5000td预分解短窑100%无烟煤煅烧ASTM IIV型熟料的生产调试

1、5000t/d预分解短窑100无烟煤煅烧ASTM II/V型熟料的生产调试2009-5-14作者: 华林，江苏联合水泥有限公司 我公司5000td生产线扩建工程是由中材国际南京水泥工业设计研究院总承包按交钥匙方式进行的。2004年11月29日投料试生产，2005年1月710日进行熟料烧成系统的性能考核，系统实现连续72h满负荷运行，3d共生产熟料16773t，熟料产量5591td，烧成系统电耗22.0kWht，热耗308lkJkg，fCaO为0.79。出冷却机的熟料平均温度为53.5。各项技术指标达到合同要求。2004年开始，为降低生产成本，公司领导考虑用无烟煤作燃料。经院方对业主提

2、供的煤样进行常规检测、热分析测试和对系统进行局部改造，认为该无烟煤可作为本工程中的燃料。1  原燃材料采用石灰石、砂岩、砂岩尾矿、冶炼废渣(钢渣)及粉煤灰五组分配料，用无烟煤作为燃料。原材料化学成分见表l，煤工业分析见表2。表1    原材料化学成分    名称Si02A1203Fe203CaOS03K20Na20MgOLoss石灰石3.181.250.5152.120.100.170.O30.7l41.34粉煤灰51.9728.315.573.850.001.190.361.285.94砂岩88.054.282.141.5

3、40.000.760.160.621.94砂岩尾矿76.1510.664.081.230.002.230.130.553.88冶炼废渣13.862.3525.9842.900.000.070.038.031.56煤灰52.5032.355.663.801.341.280.730.980.OO表2      无烟煤工业分析名称Mar/MadAadVadFCad/Qnet,ad/(kJkg)贵州六枝矿7.600.6620.477.8771.1026213晋城南城铺矿7.800.3921.428.0470.1525929朝鲜11.600.8018.5

4、86.0174.6l27078试生产时，石灰石全部是民采民运，由于矿点较多，品质波动大，采用了不同矿点的石灰石按一定比例搭配预均化，保证了品质的相对稳定。由化验结果可知，进厂燃煤、石灰石、砂岩和砂岩尾矿品位均高。院方对原料的工艺性能进行试验，认为原料的有害成分的存在对系统的稳定运行不会产生太大的影响。2  系统主要工艺配置    主机设备参数见表3。表3   主机设备参数设备名称型号规格石灰石堆料机DC×110028.8，轨距 5m，堆料能力1100th石灰石取料机QQB90046，轨距 46m，取料能力900th生料磨UM

5、50.4N，主电动机功率3600kW，产能420th，R0.0912煤堆料机DC×25016.4，轨距 4m，堆料能力250th煤取料机QQBll025，轨距 25m，取料能力110th煤磨MPF2116，主电动机功率500kW，产能40th(磨损后期)，R0.0812预热器系统双系列五级旋风预热器+在线分解炉，C1：4-5200、C2、C3：2-6900、C4、C5：2-7200，分解炉：7500×33000回转窑5.2m×61m，主电动机功率800kW，斜度3.5，主传动转速0.383.8rmin冷却机NCR408，篦床面积 138.2m2，进料温度l 400

6、，出料温度：环境温度+60        石灰石、原煤预均化均采用长方形露天堆场，规格分别为： 45m× 200m和 23m×l 60m；储量分别为2×33000t和2×5000t。堆料机为悬臂侧式；取料机为倾斜桥式。钢渣、砂岩、砂岩尾矿和粉煤灰均储存在 28.5m×l 20m长方形联合储库内。生料制备系统采用日本UBE公司制造的分体式立磨。电除尘器为高浓度高负压型，规格为2×3112.54×90.4，处理风量 850000m3h。生料库为子母库，子库 8m，储量1600t；

7、母库 22.5m，储量14000t。RF55500旋风预热器采用大蜗壳、短柱体、偏锥防堵结构，其具有低阻、高分离效率和良好的防结拱堵塞性能。分解炉旋喷混合结构和分散燃烧技术使得气体、燃料和物料在炉内混合均匀，形成一个稳定的燃烧区，可有效防止局部过烧，造成炉内结皮。回转窑是国内最大规格的短窑，为2档支撑结构，其最大的优点是2档支撑静态布置，没有机械过载现象发生，支撑结构稳定，机械故障率较3档支撑要低。熟料库为 40m圆柱形，顶部为锥形筒库，储量为43000t。3  调试中出现的问题及有效处理3.1  生料制备系统3.1.1  石灰石取料机取料机跨距为 46m，耙架小

8、车行程 3.8m，因自身重，取料负荷大，易发生重大事故。试生产初期取料机的故障严重制约生料磨的运转，故障主要表现为：    1)取料刮板脱落刮板和链条连接采用螺栓、螺母和弹簧垫片方式靠人工用普通扳手拧紧，易造成螺栓张紧度不一。采取的措施：使用8.8级高强度螺栓和螺母更换原有的普通螺栓，用双螺母锁紧方式。M24螺母对应扭矩为500N·m，用扭力扳手拧至额定扭矩，保证刮板上每颗螺栓受力均匀，1天、3天和7天再分别复紧一次。这些措施采取后，问题基本被解决，链条只需每班加油润滑即可。    2)耙架小车侧挡轮轴频繁断裂，小车限位块摩

9、擦大梁侧壁由于石灰石颗粒 80mm以上只占5，大部分料粒不能随着耙钉的推动而自由滚动下来，造成耙架几乎埋入料堆，侧挡轮受到较大的侧压力。对耙架角度调整到适当位置后，液压缸工作压力趋于正常，侧挡轮和轨道有lmm以上的间隙，侧挡轮轴未再断裂，小车限位块和大梁侧壁有 3mm以上间隙。平时再根据天气及料颗粒情况对耙架角度进行适当的微调。现取料机一直工作较为正常。3.1.2  配料系统试生产初期，由于未能找到裙板给料机给料量和皮带称重机称重量相匹配的关系，加上各原料的裙板给料机进料口和皮带称重机进料口大小不一，使有的给料机和称重机变频电动机转速在100运行，而有的在20运行。造成称重机料量不够

10、或过多，生料出磨率值得不到稳定。在进料口安装调节闸板，对应磨机喂料量380th来调节各称重机的出口料，使裙板给料机和皮带称重机电动机在7080的转速运行。同时，在程序内修正比例参数，保证裙板机的喂料量和称重量相吻合。    改造后，称重机进料口溜子内有一定高度的料层，皮带秤料层稳定，出磨生料率值波动控制在有效范围。3.1.3  生料磨系统    1)选粉机轴承供油不够，致使缺油烧毁自动油脂供给系统安装在±0平面，选粉机轴承供油管安装最高点在+ 40.6m平面，管道弯头多、压力损耗大，供油压力调整到16MPa时，不断

11、有油脂从液压拉开杆头部关节轴承处渗出。2005年7月，选粉机上部、下部轴承和油封全部烧毁，拆开+ 40.6m平面的油管连接头，检查发现每次供给泵开启供油时只有几滴油脂溢出，选粉机轴承座内明显缺油。为此，改为现场手动加油，每天补一次。在中控设置轴承温度显示，设定选粉机轴承温度为l 00时系统设备跳停。通过此两项措施后，选粉机运转良好。    2)外循环斗式提升机锻造输送链负荷大、打滑被磨断半成品生料中大量铁质小颗粒，将磨机出口风管磨损漏风。原料进磨旋转锁风阀设计不合理，在使用不长时间内使进料系统大量漏风；斗式提升机驱动电动机跳停值设计不合理也是其中原因之一。最大输送

12、量1300th时对应驱动功率为229.6kW，而当时设定的高报值为435kW，延时10s跳停。此设定值太高，输送链条打滑时不能起到有效保护作用。大修时，用Al20356的耐磨陶瓷料在风管内作耐磨内衬；更换旋转锁风阀；设定高报值为250kW，延时l0s跳停，对磨机系统的联锁重新调整。通过以上改进，磨机产量有所提高，斗式提升机驱动功率从原来300320kW降至l80kW左右，链条不再打滑。3.1.4  煤磨系统    1)选粉机减速箱进煤粉选粉机减速箱非通用型，其轴承密封与磨辊轴承密封共用一台风机。使用不久，观察到减速箱油变黑，油内混有煤粉，带齿轮的轴承有异

13、音，选粉机晃动增大，检查发现轴承滚珠已磨损。更换减速箱油封，调节减速箱轴承密封风量和磨辊轴承密封风量之间的匹配后，仍未解决问题。原因为：总密封风量不能满足要求。后将2个密封风管完全分开，购置一台相同型号的风机专用于密封减速箱轴承，再在该风机进风管前安装一只蝶阀，调节进风量。改后未出现煤粉进入选粉机减速箱的问题。    2)磨辊辊面和轮毂打滑安装时辊面和轮毂间可能存在间隙，由于辊面存在较大的挤压力，和轮毂慢慢产生移位，并逐步加重。另外，这种装配形式存在打滑的可能。重新设计装配方式，将辊面改为两边对称的中间小两头大的锥形，再重新加工一对锥形环，原轮毂相对锥形环部位也对

14、应改为锥形。安装时，两锥形环分别安装在辊子两端的辊面和轮毂之间，两端用螺栓拧紧到额定扭矩。改后再没有出现打滑现象。3)不同矿源无烟煤对煤磨产量的影响在使用中发现，由于煤的易磨性不一，不同矿源的煤搭配比例不同，煤磨的产量也不同，最低时，喂料量在25th，最高时在45th。为此，先对各矿源来的无烟煤取50t左右单独粉磨，根据产量和热值的不同进行搭配，目前磨煤的喂料量能稳定在38th左右。3.2  烧成系统3.2.1  C3锥部堵料试生产初期，由于煤磨选粉机故障，煤粉细度未得到有效控制，R0.09筛余在10以上，投料后，C3下料撒料板严重积料，造成C3下料管及锥部堵料。清通后，再

15、次投料再次在原地点积料和堵料。原因为预热器内部都积有未燃烧的煤粉，C3的温度刚好使煤粉燃烧，产生局部高温使生料出现少量液相黏结在撒料板上，引起堵料。将旋风预热器锥部、撒料板、水平段和分解炉各角落沉积的生料粉、煤粉人工从上到下逐一清理干净；修理煤磨选粉机，控制煤粉细度R0.09筛余在4以下；在C3撒料板和锥部安装数只空气炮，5min振打一次；适当控制分解炉出口温度。采取上述措施后，预热器堵料得到有效根治。3.2.2  28 34m频繁结圈窑内结圈一直是困扰烧成系统稳定生产的主要因素，每次窑止料熄火再重新投料后，窑内28 34m范围内都形成大小不一的圈，最严重的一次为2005年11月份，

16、窑圈的长度为 6m，厚度为l .2m，处理结圈花费105h。主要原因为：1)由于对燃烧无烟煤短窑如何配置耐火砖未能摸索出经验。初期，镁铬砖被配置到 36m。镁铬砖的特性是极易挂窑皮，烧成工况波动时，液相就会提前出现，在 34m被黏上形成圈。2)无烟煤燃烧效果差。因停窑次数多，在升温和保温时，未燃尽的煤粉和煤灰沉积在 34m区域范围，投料后，沉积的煤粉形成局部高温，沉积的煤灰降低物料液相出现的温度。    3)结圈时的溢料损坏了窑尾密封，窑尾漏风加剧，窑内通风不足，煤粉后燃烧严重。大修时将窑尾密封整修完善，更换 36m区域镁铬砖为镁铝砖。保温时，多使用柴油，尽量少用

17、无烟煤，升温时，加大柴油的用量。在投料正常后，使用适量柴油助燃，同时，稳定配料率值和适当提高硅率。系统整改后，窑内结圈的几率大大减少。4)三次风管闸板使用寿命短，不能有效调节窑内通风。由于三次风是从窑头罩引入分解炉，没有经过旋风沉降室对熟料细粉进行沉降，其中的高温熟料细粉不断冲刷闸板上的浇注料，裸露的闸板中的耐热钢板经不住 900以上的三次风的烘烧而断裂。对此，利用停窑机会，在三次风管闸板下，不规则扔进一些废耐火砖，形状似一座小山，风能平滑流进流出。耐火砖高度占风管直径的13，使通风面积相对减小，阀板伸入风管内的长度可减少，从而减少了闸板的磨损。在闸板断裂部分后，可再调整进入部分，三次风闸板的

18、利用率也有所提高。3.3  系统参数的优化    生料磨、煤磨和烧成系统控制参数见表4表6。表4    生料磨控制参数喂料量(t/h)主电动机功率kW进口压力Pa磨内压差Pa进口温度出口温度振动值/m选粉机转速(r/min)研磨压力MPa38041027003100-200-300500055002903107585254538.543.06.O7.O表5     煤磨控制参数喂料量(t/h)主电动机功率kW进口压力Pa出口压力Pa振动值(mms) 研磨压力MPa3540350430-

19、200-300-6800-78002.54.09.510表6     烧成系统控制参数投料  量/(t/h)窑喂煤量/( t/h)炉喂煤量/(t/h)窑速/(r/min)窑头罩温度窑头罩压力Pa三次风入炉温度三次风管风门开度分解炉出口温度分解炉出口压力/Pa烟室温度烟室压力Pa高温风机转速(r/min)C1出口温度/C1出口压力Pa物料分解率/烟室含氧量/C1出口含氧量36039512.0 14.514.5  17.53.23.4950  1100-20-4090010003545890910-600-70010501150

20、-100-200740800335340-4600-49009193242.53.54  生产ASTM V型水泥熟料的体会4.1  ASTM V型水泥熟料率值的确定    ASTM II型和V型水泥标准化学成分要求见表7，我公司生产控制指标见表8。表7    ASTM型和V型水泥标准化学指标    熟料Si02A1203F0203MgOS03C 3AC4AF+2(C 3A)R20型206663806V型   62.35250.6表8  

21、  我公司生产控制指标熟料KHSMIMMg0fCa0R20普通0.880.922.42.61.51.7   型0.920.962.52.71.351.5531.50.6V型0.920.962.52.70.91.131.50.6由表l可知，我公司石灰石中Mg0含量低，硅质原料和冶炼废渣(钢渣)中碱含量低。经理论计算，能生产出符合ASTMV型要求的水泥熟料。4.2  工艺操作1)从普通水泥熟料到ASTM型再到ASTM V型，IM逐步下降，据此分34步，用10d左右的时间逐步调整熟料的率值，确保烧成系统处在一个稳定运行的状态。最终达到生产要求。2)短

22、窑的特点是对生料率值的稳定性较敏感。在开发ASTM型和V型熟料初期，要保证生料库存在高料位，使入窑生料的率值在较小范围波动。3)与普通水泥熟料相比，ASTM II型和V型水泥熟料为高KH、SM和低IM配料，液相黏度低，烧结范围窄，料不吃火，极易形成飞砂料，在操作中应注意以下几问题： 控制好分解炉出口温度在 900左右，分解率偏低控制，fCa0控制在1.0±0.2， 抑制物料的液相提前出现，不使生料粉黏结在C5筒壁及下料管上；注意窑筒体温度变化，可以每2h测量一次，防止由于原燃料的成分波动使液相提早出现，引起窑后结圈；    窑速可偏上限控制，可防治窑轻微后结