口风速减弱,不能将物料全部经混合室悬浮,再经分解炉上升到5#筒,部分料直接入窑,产生短路,造成塌料,这是常见的操作人员所称的小塌料,现场观察没有什么变化,很短时间内恢复正常。这种塌料处理简单,时间较短,只要调整三次风阀的开度,适当增加窑内通风即可。


3.2 工艺操作分析


(1)塌料现象与管道工艺布置紧密相关。转弯过多,水平段过长,是积料的客观因素。在正常生产过程中频繁开停,经常出现拉风不当,很容易造成预热器连接管道水平处积料。特别是正常生产下料时,高温风机突然跳闸停机,会造成窑尾系统内生料沉落在管道水平处,等系统温度升高后,料子黏性增大,积结在管道底部,日积月累会堵塞通风管道,造成系统通风不畅,风力不足,导致塌料。2003年6月5日~15日,我厂因种种原因开停35次,其中因断电、高温风机跳闸等突然停窑8次,这是塌料的关键因素。


(2)造成管道塌料的另一关键因素是煤粉跑粗。在正常生产情况下,煤粉细度<10%,水分<2%,若煤粉太粗,水分过大,直接影响煤粉在窑内和分解炉内的燃烧速度,造成煤粉燃烧后移,煤灰及未燃烧的煤粉沉落在窑尾室下料斜坡,出分解炉的管道水平处,高温产生液相,与高温料粉相遇发生粘结。2003年6月10日进窑发现,窑尾烟室下料斜坡积料严重,底部结渣厚60cm,上部净空高度仅为80cm,严重通风不畅,结的渣主要是煤渣,黑色,有玻璃相光亮,为煤粉跑粗所致。当时由于煤粉制备系统故障,煤粉连续10天跑粗,细度在20%以上,水份(3~5)%(见表1)。




(3)塌料与生料的化学成分有关。由于生料成分SO3含量的波动,有时偏高,在预热器4#筒内壁形成粘结现象。尤其是在操作员控制风料比例不当的情况下,物料易发生粘结,这样周而复始,形成周期性的塌料现象,熟料f-CaO量值发生波动,若生料CaO含量低,入窑生料KH值偏低KH<0.95,此种物料易造成4#或5#筒下料管粘结,形成塌料。


4 塌料的预防及处理措施


(1)确保煤粉质量,细度小于10%,水分小于2%,防止水分过大,细度跑粗。加强操作,合理使用热风,控制原煤水分及灰分,确保煤粉质量稳定,防止未燃尽的煤粉落入窑尾烟室下料斜坡及管道水平处粘结。


(2)窑系统正常,特别是高温风机,严禁跳闸、断电等突然事故的发生,避免预热器管道积料结堵。


(3)加捅料孔,用法兰盖密封,停窑检修时打开清理管道水平处积灰,但在正常生产时要保持密封,不能打开,防止冷风直接进入导致系统风短路,造成人为塌料。


(4)生料成分合格,CaO42.7±0.2,不能过低;KH>0.95,不能过低。


(5)清理窑尾下料斜坡。用高压风管捅吹烟室斜坡,防止结堵,影响通风,造成分解炉缩口处风力不足,产生塌料。


(6)加强操作,合理用风。在保证窑内通风的情况下,合理调整三次风阀的开度,防止过大。根据我厂多年的经验,开度在30%,通风面积一般为0.2m²左右为宜。


通过以上分析和处理,解决了我厂分解炉塌料问题,自6月25日开窑至今两个多月从未发生塌料现象,确保了正常生产。连续两个月窑运转达率分别为86.3%和90.1%,生产熟料分别为20693t,21250t,熟料质量有了提高,强度分别为58.5和59.5MPa,较6月份多生产熟料12000t,创下最好历史纪录。


作者:张传行 

机构:山东金塔王有限公司鲁中水泥厂


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