技术丨分解炉塌料的处理措施

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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