新型干法窑常见工艺故障原因分析及应对措施

新型干法窑常见工艺故障原因分析及应对措施窑内形成厚结皮或后结圈(一)现象:1、窑尾负压升高。当窑皮长厚或形成后结圈时，窑内通风断面减小，风速高，阻力大，致使窑尾负压升高。2、窑内通风不畅，窑前返正压，窑前煤加不进去。由于火焰后部结圈，通风断面缩小，影响窑内通风，窑前成正压状态，因窑内通风不畅不能满足正常用煤量所需要的氧气，迫使窑前减煤(不减煤，就会造成煤粉不完全燃烧，温度更低)。3、回转窑电流高。当窑皮长厚或后结圈时，一方面窑本体加重；另一方面，圈后的物料填充率增大以上两个原因导致回转窑的电流升高。4、窑尾温度降低。因火焰伸不进去，煤加不进去，势必导致尾温降低。5、出窑熟料减少。因有一部分物料粘附在窑皮上，一部分滞留在圈后，与正常生产的入窑生料量和出窑熟料量不成正比。(二)原因:1、生料的液相成分高。熟料矿物中要有一定的液相成分。如Al2O3、Fe2O3、硫、碱、以及一些微量元素。当液相量过高时，一方面共熔点温度降低，液相早出现；另一方面液相量大，液相粘度增大(尤其是Al2O3高时),就会使窑皮加厚加长，若不及时处理就会形成后结圈。2、煤质差，煤灰分高。煤质差，一方面煤粉燃烧速度慢，火焰长，导致窑皮长;另一方面，煤灰分高，有害的液相成分高，造成物料的粘结，窑皮加厚。3、煤粉不完全燃烧。窑前的煤粉必须完全燃烧，若出现不完全燃烧现象，窑内就会出现还原气氛，还原气氛会使三价铁还原二价铁，液相粘度增大，窑皮加厚。4、喷煤管的火焰长而不集中。火焰长，窑皮就长，窑皮过长就为结圈奠定了基础；一旦生料成分发生变化或操作不当，就会形成后结圈。(三)应对措施:一旦如前述异常现象出现时，我们就可以判断有形成长厚窑皮或后结圈的可能，有针对性地采取相应的措施，就会转危为安。具体措施如下:1、调整生料成分。根据化验室提供的生、熟料全分析结果,若液相成分或有害成分高，应通知化验室及时调整生料指标，尤其是要提高硅酸率的指标。2、若煤质差，可根据情况采取以下两个措施:A、更换质量好的煤;B、调整喷煤管的火焰。加大内风的比例，加强风煤混合，使煤粉快速燃烧，缩短火焰。3、保证煤粉完全燃烧。当形成长厚窑皮或后结圈时，窑内通风不良。此时，应减料，加大排风，保证煤粉完全燃烧所需要的空气。若煤粉不完全燃烧，会加剧结圈，其结果是导致停窑，人工处理结圈。4、冷热交替处理。当已确认窑内形成结圈时，可采用冷热交替法进行处理，具体做法是：先将火点后移(喷煤管向窑内推进，加大排风，在保证煤粉完全燃烧的情况下尽量加大煤量)，减少入窑生料量，连续烧3—4小时，然后将火点前移，连续烧3—4小时，此种办法交替进行，此种方法采用了热胀冷缩的原理，若结圈不很严重时，可使结圈自动垮掉。窑尾缩口结皮及烟室斜坡积料(一)现象:1、分解炉压升高。不管是窑尾缩口结皮还是烟室斜坡积料，均使通风断面缩小，阻力增大，致使分解炉负压升高。2、窑尾出现正压。因缩口结皮或斜坡积料影响通风，使窑内形成正压。3、窑前火焰发憋，煤量加不进去。由于窑尾阻力大，窑内通风不畅，致使火焰发憋，通风不畅，供煤粉燃烧的空气不足，迫使减少煤量。(二)原因:1、生料中挥发性成分高(如硫、碱、氯离子等)。当硫、碱、氯成分高时，就会在窑预热分解系统形成碱循环、硫循环、氯循环(当温度高时成气态，当温度低时成固态)，在窑尾缩口或烟室富集并粘结生料形成结皮。2、窑尾温度高。C3A、C4AF形成液相的温度为1100—1200℃，当窑尾温度超过1100℃时，将有大量的液相出现，导致缩口结皮、斜坡积料。这就是为什么窑尾温度控制在1050℃左右的道理。3、煤质差。低质煤不易燃烧，容易产生还原气氛和二次燃烧，导致粘结结皮。(三)应对措施:1、选择挥发性成份低的原料。如生料中，R2O＜1％,Clˉ＜0.02％,S＜2％，硫碱比＜1。2、控制好窑尾温度。窑尾温度最佳控制温度为1050℃,严禁超过1100℃。3、选用较好发热量的燃料。一般要求:热值不低于5500Kcal∕Kg，灰份不超过30％。预热器堵塞（一）现象：A、预热器锥部负压降低或出现零负压。预热器的堵塞一般是从下料管或预热器的锥部开始的，不管是物理堵塞还是化学堵塞，均会使锥部负压管阻力增大，负压值降低；当负压管完全堵塞时，阻力无穷大，负压值为零。B、锁风阀不闪动。正常情况下，预热器的锁风阀在料流的冲击下有规律的闪动。当出现不闪动时，说明下料管内料流停止，预热器堵塞。C、下一级预热器（或分解炉）温度升高。如四级预热器发生堵塞，就会造成分解炉内因断料而温度快速升高。五级堵塞，窑尾温度升高。（二）原因：预热器的堵塞分为物理堵塞和化学堵塞。1、物理堵塞A、预热器内部的耐火材料垮落，将下料口堵死。B、预热器内筒因氧化磨损或安装不牢而坠落，将下料口堵死。C、锁风阀因轴窜或轴抱死不能活动而积料。D、检修预热器时因下料管内杂物未清理干净而积料。2、化学堵塞A、温度过高。温度高，液相出现早，物料发粘，形成结皮堵塞。如分解炉内煤粉不完全燃烧，部分煤粉跑到五级预热器内燃烧，就会出现温度倒挂现象（五级温度高于分解炉温度），分解炉煤粉不完全燃烧是造成五级预热器化学堵塞的主要原因。B、原、燃料中挥发性成分过高。当挥发性成分高时，就会在预热分解系统造成碱循环、硫循环、氯循环，在预热器锥部富集粘结生料粉造成结皮堵塞。四、篦冷机堆“雪人”所谓篦冷机堆“雪人”，是指篦冷机高温段的出窑熟料粘结在一起，并不断堆积，形成象“雪人”状的高温熟料堆。若不及时发现处理，将会导致停窑，人工进篦冷机处理。（一）现象1、高温充气篦板的高压风机压力升高。2、熟料冷却效果差，风温降低，过剩风温升高。3、大窑落料点的料层增厚。（二）原因1、熟料液相成分高。如熟料中的C3A、C4AF液相矿物含量高时，一方面，熟料结粒粗，篦层上的熟料层布风不匀（大窑落料点熟料颗粒细，阻力大，透风少；边壁熟料颗粒大，阻力小，透风多），大窑落料点的熟料因透风少，不能快速冷却而粘结成堆；另一方面，液相矿物含量高时，熟料颗粒表面发粘，颗粒之间相互粘结。2、窑前温度高。回转窑窑前要有一定的冷却带，烧成的熟料经过冷却带得到适当的冷却,使熟料颗粒表面温度降低至1300℃以下。若窑前温度过高,出窑熟料颗粒表面温度降不下来,落到篦冷机的熟料就会粘结。3、篦冷机高温端的高压风机风量少。高温端的熟料必须快速冷却，快速冷却的条件是必须有足够的冷却风量。若冷却风量不足，熟料不能得到快速冷却,就会相互粘结。4、篦冷机一端篦床的篦速过低。篦冷机的篦速要与出窑熟料量成正比关系，其控制原则是保证适当的料层和一定的风压。当出窑熟料量大，一端篦速低时，高温端的料层加厚，料层阻力大，冷却风量少，熟料不能得到快速冷却，高温熟料就会相互粘结。（三）应对措施1、控制熟料的液相矿物的含量。对于预分解窑来说，由于碳酸盐的分解大部分(90％以上)在窑外进行，回转窑的烧成能力增强，其液相矿物含量可以适当提高。目前，预分解窑一般采用“两高一中”(高硅酸率、高铝氧率、中饱和比),采用高硅酸率的目的,一方面可提高硅酸盐矿物的含量，提高熟料的强度；另一方面,降低液相矿物,使熟料颗粒细小均齐，有利于熟料的快速冷却。2、控制火焰的形状和温度。熟料的烧成要有合理的火焰的形状和温度，若火焰短粗，就会形成短焰急烧，此时的火焰、窑皮、出窑熟料温度都高。解决的措施是:加大排风,拉长火焰，适当增加煤管的外风。3、适当加大篦冷机高温端的冷却风量。一般情况下,篦冷机的操作应尽量开大高温端的高压风机，以使出窑高温熟料快速冷却，既可避免篦冷机堆“雪人”的发生,又可提高熟料强度和易磨性,还可提高二次风温度。4、控制合理的篦床篦速。所谓合理的篦速是指篦床的运行速度要与出窑的熟料量、熟料的温度、熟料的结粒情况相匹配。当出窑的熟料量增多，熟料的结粒不均齐，这时，应适当加快一段篦床的篦速，其他篦床的篦速也要相应加快。反之，应适当减慢篦速。五、预分解窑塌料塌料是预分解窑生产中经常遇到的一种不正常现象，其表现特征是在极短的时间内,有一段料失控下落，从分解炉底部卸出,下落物料经窑尾进入窑内,使窑内未分解生料增多,窑头烧结困难，熟料质量差，塌料严重时，生料可直冲窑头，造成窑头返火，甚至从窑头罩或冷却机冲出高温红料。此外，由于塌料引起风、煤、料不平衡，热工制度破坏，影响正常生产的进行。造成系统塌料主要有三个方面的原因：预分解系统结构问题、生产操作控制问题和喂煤系统的问题。1、预分解系统结构问题及其改进(一)合理风速的问题我们认为预分解系统各部分风速不能太低，对于发生塌料的预分解系统，应验算其不同产量时的各部风速，若局部风速太低，则可根据情况对其进行处理，或改造设备，或增加局部内衬厚度以缩小通风面积，使其达到生产要求。预分解窑生产时,燃烧空气分别从三次风管和窑通过。为了保证窑、炉燃料的正常燃烧，又保证窑头良好的火焰形状和分解炉内较好的携带物料，入窑二次风和入炉三次风必须按合适比例分配，并使各部分风速达到合理取值，特别是分解炉喷腾口和炉内气体要达到一定的流速，才能有效携带物料，避免分解炉塌料。生产中主要是通过调节三次风管阀门或窑尾缩口规格不合适或调节范围过小，生产中不能按操作要求调节，就会使两股风不匹配，影响窑炉正常煅烧,也影响分解炉内气体带料能力,若喂料量不当时,很容易引起分解炉内物料塌落。为避免分解炉塌料,我们建议合理风速值可见下表(单位:m/s)旋风筒连接风管喷腾型分解炉

DD分解炉分解炉下缩口4-6

15-20

5.5-7

8-10

>35.0(二)各级旋风筒散料装置结构和安装位置问题理论上讲，撒料板的作用一是消除物料下冲动能并抛散物料；二是深入风管内阻挡气流，使撒料板下面的上升气流受阻挡后，挤向撒料板周围绕行，形成一股流速较高的绕行气流，有利于冲散和托升物料。撒料装置的形式、大小、倾角的度数和撒料板深入风管的长度，撒料板距旋风筒进口距离等几个参数是影响撒料效果的关键因素。若撒料板设计太小或合适，则不能有效分散成股物料，当风管风速稍低时，就有可能托不住下冲成股料，使物料直接掉入下级旋风筒，此过程物料积聚，料量增大，又有较大的下冲力从分解炉卸入窑内，成为塌料。对因撒料装置结构或安装位置不当导致的系统塌料,一般可增加撒料板长度,对于撒料板安装位置的调整，因受现场限制比较困难，可以通过适当加长下级旋风筒内筒来解决。(三)旋风筒下料管及其翻板阀的问题旋风筒下料管和翻板阀如果出现问题也会导致塌料。首先考虑下料管，设计直径过小或下料管因结皮造成管径缩小会造成阻塞，但料管中的填充率也不能太低，应使下料管配上合适的翻版阀能起好的锁风作用。翻板阀的阀板开口过大，阀体位置不当，阀板翻动不灵活或烧坏等，其锁风效果就很差。旋风筒间就会产生内漏风现象，使旋风筒分离效率下降，一部分物料随气流进入上一级旋风筒，一部分在旋风筒内形成循环积聚，积到一定量时,成股卸出旋风筒到下面各级旋风筒和风管内不能很好分散,导致系统塌料。另外,内漏风使窑和分解炉高温气体直接进入上级旋风筒,使其易结皮堵塞也会产生塌料。其次下料管的布置，若拐弯过多或角度太小，则生产中容易结皮、下料不畅、不稳，产生脉动，成股下料，也会产生料短路而引起塌料。从解决塌料问题出发，我们要考虑旋风筒下料管的走向布置、空间角度、管径及锁风阀等因素。各管段空间角度尽可能大于55度，锁风阀一定要严密锁风，翻动灵活。配重不要太轻，尽量不设在下料管的小角度段上。这样，尽可能减少系统内漏风，也是解决塌料的一个重要途径。2、生产操作控制问题及其改进烧成系统生产操作不正确，也会引起窑系统的塌料，常见的问题有:(一)长时间低产量运行在窑系统点火升温挂窑皮阶段，窑系统要低产量运行，在某些特殊情况下(如烧成系统辅机有小故障；煤料临时供应不上；熟料库满等。)也习惯低产量运行,此时系统用煤、加料量均较正常情况低,系统用风量也必须降低，使旋风筒及连接风管各处的风速降低，塌料情况较易发生。为了避免上述情况的发生可适当加大系统过剩空气系数，尽管生产不经济合理，但尚可维持生产。因此预分解窑的生产操作要尽量避免低产量运行，在点火升温或窑况不好时，操作人员应对系统进行全面分析，作出正确判断，尽快跨过低产量阶段,达到正常生产。(二)系统结皮积料的影响窑系统在运行一段时间后，某些部位必然要产生结皮或积料，窑尾烟室和分解炉缩口就是非常关键的部位，窑尾烟室斜坡有积料，回转窑内通风减小，缩口处的喷腾风速就会降低，产生塌料；缩口结