《煅烧工艺管理》PPT课件.ppt

窑系统正常生产工艺操作管理 一、窑系统主要工艺参数的设定和控制 从预分解窖生产的客观规律可以看出 ，均衡稳定运转是预分解窑生产状态良 好的主要标志。生产实践表明，日常生 产中使窑系统处于良好的生产技态，主 要通过以下窑系统工艺参数的设定和控 制来实现的。 预分解窑生产中重点监控的主要工艺参数 窑系统由废气处理系统、生料喂料系统、预 热器、分解炉、回转窑、冷却机系统和喂煤 系统等组成，在生产过程中，通过对气体流 量、物料流量、燃料量、温度、压力等工艺 过程参数的检测和控制，使它们相互协调， 成为一个有机的整体，进而对窑系统进行有 效的控制。 (1)烧成带物料温度 (2)氧化氮(N0x)浓度 (3)窑转动力矩 (4)窑尾气体温度900 1050 (5)分解炉或最低一级旋风筒出口气体温度 850 880 (6)最上一级旋风筒出口气体温度 320 350 (7)窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成分 (8)最上一级及最低一级旋风筒出口负压 (9)最下一、二级旋风筒锥体下部负压 (10)预热器主排风机出口管道负压 (11)电收尘器入口气体温度 (12)窑速及生料喂料量 (13)窑头负压 (14)篦冷机一室下压力。 (15)窑筒体温度 (1)窑头负压 篦冷机余风排风机阀门开度。 (2)篦冷机一室下压力 篦床速度。 (3)分解窑加煤 量最下级旋风筒(或分解炉)出口 气体温度。 (4)增湿塔入口压力 增湿塔出口阀板开度。 (5)增湿塔出口气温 增湿水泵回水阀门开度。 (6)窑尾主排风机风门开度 最上级旋风筒出口气 体O2含量及压力。 (7)电收尘器进口风压 电收尘出口风机风门开度 。 (8)喂料秤测重负荷传感器 喂料仓自动调节计量 阀门开度。 (9)气力提升泵下松动压力 计量滑动阀门开度。 (10)生料计量标准仓重量 均化库出口阀板开度 。 (11)其他可根据需要设置 它们调节控制的目的是从窑系统的热力 平衡规律出发，完成对全窑系统“前后 兼顾，综合平衡”，使窑系统保持最佳 的热工制度，提高熟料的产量和质量， 降低系统能耗，实现持续地均衡运转。 1、烧成带温度的判断和控制 窑内的烧成带温度：直接影响到熟料的 产质量、熟料的热耗和耐火材料的长期 安全运转，掌握好烧成温度，稳定热工 制度是窑系统工艺操作的主要任务之一 ，根据生产实践表明和理论分析，烧成 带温度的判断和控制主要通过窑头火焰 、窑尾氧化氮(NOx)浓度、窑电流三个参 数变化来判断，通过调整喂煤，喂料， 窑速度等实现。控制的。 1.1窑电流(对烧成温度反映权值为50 ) 由于煅烧温度较高的熟料，被窑壁带起 得较高，因而其传动电流较煅烧差的熟 料为高。故此结合窑头火焰温度的测量 和废气中N0x浓度等参数，可对烧成带 物料煅烧情况进行综合判断。但是由于 窑内掉窑皮以及喂料量变化、入窑生料 成份波动等原因亦会影响窑转动电流的 测量值，结合生产实践对窑转动电流变 化的原因总结为： 在某一操作状态下窑电流逐渐上升，可 能原因有： (1)窑内煅烧温度平缓升高，窑况良 好，有利于提高熟料煅烧质量。但操作 中应防止物料“过烧”，把f-Ca0控制 在合理范围之内，不仅保护耐火材料又 降低系统热耗。操作中调节控制如：略 降低分解炉出口温度的控制或减少窑头 用煤量等。 (2)生料喂料量与窑速未同步操作或调 整。窑速设定控制过慢，或调整生料喂 料量时窑速控制未作相应调整，使窑中 物料填充率过大，导致负荷过大。 (3)熟料煅烧过程中，烧成带温度及 NOx浓度变化不大，而窑电流上升，可 判断为大量窑皮跨落，使窑转动产生偏 心力矩，其电流上升。 (4)熟料煅烧过程中：烧成带温度及NOx 浓度大幅度下降，可判断为窑中后圈垮 落，生料前移，电流上升。 (5)生料成份发生波动，石灰饱和系数上 升，物料易烧性下降，被迫提高窑内煅 烧温度，导致液相增加，物料被窑壁带 起的高度增加，窑电流上升； 当在某一工艺操作状态下窑电流下降原 因有： (1)窑内燃烧温度较低，熟料被窑壁带 起得较低，致使窑况较差，不利于提高 熟料的质量。操作应做相应参数调整。 如略提高分解炉出口气体温度，增加窑 头煤粉量，或略减窑喂料，加强煅烧改 善窑况。 (2)熟料煅烧过程中，烧成带温度、NOx 浓度变化不大，篦冷机 一段压力上升 ，可判断为前圈跨落，造成窑电流下降 。 (3)生料成份发生波动，石灰饱和系数 下降，生料易烧性好，所需煅烧温度低 ，熟料易烧结，产生液相量相对较少， 物料被窑壁带起的高度较低，窑电流下 降，此情况要注意烧流。 窑头火焰温度(对烧成温度反映权值为30) 窑头火焰温度通常以比色高温计测量，作为监控 熟料煅烧温度的标志之一。正常熟料煅烧状况下 ，窑头火焰温度控制在:1650l750之间。 根据生产实践表明窑烧成带火焰温度，仅可作为 烧成带温度高低综合判断的参考，且要注意窑头 飞砂对其准确性的影响。有些工厂没有安装比色 高温计，可通过摄像头或现场直接看火来判断。 火焰亮且集中，说明烧成带湿度较高；火焰发暗 且较散，说明温度不够。 氧化氮(NOx)浓度(对烧成温度反映权值 20) NOx的形成与O2、N2浓度及烧成温度 有关。由于窑内N2几乎不存在消耗，故 仅与O2浓度及烧成带温度有关。O2浓度 高及烧成温度高，NOx生成量则多：反 之减少：故以NOx浓度作为窑内烧成带 温反变化的一种间接控制参数，且时间 滞后较小，很有参考价值。 在生产实践中NOx浓度除与O2含量及烧 成带温度有关外还与以下因素有关：(1) 石灰饱和系数；（2）分解炉出口温度 ； （3)燃料的喂入量；(4)不完全燃烧 等。因此在工艺操作中结合以上控制参 数，对烧成带温度洚出正确判断，有利 于熟料的产质量和系统耐火材料的保护 。 窑尾废气中NOx浓度控制范围一般在 400ppm800ppm。 2、预热器系统的工艺参数的设定和控 制 21窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成 份 窑尾分解解出口或预热器出口气体成份的测 量是通过装置在各相应部位的气体成份自动 分析装置检测的，揭示着窑内、分解炉等整 个系统的燃料燃烧及通风状况。在工艺操作 中结合三处气体成份分析，对窑系统燃料燃 烧的要求是既不能使燃料在空气不足的情况 下燃烧而产生一氧化碳，又不能有过多过剩 空气增大系统热耗。一般窑尾烟气中O2含量 控制在0.61.5，预热器出口气体中O2含 量控制在2.53.5。 在工艺操作中预热器出口氧含量通过调 节窑尾排风量来控制，使窑中保持通风 良好状况。窑尾烟气中O2含量通过调节 三次风管风门的开度或窑炉独立通风机 转速来控制，使窑中通风和分解炉燃料 燃烧用风两者平衡，保证窑内的煅烧温 度和防止烟室结皮。 窑尾烟室及最上级旋风筒出口负压 由于各级旋风筒之间互相关联，自然平衡。 重点检测最上级旋风筒出口负压和窑尾烟室 负压，即可了解预热器系统工况。 在工艺操作中当最上级旋风筒出口负压和 窑尾烟室负压上升时，其判断可能原因有： (1)系统通风增加，风速提高，系统压损增加 。 (2)结合气体分析结果和窑头罩负压，如果气 体分析O2含量下降，NOx下降，窑头罩负压 下降或正压时，判断烟室结皮过多或窑内通 风不良。 在工艺操作中当最上一级旋风筒出口负 压及烟室负压下降时，需首先检查系统 通风是否减少，检查喂料是否正常，各 级旋风筒及分解炉漏风状况，如均属正 常，则需结合气体分析成份确定窑尾排 风量是否足够，适当加大窑尾排风保持 窑内通风工况良好。 各级旋风筒锥部负压 各级旋风筒锥部负压表征了各级旋风筒 的工况。在工艺操作中当某级旋风筒锥 部负压下降或出现正压时，应结合该级 旋风筒出口。气体温度和下料管物料温 度及下一级旋风出口温度变化判断该级 旋风筒锥部是否因物料粘结或其它原因 引起物料堵塞。 最上一级旋风筒出口气体温度 最上一级旋风筒出口气体温度一般控 制在320360，它与窑系统预热器 形式有直接联系，反映生料预热系统的 热交换效率和气固分离效率，同时又反 映系统通风量的大小，风料比是否合适 。 在某一操作状态下，其出口气体温度升 高可能有以下几种原因： (1)生料喂入量中断或减少 (2)某级旋风筒或下料管道堵塞 (3)窑尾排风量过大，热量损失 (4)现场下料管翻板阀动作不灵敏窜风。 当其出口气体温度降低对，应结合系 统有元漏风，其它级旋风筒温度酌情处 理。 在预分解窖中，分解炉出口气体温度表征物料 在分解炉内预分解状况。随着预分解窑的发展 ，分解炉的形式多种多样，但炉内所进行的过 程都是一样约，主要有气固分散、燃烧、分解 、输送等。 概括为：分散是前提：燃烧是关键，分解是目 的。因此根据相关对分解炉工艺特性研究表明 ，当分解炉出口气体漫度控制在860890， 能够满足入窑生料的表观分解率在8595 之间时，对降低窑系统热耗有重大意义。 在生产中：窑系统采用不同炉型完成生料的分 解，分解炉出口气体温度随炉型不同而略有不 同控制范围为860 890。 在工艺操作中，分解炉出口气体温度的 控制，应严格遵守“风、煤、料”平衡操 作控制思想。依据于熟料煅烧质量和入 窑生料成份波动情况对分解炉出口气体 温度进行调节，控制在适适当范围之内 。防止分解炉出口气体温度过高使预热 器最下级旋风筒及下料管物料粘结堵塞 、烟室结皮增厚；分解炉出口气体温度 过低会增加窑内热负荷，使熟料质量煅 烧不好。 窑尾气体温度 窑尾气体温度与烧成带煅烧温度一起 表征窑内各带热力分布状况：又同最上 级旋风筒出口气体温度、分解炉出口气 体温度一起表征预热器系统的热力分布 状况。适当的窑尾温度有利于窑系统物 料的均匀受热，并防止窑尾烟室、最下 级旋风筒下料管道因超温引起物料粘结 堵塞。生产实践表明；窑尾气体温度可 控制在l 0501150，有利于窑系统 的正常运行和热工制度的稳定。 窑速和生料喂料量的设定和控制 在预分解窑系统操作中强调风煤料三 者的平衡及窑速和生料喂料量之间的平 衡。它们对窑系统热工制度稳定、正常 运行、熟料的产质量有重要意义。根据 国内数台预分解窑技术参数(如表3.1)表 明，在工艺操作中窑速和生料喂料量同 步调节，保证窑内物料填充率及荷载分 布稳定，有利于熟料煅烧和降低系统热 耗的观点是一致的。 如在某一操作状态下，生料喂料量一 定，窑速低于合适范围时，由于物料的 移动速率变慢，窑内物料的填充率增加 ，通风面积减少易使燃料不完全燃烧产 生还原气氛，且易形或未经充分煅烧的 大料球，熟料易产生黄心料，严重影响 熟料质量。 冷却机的工艺操作 冷却机的工艺操作过程是熟料煅烧生产 控制的一个重要组成部份。冷却机的工 况直接影响窑系统热工制度的稳定，从 而影响熟料的质量。其工况的好坏主要 从以下几个工艺参数反映。因此，对冷 却机工艺操作主要通过对这些工艺参数 的调节来达到稳定冷却机工艺操作的目 的。 窑头罩负压 窑头罩负压表征着窑内通风大小及冷却 机余风及三次风之间的平衡，工艺操作 中通过调节冷却机余风排风量，控制窑 头负压。一般保在-0.2Pa-0.3Pa。 工艺操作中不允许窑头形成正压，否 则窑内飞砂料飞出会使窑头密封圈损坏 ，也影响人身安全及环境卫生，对窑头 的比色高温计及电视摄影头等仪表正常 工作不利。 冷却机一室篦下压力 冷却机一室篦下压力不仅反映冷却机一 段篦床料层厚度，亦更映了窑内烧成带 物料煅烧的状况。生产中对窑系统的正 常操作很有指导意义。正常生产时篦下 压力与篦床驱动速率构成自动控制回路 。结合生产实践对冷却机一室篦下压力 变化的原因总结为： (1)当烧成带煅烧温度下降，导致熟料结 粒细小或生料成份波动影响熟料正常结 粒，使冷却机一段料层阻力增大，篦下 压力升高， (2)由于窑工况不稳定，出现跑生料、跨 前圈及窑皮挂结不平衡频繁跨落，也会 导致一室篦下压力大幅度升高：同时窑 头罩负压也上升。跑生料时，篦下压力 是先短暂升高后急剧降低。 (3)当烧成带煅烧温度较高，熟料结粒粗 大时，料层阻力下降，一室篦下压力下 降。 冷却机一段熟科料层厚度 冷却机一段熟咎料层厚度的对控制入窑二次 风温、三次风温及冷却机的热回收效率有直 接影响。在工艺操作通过对各段篦床的驱动 速率调节来控制冷却机的熟料层厚度在合理 范量。合理的料层厚度能够提高二、三次风 温及冷却机的热回收效率，降低熟料热耗、 稳定系统的热工制度。参考国内预分解窑系 统冷却机工艺技术参数表明，一段熟料料层 厚度稳定4000tpd以上控制在550mm700mm ， 4000tpd以下控制在300mm400ram。入窑二 次风温稳定在10001150、三次风温稳定在 850900 冷却机余风温度 冷却机余风温度一般控制在250以下 ，其是衡量冷却机热回收效率及冷却机 操作是否合理的一个标准。根据生产实 践表明造成冷却机余风温度过高的主要 原因及预防措施有： (1)冷却机驱动速率过快，熟料料层厚度 控制太薄，使熟料在冷却机冷却时间过 短，熟料得不到充分冷却。其措施为： 严格控制熟料料层厚度稳定4000tpd以 上控制在550mm700mm，4000tpd以下 控制在300mm400ram，延长熟料的冷 却时间，使其充分冷却。 (2)冷却机用风量不合理：主要表理为熟 料在热回收区使用风量过少，使熟料得 不到急冷，而在熟料中温区及低温区为 加快冷却，又不得不加大冷却风量，致 使冷却机余风温度上升。其措施为：合 理控制冷却机在热回收区、中温区、低 温区的风，其大体趋势如下图： 二、熟料煅烧过程中的质量控 制 水泥的质量主要决定于熟料的质量，要 获得优质的熟料，根据预分解窑生产的 工艺特点，除要控制原材料和燃料外， 还要有合格的生料，同时也要控制合理 的熟料化学成分、矿物组成及率值。但 熟料煅烧过程中质量控制直接决定于熟 料质量的优劣，从以下二个方面简述： 1熟料煅烧过程中的质量控制的目的 游离氧化钙(f-Cao)的含量和熟料立升重 是预分解窑熟料煅烧过程中检查熟料的 重要指标。游离氧化钙含量造高影响到 水泥的安定性和强度，严重时引起安定 性不良，使水泥制品变形和开裂。熟料 立井重的测量是检验熟料烧结过程中结 粒的致密程度，确保熟料的强度，反映 熟料的矿物组成，指导窑系统操作和配 料。 因此，熟料煅烧过程中的质量控制的目 的是结合工艺生产条伴及各项生产经济 指标，通过对窑系统的正常操作控制游 离氧化钙和熟料立升重在适当的范国内 ，一般预分解窑游离氧化钙可以控制在 1.5以下，熟料立升重大于等于 1250kg/L,但根据不同窑型的生产状况， 不同水泥企型对f-Ca含量、熟料立升重控 制范围不尽相同。 2熟料段烧过程中质量控制的影响因素 在窑系统工艺操作中，由于配料率值、 生料细度和均化效果、燃料成分、煅烧、 冷却制度、窑内气氛及不正常操作的影响 ，会使烧结熟料的f-Cao含量、立升重的检 测结果不在熟料质量控制的指标内，造成 生产工序质量事故：因此，在窑系统工艺 操作中，通过分析各相关工艺参数，判断 造成生产工序下质量事故的影响因素，作 出响应的工艺调整是非常必要的。 21配料率值的影响 率值表明熟料各氧化物之间相对含量的 系数，用来控制矿物组成，满足熟料的 强度的控制；在窑系统操作中，常因生 料的率值的波动而导致窑热工制度的破 坏，一般生料的饱和比高，会导致生料 很难烧，f-CaO偏高，操作员被迫增加 喂煤，从而很容易烧坏窑皮；AM过低 ，会导烧结范围变窄，窑内容易结大蛋 ，严重破坏热工制度。 22生料细度和均化的影响 生料细度和均化对熟料的烧成和熟料的质量 均有重要意义，生料细度控制在 1215%(0.08mm方孔筛筛余)，如采用立磨可 放宽到1 6。 生产实践表明主要有以下几种情况影响熟料 煅烧过程质量的控制 (1) 入窑生料细度过粗，使生料分解率下降 ，增加了窑热负荷。在煅烧过程中反应不完 全。CaO不能完全被吸收，易出现f-CaO含量 过高。工艺操作上可以通过提高分解率，减 轻窑负荷，稳定窑的正常煅烧温度。 (2)生料成分波动，主要由于生料均化库 料位低或配料不稳定造成。煅烧过程中 由于生料成分的波动，会给煅烧带来困 难，严重时会造成窑热工制度的混乱， 不利于窑系统的正常操作。工艺操作通 过对主要工艺参数小幅度的调整。如适 当减喂料，增加喂煤，稳定窑系统热工 制度，加强煅烧。 23煤粉的影响 煤粉对熟料煅烧过程的质量控制影响 主要指煤粉的灰份挥发份、热值、细度 、水份。国内水泥企业预分解窑大多使 用烟煤做为燃料，煤粉制备采用风扫煤 磨或立磨。煤粉细度控制范围为1 2 (0.08mml方孔筛筛余)，水分控制范围 1.0以内。 根据实践生产数据统计，由于煤灰的掺 入，将使熟料石灰饱和比降低0.04-0.1 6 ，硅率降低0.05-0.2，铝率提高0.05-0.3 。因此，在正常生产中，应使粉煤灰份 、挥发份与配料率值相适应。如石灰饱 和系数KH偏高，煤粉灰份偏低，熟料f- Cao含量难控制。在配料上应降低饱和 比或提高煅烧温度。因此在工艺操作中 ，结合煤粉的性质与入窑生料率值，操 作上做相应调整，确定熟料煅烧温度， 同时又要稳定系统的热工制度。 24煅烧温度的影响 。 正常熟料的烧成都有一个温度范围( 烧结范围)，由于生料成分的波动，生 料所需煅烧温度一般在1 3 5 01 4 5 0。 窑温度控制过低，易出现欠烧熟料。CaO没 有被充分吸收生成C3S，而以游离状态存，使 熟料强度下降，煅烧温度控制过高，游离氧 化钙很低，熟料结粒尺寸增大，致密难磨， 易损坏窑皮，对耐火材料的保护很不利。因 此实践生产中，控制煅烧温度对熟料质量的 控制至关重要。工艺调整的的方法是：通过 窑电流、NOx、窑头火焰温度这些参数判断 煅烧温度的高低，调节窑炉喂煤量、生料喂 料量，窑内通风量、二三次风温及窑速，把 煅烧温度控制在适当的范围之内，避免物料 的欠烧或过烧。 25窑内气氛的影响 正常熟料是在窑内空气过剩的情况烧成的 ，即有足够的氧使燃料完全燃烧。窑内氧合 量不足，燃料不完全燃烧易出现CO，形成还 原气象，燃料不完全燃烧，热量损失是窑内 热力强度低，高价的过渡型元素被还原成低 价的，生成异常颜色的熟料，如黄心料，同 时时由于窑皮中液相提前出现，粘度降低， 使回转窑后结圈形成，又使窑内通风不良， 还原气氛加重，如此互为因果，形成恶性循 环，破坏了窑内的正常煅烧温度，使熟料质 量难以控制。 在工艺操作时，通过熟料的外观特征， 及有关工艺参数，如气体成分的分析， 如C02、NOx含量降低，CO升高，窑尾 烟室温度偏高，判断窑内有还原气氛， 可通过改善窑内的通风状况，减少还原 气氛的产生，如果因喂煤计量失真，煤 粉燃烧不完全产生还原气氛，操作中及 时对喂煤量进行调整。 26冷却的影响 预分解窑生产中，熟料的冷却主要是 指出窑熟料在冷却机中快速急冷的过程 ，由于熟料在冷却过程中要进行液相的 凝结与矿物的相交两个过程，所以冷却 对熟料的质量有明显的影响。在保证熟 料煅烧正常的条件下，工艺操作中重点 是加强熟料的急冷，因为急冷具有以下 明显的优点： 1、防止熟料中的C2S转型，而使熟料粉 化。 2、急冷使熟料球产生内应力，提高熟 料的易磨性。 3、急冷可以减少C3A析晶，改善水泥 的抗硫酸性能和水泥的安定性。 因此在操作中常优化冷却机的操作， 改善熟料冷却制度，加强熟料的冷。 第四节窑系统常见故障的处 理 一、预热器堵料 预热器堵塞是新型干法窑常见的工艺故障主 要原因有： l、预热器系统高温，特别是C5筒高温。 2、翻板阀卡死。 3、下料溜管结皮。 4、内筒脱落或预热器耐火材料脱落。 5、风料不平衡。 6、有害成分超标。 当预热器发生堵塞时，其锥部负压急剧减小 直至正压，下料溜管温度持续下降。预热器 出口负压增大，下级筒及分解炉出口温度迅 速上升。当判断出是预热器发生堵塞时立刻 按正常程序停窑，如短时间内可清通则按窑 保温处理。2000t/d2500t/d用煤 11.5 t/h。 4000t/d5000t/d用煤23t/h。8000tpd1 0000tpd用煤46t/h。当时间稍长时，如窑内 温度较低插油枪喷油保证喷入的煤粉能完全 燃烧，避免其沉积或在窑上游设备内燃烧。 由于高温风机大量减风，应控制好入窑头收 尘温度，防止入口温度过高烧坏设备。因现 场巡检工在清料，应控制该级旋风筒保持一 定的负压。清料时窑头篦冷机及熟料输送 机严禁作业或站人，防止生料粉涌出伤人。 二、跑生料 跑生料多发生在投料或停窑时，正常生产 时入窑溜子温度控制在850870之间，入 溜子温度控制过低也会造成跑生料。跑生料 前有很多征兆，分解炉出口温度及入窑溜子 温度持续下降，窑尾温度持续下降，窑电流 持续下跌，如调整不及时，从窑头工业电视 可看到窑头变混浊，火焰有回逼现象，同时 NOx浓度下降，当这种现象持续一段时闻(约 1 01 5mi n)，就会从窑头看到有生料粉涌出 ， 当生料粉涌入篦冷机篦下压力会迅速上升。 此时，窑电流很低甚至接近于空载电流。 由于跑生料前有很多征兆，且物料通过 窑有一个较长的时间，所以如果在发现 跑生料前能采取一些措施，跑生料是可 以避免或减小到最低程度的。投料时， 喂料量不要加得过快，新窑或长时间停 窑投料时更应注意。 当发现有跑生料的征兆时，应及时减约 0.30.5的窑速，窑头适当加煤，适当加大高 温风机转速或将三次风档板关5左右。如果 尾温还在下跌且窑电流下降没有减缓的趋势 则应通知现场巡检工插油枪喷油，在线型分 解炉适当加煤提高入窑溜子温度到8 5 0左 右；对于离线型分解炉如果是投料时跑生料 ，则需减喂料量或适当退窑速，如果是正常 操作中跑生料，则需分解炉适当加煤，提高 入窑溜子的温度。跑生料严重时停窑重新升 稳投料。 三、f-CaO持续偏高 游离氧化钙是判断熟料质量好坏的重 要指标。国标要求控制在1.5，各厂 控制稍有不同(如1.0， 1.2).正常操作中 由于温度或物料的波动游离氧化钙偶尔 偏高是正常的，但如果游离氧化钙连续 超标，甚至连续是二点几或更高则就是 窑系统出了问题或生料成分发生了大的 波动。造成游离氧化钙连续偏高的原因 通常有： a窑内温度主要是烧成带温度低。当窑内 通风不好或三次风档板开度过大造成窑内有 效通风量大大减小，窑头煤粉不能完全燃烧 ，持续的窑内还原气氛造成窑内温度偏低， 熟料液相量不足或液相反应不完全，造成游 离氧化钙偏高。当发生这种情况时，窑头昏 暗，能明显看到黑火头，NOx浓度低于正常 值，且越加煤窑内温度越低，N0x越低。这 种情况下烧出的熟料结粒大但无光泽且表面 较粗糙，砸开后，里面是明显的黄心料，这 种料子强度很低用手就可捏碎。这种料子游 离钙一般都较高通常在2.0以上。碰到这种情 况时，应将三次风档板关小，同时加大高温 风机转速，使系统保持较正常大的通风量， 适当退窑头煤，保证窑头煤能够完全燃烧， 这时窑速不宜过慢，保持窑内较低的填充率 。 b当生料成分发生较大偏差，超出控制范围较多时 ，也容易造成游离氧化钙偏高。如较高的KH值(0.93 甚至更高)或较低的SM(2.2甚至更低)。 当KH值过高时，烧出的熟料外观与正常的熟料相似 ，结粒稍差，由于过多的CaO不能被C2S完全吸收， 造成游离氧化钙偏高。此时可适当减产或加大窑内 通风，将火焰拉长，加少量窑头煤、适当减窑速， 延长物料在烧成带停留时间。 当SM过低时由于熟料中液相量增多，在固相反应未 完成时就已产生大量液相，熟料结成较大颗粒，进 入烧成带后，由于颗粒较大外部烧结完全但内部没 有烧透，产生黄心料，如果此时IM较高则由于液相 粘度增大分子扩散速度减缓，这种现象更为严重。 当碰到这种情况时，可适当减产，将入窑溜子温度 控制低些，降低物料入窑分解率. 当SM低IM高时，窑内熟料不仅液相量多，且液相粘 度大，可适当加窑头煤，提高烧成带温度，以降低 液相粘度；提高分子扩散速度。 当SM低IM也低时，料子不耐火，严禁烧高温，防止 窑尾结皮或窑内结大蛋。 应当注意的是，如果是因为生料成分引起的 游离钙偏高，特别是三个率值超出控制范围 较多时，单单靠调整窑的操作是很难将物料 烧合格的，应该及时通知化验室调整配料， 如果想在短时间内调整物料成分到正常范围 内，也可通过改变出库方式来调整。改自动 循环下料为手动定点定区下料，通知化验室 对每小时的入窑生料成分进行监控，选择一 个成分接近与正常成分的下料口定点下料。 这样就可通过调整配料和改变出库方式的方 法在较短时间内达到调整入窑生料成分的目 的。 四、窑内结大蛋 窑内结大蛋的主要原因有： 1、 配料中Fe203含量过高。 2、 窑速较慢。 3、 窑头不完全燃烧。 窑内结大蛋时，首先表现为窑电流的不 规则波动，电流曲线波幅明显增加且有 上升趋势。其次，直径较大的“蛋会严 重影响到窑内通风，表现为窑尾负压升 高，火焰变短，严重时有回逼现象，由 于窑内有效通风量减少，窑头煤粉会出 现不完全燃烧，当大蛋进入烧成带NOx 浓度下降很多，窑头变混浊。在窑筒体 下听，能明显听到窑内有大块滚动的声 音。 当判断出窑内结大蛋时，可根据实际情况适 当加快高温风机转速，加强窑内通风，减少 量窑头煤，保证煤粉完全燃烧，避免CO出现 。如判断蛋较大时，可适当减产。如蛋直径 不是很大，可适当提高窑速0.20.3转，尽快 将蛋滚出窑内，防止其在窑内停留更长时间 ，结成更大的蛋。总之，调整要适当，以确 保窑系统热工制度一的稳定。在大蛋滚出之 前，应先将篦冷机后端物料尽量送走，前端 保持一定的料层厚度，使大蛋在滚入篦冷机 时有一定缓冲，在大蛋进入篦床约20min(视 篦床长度和篦速而定)，大蛋会到达破碎机下 料口处，应通知巡检工做好打蛋准备，防止 其卡下料口。 五、篦冷机出现“红河“的操作处理 “红河”是篦式冷却机常见的现象。产 生的主要原因是篦冷机冷却效果恶化， 高温熟料在篦床上保持较长的时间，从 篦冷机观察孔或工业电视中可看到篦床 上有较长的“红河带。 当SM过高，窑内煅烧不好，熟料结粒 差，细小的熟料颗粒落入篦床，使篦下 压力上升，透过熟料层的冷却空气量减 少，熟料冷却效果变差产生“红河”。 入窑溜子温度波动大导致窑内工况不稳 ，煅烧时好时坏，也会产生“红河”。 “红河”的产生还和篦冷机的供风形式和 篦板形式有很大关系。第二代篦冷机采 用空气室供风，使用普通园孔或长条篦 板。这种形式的篦冷机篦下压力受料层 厚度影响较大，篦床压降小，单位熟料 冷却风量大。由于出窑熟料结粒大小不 均，落入篦床后，由于离析现象，细颗 粒会聚集在篦床一侧使该侧的通风阻力 增大，大量冷却空气会从相对孔隙率大 的大颗粒聚集侧通过，造成冷却风的短 路，使细颗粒侧的高温持续较长时间。 新生产线大多采用的都是第三代篦冷机 。这种篦冷机采用空气梁供风，使用的 是高阻力篦板。这种篦冷机提高了篦床 压降，使篦下压力受料层厚度影响大大 减小，单位熟料冷却风量也随之降低。 因此第三代篦冷机受离析现象影响产生 “红河的几率大大降低。 窑和篦冷机是一个有机的整体，篦冷 机出现“红河”是由于窑内煅烧不好造成 的。因此，消除“红河”要从调整窑内煅 烧着手。稳定入窑溜子温度在8505 ，减少入窑生料的波动。 “红河”产生时窑头适当加煤，加强窑内 煅烧。由于“红河”时冷却风量大大减少 ，入窑二次空气量也相对随之减少，为 保证窑内通风量的稳定，应及时将篦床 速度打快一些，调节幅度可以一段冷却 风机的供风量或风机电流作为参考。 六、篦冷机“堆雪人”的操作 正常操作中，当生料中碱含量偏高或 IM过高时，会导致篦冷机“堆雪人”。 但引起篦冷机“堆雪人”的主要原因还是 篦冷机结构和窑的操作。在篦冷机的计 时，考虑到空气室的密封和漏料情况； 其第一排篦板多采用定板，这就为“雪 人”的形成提供了一定的便利条件。 众所周知，熟料落入篦冷机后由于离析 作用，在篦床上会形成低阻力区和高阻 力区，在高阻力区冷却风通过少熟料高 温会维持较长时间，当窑内温度过高或 熟料AM偏高时，出窑熟料会保持较高 粘度，落入定板后，熟料间相互粘结或 熟料与篦冷机前墙耐火材料形成共熔物 粘结，如果这种现象持续较长，没有及 时调整操作，则这种粘结过程会继续发 生形成“雪人” 生产中每次堆雪人之前窑与篦冷机工况 较差，开始表现为红河，严重时红河可 蔓延到低温区。窑内混浊，这是因为红 河时整个篦床压力升高，入窑的二次空 气量大大减少窑内通风不良，煤粉燃烧 速度慢，在熟料翻滚过程中粘结，煤粉 中的有害成分S或A12O3，混入熟料液相 中，使其粘度增大。 更为重要的是不完全燃烧导致的还原气氛使 Fe3+被还原成低熔点的Fe2+，导致液相量增多 。几方面的原因作用形成雪人。 正常操作中，当发现篦冷机工况恶化时应及 时调整，特别是红河产生时，应及时将篦速 打快，高温区冷却风机档板开大，保证出窑 熟料能及时得到冷却，同时保证入窑二次空 气量不会减少太多，稳定入窑溜子温度，维 持窑内热工制度稳定。当发现雪人形成时， 应及时通知现场巡检工采用放炮或顶杆将雪 人清除，以免继续恶化。若雪人较大时，应 视情况减产运行。直至将雪人清除，还要防 止清出的大块卡破碎机下料口。 七、“烧流的操作处理 烧流是新型干法窑中较严重的工艺事故。 通常是由于烧成温度过高，或生料成分发生 变化导致硅酸盐矿物最低共熔点温度降低造 成的。众所周知，熟料的最终形成是通过液 相反应得到的。其烧结范围是13001450 。正常操作时的液相量约2 53 0，随着 烧成温度的提高，矿物中的液相量会不断增 加，当温度到一定程度时，硅酸盐矿物会全 部转化为液相。研究表明，当温度超过 1600时，液相量的增加呈直线上升。 SM的高低反应硅酸盐矿物或熔剂矿物 的多少，而AM的高低则反应液相粘度 的大小或者可以说是形成液相温度的高 低。当生料的SM和AM都偏低时，不仅 液相量增多，更重要的是矿物的最低共 熔点温度降低。在这种情况下如果还按 照正常时的操作，则熟料中的液相量会 大大增加，表现为窑内结圈或结大蛋， 当烧成温度继续提高，就会形成液相更 多，发展严重时就会造成烧流事故。 烧流对篦冷机的危害是相当严重的。液态的 熟料流入篦冷机，会造成篦孔的堵塞，导致 冷却空气完全不能通过，造成篦板烧损，高 温液相流入空气室，烧坏大梁。这样的损坏 对篦冷机几乎是致命的。 因此在操作中，应严禁杜绝烧高温。烧流时 窑前几乎看不到飞砂，火焰呈耀眼的白色。 NOx异常高。由于熟料象水一样流出，窑电 流会很低，与跑生料时的电流接近。当发现 烧流时立即大幅度减煤或止窑头煤一段时间 ，略减窑速，尽可能降低窑内的温度，如果 物料已流入篦冷机内,要密切关注冷却机的压 力、篦板温度。严重时立刻停窑。 第五节窑系统停窑工艺操作管 理 在于法水泥生产企业，停窑工艺操作分两种 情况： 1、回转窑运转一定时间后，由于窑衬的消 耗和设备磨损等原因，需要停窑更换和修理 ，停窑时间一般在五到七天，称为计划检修 停窑； 2、回转窑运行过程中系统停电、设备故障 或故障引起的断料、断煤等，一般需要几小 时进行抢修工作，尽快恢复窑的正常生产， 称为临时停窑。 一、计划检修停窑 1、根据停窑时间控制好煤粉仓料位，在煤磨停机 时应控制好窑、炉、煤粉仓的比例。一般要求炉煤 用完后窑仓煤粉应保证窑运行0.51.0小时左右。 2、炉仓煤粉快用完时，排尽仓壁粘结煤粉；确认 炉仓煤粉烧完后，停止炉转子称，同时减喂料到SP 窑喂料量，略增窑用煤粉量，防止生料窜出，减小 系统抽风，关闭三次风档板，对于离线式分解炉， 停炉列风机，并关闭入口挡板。 3、SP窑运行时，窑内物料逐渐减少，窑传动功率 下降较多，逐渐降低窑速，同时降低冷却机驱动速 度，减少冷却风量，保持篦床上有一定的料层厚度 。 4、确认窑仓煤粉烧完后，停止窑喂料组设备 ，确认生料全部入事后停止输送设备，停窑 转子称，煤粉输送延时停，同时停高温风。 5、停窑主马达，通知现场合上辅传，按检修 停窑安全操作规程 程序盘窑。 6、停止一次风机，用事故风机冷却燃烧器， 停止窑简体所有冷却风机。 7、减小冷却风机风量到最小，只要确保冷 却机风室不漏灰即可，确认篦床物料走完后 停止蓖冷机驱动，停止冷却风机，窑头排风 机，粉尘和熟料输送等不需要运行的设备。 8、根据检修需要维持窑头、窑尾入口挡板 及大气排放阀一定的开度。通过调节这些阀 门来控制窑系统的冷却速度，严禁拉大风急 冷。 二、窑故障停机的操作 1、停窑喂料组、窑喂料输送组设备。 2、停止窑喂煤设备；停止高温风机并关闭 三次风档板或窑列炉列风机，使窑内保温。 3停窑主电机，当停窑时间估计超过十分钟 时，要通知现场合上辅传，按照盘车程序盘 窑。 4、降低篦冷机速度，减小冷却风量，篦板 不漏灰即可，调节窑头风机入口阀门开度， 保持窑头微负压。 5、将一次风机出口压力设定到最小或停一 次风机，用事故风机冷却燃烧器。 第六节优化窑系统的工艺操作管理 第七节窑系统工艺操作安全 一、煤粉的不完全燃烧 不完全燃烧危害极大，且随不、完全程度增大而 增大。不完全燃烧产生的CO及碳粒等可燃物质，被 气流携带至预热器系统及废气处理系统内沉积、燃 烧，由此引起预热器系统高温，产生结皮及堵塞。 同时会导致窑排风机入口温度高而使叶片变形、结 皮和振动加剧等。严重的不完全燃烧产生的可燃物 质会在窑尾电收尘器内沉积，当达到一定程度时就 会燃烧甚至爆炸。不完全燃烧产生的原因有：氧不 足，燃烧温度低以及燃料与氧的混合不充分等。在 实际生产中由于窑系统状态不同。不完全燃烧产生 的部位及原因也就不同，而这些均与预热器出口氧 气含量的大小关系密切。现以预热器出口氧含量的 大小分三种情况分析不完全燃烧的产生原因及处理 对策。 、氧气浓度高(35)。燃料用量少，窑内通风 量相对较大，则过剩空气量较大，C1筒出口氧气浓 度较高。由此产生的不完全燃烧常发生在窑点火到 投料这段时间内，其产生的主要原因是窑内壁温度 低；一次风量及内外流风调整不当；改变燃料量时 风量未作相应调整；过早撤油及油煤混烧；窑头负 压过大等。因此在这段时间内应注意以下几个问题 ：油点火时窑罩保持微负压；升温34h后，窑内壁 温度上升，尾温达350时开始油煤混烧，升温初期 ，一次风量和送煤风量不宜过大，挡板开度分别为 10和30就可以了，但内流风应加强，挡板开度 一般在50左右；升温过程中随加煤量的增大，一 次风量外流风和送煤风量应同时增大，相应地减少 内流风挡板开度；助燃油应在投料后；熟料进入冷 却机，二次风温已上升至750以上时才能撤去值得 提出的是用柴油助燃是升温期间防止煤粉不定期完 全燃烧的关键(光用煤粉燃烧定性不好，燃料量的 控制也差)，一、二次风的配合是防止煤粉不完全燃 烧的保证。 （二）、氧气浓度低(25)。氧气浓度低 产生的CO高，显然这是 氧不足造成的。这种情况产生的不定期完全 燃烧多发生在投分解炉的加煤操作过程中。 主要原因有： l、由于分解炉的投入分解炉燃料量增加幅 度大，而这时分解炉内的通风量却没有及时 跟上(即窑排风机和三次风挡板开度没有跟上 )，造成过剩空气系数过小而产生不完全燃烧 。 2、由于分解炉喂煤秤称量过小，而实际喂 煤量大于称量值，导致煤加入过多，而产生 不完全燃烧。 3、由于预热器出口气体分析仪出现故障，显 示氧气偏高，而实际氧气含量在3以下。缺 乏经验的操作员仍进行加煤，导致燥加入过 多而产生不完全燃烧。 4、投分解炉后由于预热器出口温度高，操 作员打开预热器顶部的冷风挡板(一般投料后 该挡板应关闭)，使预热器出口吸入空气，故 检测时氧气浓度增大，而实际上由于加入冷 风，窑系统通风减小，氧不足，形成不完全 燃烧。氧气浓度低导致的不完全燃烧产生的 可燃物质最多，因而其危险性也就最大。 针对上述原因，应从以下方面进行预防： 1、经常检查和校正计量秤及分析仪，以保 证其准确性和可控性。 2、投料后一般不要打开预热器顶部冷风挡 板，如果因故需打开，则必须相应地增加排 风量：以保证窑系统通风。 3、投分解炉时应保证炉内有足够的温度， 以使煤粉着火燃烧。 4、加煤量应与排风量平衡。风、煤量的平 衡和稳定是防止氢不足产生CO高的关键。 （三）氧气浓度正常(2.53.5)。预热器出口氧气 浓度正常时出现的不完全燃烧多发生在投分解炉后 的负荷稳定阶段。其原因主要有喂煤量波动、煤质 的波动、窑炉通风不协调等。窑炉喂煤量不稳定， 多为煤粉不是被连续稳定地喂入窑炉内，而是一股 一股地投入所致。煤质波动，包括煤粉的发热量、 灰分、挥发分、水分和细度等方面的波动。窑炉通 风不协调，多为三次风挡板及窑尾烟室闹板调整不 合理以及系统不稳定，影响窑炉通风(如窑内结圈、 跑生料及预热器系统塌料等均抑制窑内通风)所致。 对于这种情况下出现的不完全燃烧，应采取稳定系 统运转，及时处理窑内不正常状况以及调整三次风 挡板及窑尾烟室挡板开度来协调窑炉通风等措施。 此外应加强计量系统和煤粉输送系统的管理 二、结皮、清堵注意事项 (1)巡检工清堵时必须正确的穿戴劳保用品。 (2)预热器在进行清堵时，气流温度很高，一定要防止气流伤 人。 (3)、预热器在清堵时，一定要与中控室密切联系，系统要保 持一定的负压，并且要从下而上的进行清理，同时不应同时打 开两个清料口进行清料操作。 (4)、预热器的清堵必须两人以上进行，一人控制气源，一人进 行清堵作业。 (5)、预热器清堵时必须关闭空气炮的气源，防止空气炮自动喷 放伤人。 (6)、预热器清料放空气炮或放水炮作业时，一定要确认周围的 人员撤离到安全的地带后，而且要确认冷却机及其下游设备附 近人员也撤离到安全地带，才可以进行作业。 (7)、在敲击下料管时，；要确认锤头是否牢固，防止滑出伤人 。 (8)、预热器清堵一定要通知公司安全员和部门安全员到现场确 认安全防护是否到位。清料过程中一定上下联系好。 三、筒体局部高温及小面积红窑的操作 红窑时如不及时处理或处理不当，会使 窑筒体变形，窑卸料口及轮带处变形尤 为明显，且这种变形很难复原。导致红 窑的因素很多，有原燃材料、耐火砖、 机械、窑燃烧器火焰以及操作诸方面。 从操作方面来分析，红窑的原因主要是 窑内温度高。除通过稳定运转，挂好窑 皮等措施来避免红窑外，还应注意以下 几个问题： 、生料易烧性发生变化。生料从难 烧变得易烧，窑内温度及窑电流均会上 升，此时若维持原燃料量，高温持续时 间一长，就会红窑。燃料热值的增大同 样会出现上述情况。这时应减少窑头燃 料用量，使窑内温度逐步恢复到正常状 态。 （二）、生料难烧。为了控制熟料中f- CaO的含量，保证熟料质量，操作员不 得不增加窑头燃料用量。这样窑电流和 窑尾温度均为升高，窑若长时间在这种 状况下运行，会烧垮窑皮而产生红窑现 象。为此一方面在操作上应适当减少生 料喂入量，并相应减少燃料用 量及降 低窑速；另一方面，化验室应调整生料 成份，将生料各率值控制在适当范围内 。 、SP状态下运行。某厂SP窑运行而导致的 红窑次数占红窑总次数的7 2。这是因为： 一方面SP窑运行时，分解炉处于停止状态， 窑内热负荷增大，而通风却相对减少。这样 ，燃烧器火焰相应变粗，故容易引起局部高 温而产生红窑；另一方面，SP窑运行时，预 热器入窑物料温度在800左右就足够了，而 有的操作员仍将温度控制在850870(NSP 窑运行时要求的温度)，因此由于窑头燃料用 量过多而产生红窑。由此可见，对于NSP窑 来说，尽可能避免SP窑运行是很有必要的。 、火焰发散。火焰发散除了与燃烧器 设计和适应因素有关外，还与实际生产 中因熔融熟料堵塞燃烧器喷嘴及通道， 或燃烧器头部变形等因素有关。火焰发 散变粗，会冲刷窑衬，引起窑内局部高 温而产生红窑。对此应经常清扫堆积物 ；开机前应调整好燃烧器的伸入长度、 窑截面位置及水平角度；在运行中应及 时调整内、外流风挡板开度或伸缩内、 外套，保证火焰形状扎避免火焰发散 。 、操作上判断失误。当窑处于不正常 状态时，各种检测仪表可能会出现判断 失误而产生红窑。例如：中央控制室显 示烧成带温变高，窑电流低：操作员据 此将判断窑内无异常。但现场看火发现 窑内实际上出现了烧流(烧流时窑电流 偏低)，应立即熄火降温才能避免红窑 。因此：新型干法生产线窑系统的生产 操作，辅以一定的人工看火是必要的。 、轮带处筒体红窑不易被发现。由于 轮带的特殊位置，其红窑次数较之其它 位置要多，但由于窑简体湿度扫描仪检 测不到该处温度，所以巡检人员应经常 注意观察轮带内窑筒体状况，并及时向 窑操作员报告，以便采取相应的措施。 现所有工厂均有利用计算机辅助监视 窑筒体温度。当温度超限时，监视器及 时发出报警，提醒操作员窑筒体某处温 度异常应引起注意。另外，有些工厂还 利用计算机根据窑胴体温度可在CRT上 显示模拟窑皮。 红窑的应急处理一般分两种情况，即 ： (1)、有砖红窑，即窑筒体红且面积小， 耐火砖未掉。对于这类红窑一般采取减 少窑头用煤量，适当降低烧成带温度， 同时适当增加分解炉用煤，对窑燃烧器 火焰形状及火点位置亦可做适当调整。 另外，还需采用轴流风机对红窑部位进 行降温。 (2)、掉砖红窑，对于这类红窑应立即采 取紧急熄火停窑措施。大面积掉砖红窑 时，窑速不宜过快，以防耐火砖前移。 四、煤磨系统的安全操作 1、煤磨系统在工厂之中的安全一直是 非常重要的一个环节，煤磨系统的安全 操作应放在生产控制的首位。首先要树 立“安全生产、质量第一”的观念，精心 操作。由于煤磨系统处理的介质是煤， 同时又是通过热空气(富氧)，极易引起 自燃和爆炸，所以，在煤磨系统的操作 中应注意以下几方面： (1)、系统一般都是采用零压或负压运转，故系统的 漏风一定要加强治理，以防煤粉自燃。