2000t/d窯外分解窯生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)
浩良河水泥廠整條生產(chǎn)線由南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),生料粉磨采用沈陽(yáng)重型機(jī)械廠制造的MPS3150型立式磨;燒成采用離線噴騰型分解爐窯;制成采用Φ3.8m×12m管磨機(jī)和R12.5-140/105型輥壓機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。
燒成系統(tǒng)于1995年6月10日一次點(diǎn)火成功,生產(chǎn)出第一批合格熟料,但這以后一波三折,于1995年末才通過(guò)72h考核,以后又經(jīng)過(guò)數(shù)次分析調(diào)整,運(yùn)轉(zhuǎn)率略有提高,但一直徘徊在60%左右。針對(duì)有關(guān)情況,我廠對(duì)系統(tǒng)做了相應(yīng)的調(diào)整和有關(guān)設(shè)備改造。
1 主要設(shè)備
燒成主要設(shè)備見(jiàn)表1。
名稱(chēng) | 型號(hào)規(guī)格 |
---|---|
預(yù)熱器 | 單系列NH型C1、C2:Φ5 300mm,C3:Φ5 500mm;帶膨脹倉(cāng) C4、C5:Φ5 500mm |
分解爐 | 離線噴騰型 Φ5.0m×17m |
回轉(zhuǎn)窯 | Φ3.95m×56m,斜度:4% |
篦冷機(jī) | Fuller型,有效面積48.6m2(沈陽(yáng)水泥機(jī)械廠制造) |
喂煤系統(tǒng) | 0~8t/h申克秤(常熟機(jī)械總廠引進(jìn)技術(shù)) |
窯頭燃燒器 | 0~9t/h PYRD-JET型三通道噴煤管(德國(guó)) |
高溫風(fēng)機(jī) | 988r/min雙吸式,功率1 600kW 液力偶合器調(diào)速 |
2 改造情況
2.1 喂煤系統(tǒng)的改造
窯爐喂煤系統(tǒng)采用申克秤(0~8t/h)配F-K泵,利用申克秤所測(cè)喂煤量與設(shè)定值相比較后自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)速螺旋喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整下料量(最高可達(dá)80r/min)。由于煤粉倉(cāng)進(jìn)入雜物,倉(cāng)內(nèi)煤粉自燃出現(xiàn)煤渣以及煤倉(cāng)冬季結(jié)露。另外袋除塵器燒毀后不能使用造成系統(tǒng)處于正壓狀態(tài),秤計(jì)量不準(zhǔn),反饋慢等,使調(diào)速螺旋喂料機(jī)失速,經(jīng)常出現(xiàn)跑煤事故,造成窯內(nèi)爆燃回火,煙室高溫結(jié)皮,C5內(nèi)筒燒毀等事故。
改造首先在煤粉倉(cāng)原有保溫巖棉的基礎(chǔ)上纏加電熱帶來(lái)防止冬季結(jié)露。將原去袋除塵器的收塵點(diǎn)改為直接入煤磨電除塵器,通過(guò)控制電除塵器入口負(fù)壓和調(diào)整在收塵管道中安裝的手動(dòng)閥來(lái)調(diào)整喂煤系統(tǒng)的負(fù)壓狀態(tài),克服了出現(xiàn)正壓情況(如圖1)。另外我們將原葉片磨損的螺旋喂料機(jī)進(jìn)行了更換。經(jīng)過(guò)上述調(diào)整,情況有所好轉(zhuǎn),但下煤量也偶有波動(dòng)。
圖1 喂煤系統(tǒng)風(fēng)路示意圖
1.攪拌器;2.螺旋喂料機(jī);3.沖量流量計(jì);4.分格輪;5.F-K泵;6.手動(dòng)閘板
1997年8月第二次改造將原通過(guò)反饋來(lái)控制轉(zhuǎn)速改為直接由人工輸入計(jì)算機(jī)0~10V的數(shù)值經(jīng)PID調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換成4~20mA的電信號(hào),之后再通過(guò)電流電壓變換器轉(zhuǎn)變成0~10V的電壓信號(hào),通過(guò)可控硅調(diào)節(jié)電壓大小調(diào)節(jié)螺旋喂料機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)下煤量,螺旋喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)測(cè)速傳感器反饋到微控器進(jìn)行比較調(diào)節(jié),經(jīng)過(guò)電壓電流變換器轉(zhuǎn)變成4~20mA電信號(hào)進(jìn)入PID反饋給中控。通過(guò)窯爐溫度控制下煤量。通過(guò)上述調(diào)整,螺旋喂料機(jī)再未出現(xiàn)明顯失速跑煤現(xiàn)象,使生產(chǎn)得以正常進(jìn)行。整個(gè)改造僅增加電流電壓變換器和電壓電流變換器兩塊板。
2.2 分解爐采用噴涂工藝
分解爐內(nèi)襯原第一層為45mm的硅酸鈣板,中間為65mm的輕質(zhì)保溫磚,第三層為114mm的高強(qiáng)耐堿磚,后來(lái)分解爐的下半部分發(fā)生掉磚起拱現(xiàn)象,錐部及錐部彎管部分由于經(jīng)常處理結(jié)皮積料發(fā)生掉磚、掉澆注料事故(錐部一小部分和彎管處打有澆注料),使用時(shí)間僅為兩年多。
考慮將原磚打掉重新砌磚周期長(zhǎng),且局部不易鑲磚,鑲后磚也不牢固,在1997年9月份采用了噴涂技術(shù)。噴涂的優(yōu)點(diǎn):施工時(shí)間短,養(yǎng)生僅需24h,硬化速度適當(dāng),此種噴涂料可噴可打,類(lèi)似澆注料。施工時(shí)首先在分解爐內(nèi)壁焊接Φ16mm,高為200mm的材質(zhì)為1Gr18Ni9Ti“Y”型錨固件,焊角要求高6mm。在錨固件表面刷0.2~0.4mm厚的瀝青漆,以減緩高溫膨脹。噴涂所用工具為轉(zhuǎn)子型噴涂機(jī)(配有高壓膠管和噴槍)。噴涂注意事項(xiàng):①?lài)娚鋾r(shí)要求壓縮空氣壓力在0.4MPa,水壓在0.3MPa(使用空壓站的壓縮空氣和循環(huán)水即可滿(mǎn)足要求),且壓力穩(wěn)定。②噴完絕熱澆注料待初凝后(6~8h)即可噴第二層噴涂料,但在噴之前要用循環(huán)水沖洗第一次噴涂所留有的回彈料和潤(rùn)濕表面。第一層先噴100mm的絕熱澆注料,第二層噴130mm的噴涂料(噴涂料性能如表2)。噴涂養(yǎng)生24h就可升溫,對(duì)窯磚進(jìn)行正常升溫即可滿(mǎn)足噴涂料要求。使用兩年半未發(fā)生任何問(wèn)題,磨損僅約4mm。
項(xiàng)目 | 絕熱澆注料 | 噴涂澆注料 |
---|---|---|
最高使用溫度/℃ | 1 200 | 1 300 |
耐火度/℃ | 1 350 | 1 460 |
施工用量/(kg/m3) | 1 480 | 1 850 |
導(dǎo)熱系數(shù)/(600℃,W/m·K) | 0.46 | 0.72 |
加水量/% | 25~28 | 17~19 |
2.3 鏈斗機(jī)的改造
改造前,由于出篦冷機(jī)熟料溫度高,加之鏈斗機(jī)基礎(chǔ)偏低,當(dāng)鏈斗在熱態(tài)下伸長(zhǎng)時(shí),易出現(xiàn)刮斗事故。另外原鏈斗機(jī)小輪(直徑150mm)無(wú)加油孔,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)了出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈、卡輪和掉輪事故。
1999年6月份篦冷機(jī)改造同時(shí)對(duì)鏈斗機(jī)進(jìn)行改造。將小輪換成了直徑為300mm的大輪,運(yùn)行6個(gè)月未出現(xiàn)刮斗事故。另外大輪上有加油孔,可以定期加油,防止因無(wú)油輪不轉(zhuǎn)情況。
2.4 篦冷機(jī)的改造
2.4.1 故障分析
原篦冷機(jī)為沈陽(yáng)水泥機(jī)械廠制造的第二代FULLER型,共分7個(gè)風(fēng)室,其有效面積為48.6m2,配有7臺(tái)皮帶傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)。由于出窯熟料溫度在1300℃,且落料時(shí)形成了粗細(xì)料區(qū)造成風(fēng)短路和紅河現(xiàn)象,嚴(yán)重影響篦板使用壽命,出現(xiàn)篦板開(kāi)裂,掉篦板事故。另外原篦板固定采用“T”型螺栓,結(jié)果在“T”型交叉焊點(diǎn)處斷裂,造成掉篦板。發(fā)現(xiàn)不及時(shí),使風(fēng)室堵滿(mǎn),造成梁變形,嚴(yán)重制約生產(chǎn)。
篦冷機(jī)的雙道翻板閥為電動(dòng)閥,長(zhǎng)期工作和機(jī)械磨損,出現(xiàn)鎖風(fēng)不靈和卡住現(xiàn)象,嚴(yán)重影響熟料冷卻效果和篦板的使用壽命;冷卻效果差,加劇了篦冷機(jī)“堆雪人”的程度,造成了篦板進(jìn)一步受損。
篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)故障率也較高,主要為傳動(dòng)皮帶破損、風(fēng)機(jī)振動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)處于粉塵狀態(tài)下的電氣柜故障。另外篦床傳動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)電器故障頻繁,經(jīng)常出現(xiàn)失速現(xiàn)象。
2.4.2 改造情況
在原篦冷機(jī)基礎(chǔ)上將一段改為沈陽(yáng)水泥機(jī)械廠與天津水泥設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合開(kāi)發(fā)的TC-1062型第三代篦式冷卻機(jī),并將一段的4個(gè)風(fēng)室改為3個(gè)風(fēng)室(即將原來(lái)的1、2風(fēng)室合為1風(fēng)室),改造后的一段又分為2部分:1)高溫區(qū),即熟料淬冷區(qū)和熱回收區(qū),在該區(qū)域采用TC型“充氣梁”和“高阻篦板”裝置,其中前五排采用“固定式充氣梁”傾角為15°,后四排為“固-活-固-活”傾角為3°。由于前6排為固定式,出窯的熱熟料有可能堆積,在篦冷機(jī)前墻安有4組空氣炮,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有堆積現(xiàn)象時(shí),采用手動(dòng)放炮清料。2)中溫區(qū)(2、3風(fēng)室)采用低漏料篦板,該篦板有集料槽和縫隙式通風(fēng)孔,因冷卻風(fēng)速較高并且有較高的篦板通風(fēng)阻力,因而可降低料層阻力不均勻的影響,有利于熟料進(jìn)一步冷卻和熱回收。
篦冷機(jī)的1號(hào)風(fēng)室配有2臺(tái)用于給充氣梁供氣的高壓風(fēng)機(jī)和1臺(tái)給風(fēng)室供氣的高壓平衡風(fēng)機(jī),這相當(dāng)于1臺(tái)風(fēng)機(jī)供風(fēng)面積減少,而出現(xiàn)短路情況減少,風(fēng)機(jī)只比原來(lái)增加1臺(tái),原1號(hào)、2號(hào)風(fēng)機(jī)風(fēng)量共為39593m3/h,現(xiàn)1~3號(hào)風(fēng)機(jī)風(fēng)量共為44836m3/h,風(fēng)量?jī)H增加5243m3/h。
篦冷機(jī)各風(fēng)室有集料斗,在集料斗下配有用料鎖風(fēng)的弧形鎖風(fēng)閥,閥風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟可以根據(jù)集料斗內(nèi)料的多少來(lái)間歇開(kāi),達(dá)到了很好的鎖風(fēng)效果,并且減少了閥的磨損。
篦冷卻風(fēng)機(jī)由原來(lái)的皮帶傳動(dòng)改為直聯(lián),不用皮帶且取消了原來(lái)的控制柜,使風(fēng)機(jī)故障大大減少。
改造后的篦冷機(jī)經(jīng)調(diào)整使用后效果良好,出篦冷機(jī)一段已無(wú)明顯紅料。另外改造后的篦冷機(jī)內(nèi)全部采用噴涂工藝。
2.5 窯口護(hù)鐵改造
以前窯口護(hù)鐵澆注料使用周期僅約2個(gè)月左右,主要原因是:
1)焊接不牢,鈀釘和護(hù)鐵焊接后,有的用大錘可以敲擊掉,鈀釘?shù)娜婧附狱c(diǎn)有的可砸掉。
2)澆注料僅靠鈀釘固定是造成澆注料使用周期短的一個(gè)重要原因。
3)膨脹縫隙不夠,由于以前停窯較頻繁,造成驟冷驟熱,由于鐵和澆注料膨脹率不一致,造成澆注料發(fā)生龜裂;另外澆注料偏薄,使護(hù)鐵和鈀釘所承受的溫度相對(duì)增高。
4)磨損和熱侵蝕。
護(hù)鐵部位改造如下:澆注料由180mm改為250mm,現(xiàn)使用6個(gè)多月未掉。以前靶釘用“Y”型,現(xiàn)改為“Y”型與“V”型扁鋼相結(jié)合。以前護(hù)鐵上澆注料僅靠鈀釘來(lái)固定,改造后的護(hù)鐵另外還給予了一托力,使用周期明顯增長(zhǎng)。改進(jìn)前后的形狀如圖2。
圖2 改造前后護(hù)鐵形狀對(duì)比
3 粘結(jié)堵塞問(wèn)題
3.1 喂料量、喂煤量的波動(dòng)造成結(jié)皮堵塞
喂料量、喂煤量的波動(dòng),造成系統(tǒng)局部高溫,調(diào)整不及時(shí),使局部高溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成結(jié)皮積料,甚至出現(xiàn)塌料造成堵塞。
3.2 高灰分煤的使用造成的結(jié)皮堵塞
我廠曾一度使用灰分達(dá)35%以上的煤粉,最高時(shí)為45%。由于灰分過(guò)高,造成煤粉在燒成帶燃燒不完全,跑到煙室和C5內(nèi)燃燒,使煙室溫度達(dá)1100℃以上,C5旋風(fēng)筒出口溫度在920℃左右,在煙室和C5旋風(fēng)筒內(nèi)有大量的火星存在,有時(shí)C4內(nèi)也可看見(jiàn)明顯的火星。
使用高灰分煤期間煙室結(jié)皮嚴(yán)重,需天天清理,并且有明顯臭雞蛋氣味,見(jiàn)表3。
項(xiàng)目 | Na2O | K2O | R2O | SO3 |
---|---|---|---|---|
C5堵塞料 | 0.64 | 3.57 | 2.99 | 3.74 |
煙窯結(jié)皮料 | 1.47 | 3.85 | 4.00 | 7.11 |
3.3 粉煤灰配料造成的堵塞
我廠有一段時(shí)間完全采用石灰石、粉煤灰、鐵粉三組分配料,所用粉煤灰為化肥廠小電廠產(chǎn)生,其燃燼率低,發(fā)熱量在4180kJ/kg以上,硫含量也偏高,硫一般在400~600℃時(shí)形成SO3,C2筒溫度在560℃左右,故此處幾乎天天堵塞。另外使用粉煤灰整個(gè)系統(tǒng)溫度約升高20℃,并且堵塞物非常難處理,放水炮處理這邊,物料又折向?qū)γ妗?BR>3
.4 窯回灰造成結(jié)皮堵塞
庫(kù)內(nèi)料少且磨未運(yùn)行時(shí),造成庫(kù)內(nèi)窯灰所占百分含量增多,導(dǎo)致結(jié)皮堵塞。還有系統(tǒng)漏風(fēng)和C3、C4、C5翻板閥易卡、翻背造成的堵塞(原翻板閥帶鉤,由于掉鉤和翻板閥變形等使翻板閥易卡和翻背)。
解決措施:將生料秤收塵管道進(jìn)窯尾電氣室,喂煤系統(tǒng)收塵管道入煤磨電除塵器,并可以通過(guò)手動(dòng)閥來(lái)調(diào)整系統(tǒng)負(fù)壓大小,使其處于微負(fù)壓狀態(tài),穩(wěn)定了喂料、喂煤量;使用灰分25%左右的煤;使用大電廠(佳木斯二電廠)的粉煤灰,且將原來(lái)完全采用粉煤灰變?yōu)槿种徽惩梁腿种勖夯遗淞希粠?kù)內(nèi)料過(guò)少時(shí)停窯待料;另外在檢修時(shí)翻板閥也進(jìn)行了修復(fù)和更換。檢修人口門(mén)漏風(fēng)處用石棉繩加耐火澆泥密封。經(jīng)過(guò)調(diào)整后已6個(gè)多月未發(fā)生堵塞。
4 結(jié)語(yǔ)
改造后的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率由原來(lái)的60%左右提高到現(xiàn)在的80%以上,系統(tǒng)基本上處于穩(wěn)定狀態(tài),但還有一些問(wèn)題亟待解決:
1)分解爐塌料。分解爐每天出現(xiàn)數(shù)次塌料,一般長(zhǎng)期停窯后,系統(tǒng)再次升溫時(shí)分解爐都塌下不少料,此時(shí)系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行幾天,塌料出現(xiàn)較少;運(yùn)行一段時(shí)間后,塌料次數(shù)明顯增多。塌料主要因?yàn)?分解爐出口大彎管或分解爐錐部結(jié)皮,造成窯爐風(fēng)量分配不平衡,爐系統(tǒng)阻力大,風(fēng)量少;分解爐撒料箱變形,造成下料不均(通過(guò)撒料箱布料痕跡顯示明顯偏流);三次風(fēng)管過(guò)粗,有效內(nèi)徑為1.8m。
2)C3、C5下料管斜度太小,經(jīng)常需要清吹,不清吹就積結(jié)料。
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