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优化烧成系统工艺操作技术中文摘要：随着日产5000t熟料的新型干法窑的兴起和成熟，如何选择最佳的工艺操作技术如何能更好的提高水泥窑的运转率显得尤为重要，也有待大家共同探究，以期达到交流、共同进步之目的。本文从实践出发，根据三狮的处理经验和操作体会及收集的相关资料，从烧成系统的几点操作及常见故障的预防和处理的方法上进行一些粗浅的分析。关 键 词：新型干法窑 工艺操作技术 故障Abstract： Produce along with the day a familiar anticipate new to fuckthe rise of the method kiln with the maturity, how to choose the best craft operate how technique is can be better to increase the cement kiln revolves the rate seems to be particularly for importance, also treating everybody to investigates together, attaining the purpose of the exchanges, common advance with the period.This text sets out from the fulfillment, according to three lions handles experience with operate to realize and prevention of the operation and familiar breakdown with processed method ascend proceed Some superficial analysisKeywords: new type try divisor stove technics operate technique malfunction前 言三狮水泥股份有限公司7#窑系统是带TDF分解炉的五级双系列旋风预热器窑，设计能力日产熟料5000t。投产几个月以来，经各方面的努力操作技术在不断的进步，但也存在着问题，窑的运转率也有待更进一步的提高。随着日产5000t熟料的新型干法窑的兴起，如何选择最佳的工艺操作技术，如何能更好的提高水泥窑的运转率显得尤为重要，也有待大家共同探究，以期达到交流、共同进步之目的。本文从实践出发，根据三狮的工艺操作技术、处理经验及相关的资料，从几点操作及常见故障的预防和处理的方法上进行一些粗浅的分析。下面分窑头、窑中、窑尾三部分来介绍。正常情况下的烧成系统的主要的工艺参数见表1。表1 烧成系统的主要工艺参数1投料量330350t/h2窑速3.23.6r/min3窑头罩负压2050Pa4入窑头电收尘风温2505二室篦下压力58006400 Pa6五室篦下压力48005700 Pa7八室篦下压力30003700 Pa8窑电流400700A9烟室温度950105010烟室负压100300 Pa11C5出口温度85087012 C5下料温度83085013烟室O2含量：13% CO0.3%14分解炉出口O2含量：24% CO0.3%15分解炉出口温度87089016三次风温85017C4出口温度78080018C3出口温度66069019C2出口温度52054020C1出口温度3252021C1出口负压45005300 Pa22高温风机出口负压100200 Pa23窑筒体最高温度35024出篦冷机熟料温度65+环境温度25生料入窑表现分解率90%第一部分 窑尾部分1.升温和投料当耐火材料烘干完成后继续升温至窑尾温度700800时应兼顾预热器各级温度，注意C1筒出口温度，防止入高温风机废气超温，适时启动分解炉喂煤系统，当分解炉喂煤系统启动后尾温升高较快，在C1筒出口温度达到450时可立即组织投料。窑尾烟室温度在投料初期可控制在9501000范围内,当尾温超过1050时，窑头煤必须及时采取措施并应检查烟室和分解炉缩口结皮的情况，如发现结皮应及时清理。通过生料固体流量计监控初始投料量在150t/h200t/h左右，如果C1出口温度曲线下滑说明生料已入预热器，此时应控制喂料量以保持窑尾烟室温度。2.C1出口气体的控制（1）预热器出口O2含量控制在3%4%，CO控制在0.2%以下，NOX控制在3%4%，需要指出的是对CO的监控尤其要严格。因为一旦CO含量超过0.2%时，窑尾上升烟道的结皮速度加快，对生产带来不利影响。（2）温度控制：为了保证窑和分解炉燃煤的需氧量，使其CO含量降到最低（窑尾使用电收尘时需要更加注意，因为CO含量高时，易发生爆炸，）需要有对应的风量，应最大限度的降低系统拉风量来降低C1出口气体温度。（3）选择适当的C5出口气体温度与分解炉出口气体温度的设定值C5出口气体温度的控制范围一般为850870。选择一个最佳的温度值对回转窑的操作非常重要，该温度对入窑物料分解率、窑功率、窑头与分解炉用煤比例及熟料的结粒度和f-CaO合格率都有很大的影响。C5出口温度选择高值时，除提高了生料入窑分解率之外也可能导致分解后的物料在窑内过早的出现液相，或者有结大块的弊病，使窑功率大幅度增长，整个热工制度发生了变化，造成两端喂煤的比例失调，严重影响了熟料的质量。选择低值时，分解率低，易跑生料。而C5出口气体温度与分解炉出口气体温度密切相关，分解炉气体温度控制在870890范围内，这就要靠调整分解炉的喂煤量来控制。（4） 预热器的堵塞分析预热器堵塞的原因有以下几方面：a) 浇注料或者结皮部分的垮塌b) 内筒烧损脱落c) 挡板烧损或断裂脱落d) 温度高，有害成分含量高e) 下料锁风阀漏风，下锥体结皮f) 分解炉的煤粉没有充分燃烧，物料粘性增大，渐积于锥体，没有及时清堵g) 锥体负压急剧减少，下料温度下降，出口温度上升及时发现旋风筒堵塞，可以减少处理难度和减少劳动强度，缩短停窑时间。一旦确定堵塞应立即停窑，停窑四小时内禁止拉大风，应人工捅堵。各级预热器的温度急剧上升或者下降就是预热器堵塞的重要征兆，压力指示的变化也可以推断出一些异常现象，中控操作员要及时通知现场岗位工检查锥体是否出现正压或零压。（5） 分解炉、烟室的结皮结皮原因分析结皮主要是由煤灰渣熔结其它物料而形成大块。一般来说分解炉和烟室结皮的形成主要是由以下两方面的原因造成：A、燃煤的焦渣特征情况。只有焦渣特征值大于一定等级时方能形成具有一定强度的煤渣结皮。B、分解炉内燃料起火速度快，炉内存在倘流造成温度场分布不均，局部温度过高。三狮7#分解炉缩口、烟室顶部结皮严重，时常需要停窑捅结皮。结皮表现烟室负压降低或者分解炉出口负压升高或者温度急升。结皮具有以下特征：A、结皮主要是由煤灰渣熔结其它物料而形成的大块。B、结皮产生时分解炉锥体部位物料分布较为均匀，不存在倘流现象。结皮期间分解炉运行的特征分解炉内煤粉的燃烧根据其特点应属于辉焰燃烧。从外观上判断火焰浊红。煤粉较为均匀的与物料混合燃烧。7#一般控制分解炉出口温度870890，物料分解率为90%95%。在正常的情况下，适当增加分解炉的喂煤时，分解炉出口温度及物料分解率皆有所提高。在分解炉结皮期间，分解炉体测温点由于被结皮包裹，无法实测，分解炉出口温度偏低，一般在860以下，物料分解率保持在90%左右。在提高炉内喂煤的情况下，分解炉出口温度基本上未发生变化且造成五级筒锥体温度偏高。在结皮期间，通过分解炉锥体连接法兰变形处观察炉内情况，发现锥体部位炉内发亮。在分解炉的优化操作中，应以充足的空气及良好的流场结构来确保炉内物料适宜的料气滞留时间以及物料的均匀分布，从而实现出炉物料的分解率，在实际的操作中应尽可能确保分解炉内温度场的稳定、合理，避免因倘流或者原燃材料波动较大等造成炉内温度场的不稳，从而保证系统的良好稳定运行。在停窑处理结皮时应注意安全，防止正压喷物伤人。 第二部分 窑中部分1.点火升温通常情况下，每次点火升温都要求工程技术人员制定合理的升温曲线和翻窑的频次，统一班次操作，保证耐火砖和窑筒体不受损坏，升温过程应遵循“慢升温，不回头”的原则。为防止尾温剧升，应慢慢加大喷油量或喂煤量，并注意加强窑传动支撑系统的设备维护，仔细检查各润滑点润滑状况和轴承升温、窑体的窜动。表2为7#回转窑升温制度，表3为升温转窑制度。表2 升温时间烟室温度全新窑衬 正常升温常温200 8h200 16h 常温800200600 16h 10h600 24h600800 8h800 8h 2h表3烟室温度（）转窑间隔（分）转窑量（转）200400601/4500600301/4600700151/4700800101/4大于800低速连续转窑 注：下雨时，时间减半；现场用慢驱动转窑。2.烧成温度的控制回转窑的监控参数很多，但由于许多参数相互关联，互为因果，因此在操作中必须抓关键参数、重点掌握。反映烧成温度的主要参数有窑前温度、窑头罩温度、二次风温、三次风温、窑尾烟室温度、窑功率，正常情况下的工艺参数可参看表5。这些参数从不同的角度和时间差反映了窑内热工制度的变化，不论哪一个参数出现波动，就应迅速查看其它参数的变化情况，综合分析作出正确的判断，可及时适当的调整窑头、窑尾喂煤量或者适当调整窑速或喂料量。3.筒体温度的控制窑筒体温度一般控制在小于350，挂好窑皮后通过调整火嘴位置及火焰的形状维护好窑皮，在筒体内部增加保温层来降低筒体的温度，其次是在筒体外部增加冷却风机，进行强制风冷，据冀东水泥厂实践证明，外部风冷却把筒体温度控制在设计值外，还会对维持窑皮的稳定和补挂窑皮有促进作用。筒体温度过高应注意“红窑”现象的发生，关键在于保护窑皮。保护窑皮从操作的角度来说，要掌握合理的操作参数，稳定热工制度，加强煅烧的控制，避免烧大火，烧顶火，严禁烧流及跑生料。入窑生料成分从难烧料向易烧料转变时，当煤粉的热值由低向高转变时，要及时调整有关参数，适当减少喂煤量，避免窑内温度过高，保证热工制度的稳定过度，另外要尽量减少开停窑的次数，因开停窑对窑皮和衬料的损伤很大。保证窑长期稳定的运转将会使窑耐火材料的寿命大大提高，有助于窑筒体温度的控制。4.窑转矩窑转矩是衡量窑运行正常与否的主要参数，正常情况下控制在400700A左右。如图1是记录仪绘出的窑转矩图，从中可以分析窑的操作情况。图中，a粗细均匀、过度平稳。表明窑内 热工制度稳定，运行良好。图中，b虽然粗细均匀，但有毛刺。表明窑内液相量太多，有可能结蛋。这一般是因为配料的不当引起的，（铝率配的过高），或者是烧成温度控制太高所致。图中，c较细，波动不够大。表明窑内粉料较多，物料翻滚不够，只是滑动。这样会磨损窑皮进而损伤耐火砖，如果操作不当，容易窜料和跑生料。此种情况一般是因为配料不当（硅率较高）或者是烧成温度不够所引起的。图中，d较宽，波动值偏大。表明窑内窑皮结的不均匀。图中，e有明显的断层，断层处即是掉窑皮的时刻。此时，窑系统热工制度破坏，必须采取处理措施。图中，f很细，且有规律的大起大落呈正弦波。可以肯定这是窑内前圈结的很严重，导致出窑熟料时多时少。多时冷却机料层较厚，二次风量显的不足，窑内燃烧不完全，窑转矩即下降。当这股料走完后，二次风量开始回升，窑内状况明显好转，窑转矩开始回升，如此循环。此时必须采取措施，设法烧垮前结圈。图15.窑速窑速是调整窑系统的主要参数，但又是操作者最不愿意调整的参数，因为窑速的突然变化会引起窑内物料填充率的变化，进而破坏窑系统的热工制度，表3是不同喂料量下的窑速。实际操作中应力求窑速的稳定（同一喂料量）。目前，普遍认为窑速稍快为好，这符合“薄料快烧”的观点。 表4喂料量t/h180200220240260280300320340370窑速2.02.22.42.62.83.03.23.43.53.6第三部分 窑头部分1 窑头喷煤管7#窑头采用三通道喷煤管，用一台处理风量为50.3m3/min，风压78.4kpa的罗茨风机，同时供应内流风、外流风与送煤风。1.1喷煤管的定位火嘴的标准位置是与窑筒体同中心，在这个位置有窑功率低、窑皮均匀、厚度适中等优点，但对维护好前部的窑皮、使该部位的耐火砖有较长的使用寿命来说是不够理想的，因此许多厂在定位喷煤管时稍微压低一些，压低值应适当，如果火嘴过于偏下，会在815m处结厚皮，还会造成熟料烧失量的增加。目前，新型干法窑普遍采用三通道煤粉燃烧器，其合理的定位和正确的使用将直接影响熟料的产、质量及窑皮、窑衬、热耗等，下面介绍一种简单易行的喷煤管定位方法的 原理：图2中，BE和FC是分别平行与X轴和Y轴的弦。根据平面几何原理很容易证明：点A的坐标为（ （BA-AE）/2，（FA-AC）/2 ）。所以在实际的应用中，只要能测出平行与坐标轴的弦被点A分割成的两段之差（即BA-AE和FA-AC），即可求的A点坐标，并进行合理的定位。 图2注意，断面定位时，不宜测喷煤管中心距耐火衬热面的距离，因为耐火衬表面受施工质量、生产损耗等情况而变化较大，应选择一个固定不变的圆周；生产中应视窑皮及煅烧的情况，对喷煤管位置作细微的调整。1.2一次风量的使用一次风量过小会使煤粉燃烧速度慢，火焰长而无力，一次风量过大，火焰粗短，造成急烧。但在保证火焰完好的情况下，还是要尽量减少一次风量，寻找最佳的风量。7#把一次风压力控制在25000Pa左右，从而调整风机的转速，调整一次风量，并没有找到最佳的风量，窑皮保护不好，时常掉，窑尾烟室结皮严重，火焰有时候发飘无力，更多的时候是发白、刺眼。2 篦冷机7#采用的是水平推动篦式冷却机，其规格型号如表4 表5型号TC-12102生产能力5000t/d篦床的面积1193m3入料温度1371出料温度65+环境温度传动段数、室三段九室传动电机型号Y280S-4-B 35 功率 75KW 转速 1480r/min熟料破碎机型号 10003300mm 生料粒度25mm其设计的工艺特点是：采用厚料层冷却技术；合理配冷却风；良好的锁风；自动控制和安全监测。2.1一室压力是一个重要的参数一室压力控制三段篦床的速度，在风量一定的情况下，篦下压力取决于料层厚度和熟料煅烧情况这两个因素，而它们又分别受到若干因素的影响，在运行中，它们一直是变化不定的这些变化首先作用与一室，反映到一室的压力上。因此，用一室压力控制三段篦床的速度有其合理性，这样可以通过及时的调整篦床速度，改变或稳定料层的厚度来保持料层阻力不变或少变，稳定冷却机的风量。通常情况下，一室压力比较稳定，整个系统运行状况良好。然而，一室压力也有稳不住的情况，如在预热器或窑的热工制度出现大的波动时，预热器、窑、篦冷机三者之间相互影响，使波动周而复始，产生恶性循环，出现这种情况如采取措施不得力，对冷却机是非常不利的，因为当颗粒小的熟料过来时，一室压力升高，速度加快，料层变薄，有可能烧损篦板。一般情况下，一室压力高是由于系统温度低造成的，但也有相反的情况，这就是进入篦冷机的熟料温度过高或者料粘结度过大，二次粘结在一起。由于其渗透性极差导致一室压力高，尽管篦床以最大速度运行也降不下来，在这种情况下，如果按照常规处理，继续提高系统温度，反而会适得其反。窑内大量掉窑皮时要特别注意一室的压力，要手动篦速和适量减少喂料及窑速，避免压住熟料拉链机。这种情况下在中控室比较容易判断：（1）窑二次风温稳中有升；（2）排出气体温度过高；（3）除了一室压力高以外，其余各室压力均不高；（4）掉窑皮窑的功率明显变化：前部掉，功率减小；后部掉，功率大。2.2篦速的控制7#篦速控制的原则是：一段篦速，由二室篦下压力控制，即压力控制在55006400Pa；二段篦速，由五室篦下压力控制，即压力控制在48005700Pa；三段篦速，由八室篦下压力控制，即控制在30003700Pa，当然篦速的控制还需要根据具体的熟料结粒等实际情况来进行相应的调整。2.3.关于篦冷机“堆雪人”“堆雪人”的原因是多方面的。或是出窑熟料的温度过高、发粘。出窑熟料的温度过高的原因很多，如煤落在熟料上燃烧、喷煤嘴过于偏向物料、窑前温度控制过高，落入冷却机后堆积而成“雪人”，或是熟料结粒过细，且大小不均，当窑满负荷高速运转时，大小不均的熟料落入冷却机时产生离析，细粒熟料过多的集中使冷风不易通过，失去高压风骤冷而长时间在灼热状态，如此不断堆积而成“雪人”；或是铝率过高，熔剂矿物的熔点变高，延迟了液相的出现，使出窑熟料发粘。一旦冷却机“堆雪人”后果是很严重的，出现二次风量严重不足，窑内无法充分燃烧，窑转矩下跌，熟料黄心。如果“雪人”小，易到掉的话可采取降产量、打开孔门捅或是用高压空气。如果“雪人”大，需停窑处理，可用高压水枪先使其破裂。对待“雪人”的问题，应是以预防为主，强化配料方案，减少入窑生料的波动，防止易堆“雪人”的物料入窑，控制好烧成温度。2.4.篦冷机“红河”的解决途径“红河”除了造成篦板损伤外，还反映在出篦冷机的熟料没有得到冷却，影响熟料的输送、储存、粉磨和水泥的性能。“红河”的起因较复杂，其解决的方法也是多样化。解决的措施是：首先应从原料性能和热工操作上解决，使窑内熟料结粒均匀，从根源上解决料层透风的均匀性，才能更好的解决“红河”的问题。但各厂生产受各种条件的制约，很难对原料和操作作大的变动，在此情况下对篦冷机可采取改变通风方式和改变篦板形状来减缓“红河”状况。（1） 改变原料性能在不影响熟料强度和性能的前提下，适当改变配料值，如降低KH值、硅酸率，将铝率接近1.63，提高液相量。（2） 改善窑的操作尽量提高入窑物料的分解率，改善篦冷机的操作