□□陳歷祥
預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮堵料原因分析及解決措施
Coating and Clogging Solution in Preheater System
□□陳歷祥
福建水泥股份有限公司煉石水泥廠(原順昌水泥廠)4號窯(?3.95m×56m)是一條2300t/d新型干法熟料生產(chǎn)線,于2001年9月點火試生產(chǎn),年產(chǎn)熟料72萬噸,生產(chǎn)42.5R普通硅酸鹽水泥。該工程由南京水泥工業(yè)設(shè)計院開發(fā)設(shè)計并提供技術(shù)支持,采用當?shù)責o煙煤煅燒,分解爐采用離線式布置,采用以石灰石、粉砂巖、鐵粉、鋁釩土為主原料的四組分配料方案。近幾年以來,生產(chǎn)狀況一直比較好,產(chǎn)量穩(wěn)定在 2300~2500t/d,熟料質(zhì)量穩(wěn)定。但在2009年9月期間,預(yù)熱器系統(tǒng)C3和C4級旋風筒錐部頻繁出現(xiàn)結(jié)皮堵料現(xiàn)象,生產(chǎn)受到極大影響。為此,我們根據(jù)結(jié)皮堵料時的情況分析了結(jié)皮堵料的主要原因,采取了一系列措施,取得了很好效果。
(1)從中控操作控制上看,每次出現(xiàn)結(jié)皮堵料時,C3或C4級旋風筒錐部壓力分別從3.8kPa和3.1kPa左右迅速下降直至出現(xiàn)正壓,下一級旋風筒出口溫度迅速上升,中控手動打空氣炮,壓力沒有變化,現(xiàn)場打開清堵孔檢察,發(fā)現(xiàn)錐部已堵滿生料;或者C3和C4級旋風筒錐部壓力分別從3.8kPa和3.1kPa左右緩慢下降至2.3kPa和1.2kPa左右,下一級旋風筒出口溫度也出現(xiàn)緩慢升高,中控手動打空氣炮,或現(xiàn)場打開清堵孔檢查,發(fā)現(xiàn)錐部已結(jié)皮積料,用高壓水槍清理,壓力迅速升高,下一級旋風筒錐部壓力先降低后升高,離線分解爐出口壓力也從0.8kPa左右迅速升高至1.5kPa以上,離線分解爐底部沉降室出現(xiàn)嚴重塌料。同時嚴重破壞了窯內(nèi)熱工制度,熟料煅燒受到極大影響,熟料質(zhì)量也出現(xiàn)波動。
(2)從現(xiàn)場清堵過程看,每次出現(xiàn)結(jié)皮堵料時,C3或C4級旋風筒錐部都結(jié)有一圈又硬又厚的料,比較粘,很難清理。有好幾次錐部料已清空,錐部上面的料還是不易清下。若是以往堵料,只要錐部料清空,錐部上面的料就會自動塌落。在正常生產(chǎn)中,打開清堵孔往旋風筒里面看,不時會發(fā)現(xiàn)無數(shù)細小的火星在飛舞,說明有未燃燒完全的煤粉在燒。C3和C4級結(jié)皮料取樣分析數(shù)據(jù)見表1。
表1 C3和C4級結(jié)皮料取樣分析數(shù)據(jù),%
表2 大礦煤與小礦煤之間的原煤質(zhì)量對比
原煤中硫含量偏高,導(dǎo)致煤粉中硫含量也高,煤粉在窯內(nèi)燒成帶燃燒后硫揮發(fā),在預(yù)熱器系統(tǒng)C3和C4級等部位由于溫度較低而冷凝在生料表面,隨著生料沉集又一次入窯,如此循環(huán)富集,引起C3和C4級旋風筒錐部出現(xiàn)結(jié)皮堵料。公司在生產(chǎn)過程中一直采用大礦無煙煤,煤質(zhì)比較穩(wěn)定,熱值一般都在25000kJ/kg以上。近年由于煤價猛漲,公司考慮采用部分小礦煤進行搭配煅燒。8月下旬開始加大小礦煤原煤進廠采購量,但因小礦煤用汽車運煤進廠,煤質(zhì)波動較大,灰分較高,熱值不穩(wěn)定,低的只有20000kJ/kg左右,較難著火燃燒,特別是8月下旬采購的8000t原煤硫含量偏高,大于1.5%,最高的達到2.3%。高硫煤嚴重影響窯的生產(chǎn)、質(zhì)量安全,在一定程度上也影響了熟料的煅燒,導(dǎo)致C3和C4級旋風筒錐部出現(xiàn)結(jié)皮堵料。我們采取了措施,要求化驗室加強進廠原煤管理和取樣的代表性,按原煤質(zhì)量優(yōu)劣分開入庫,并做好質(zhì)量記錄,凡煤質(zhì)達不到公司指標要求的一律不進;加強配煤管理,認真做好入庫的高硫低熱值煤和低硫高熱值煤搭配工作,對堆煤配煤過程進行跟蹤和監(jiān)控,生產(chǎn)安全部強化協(xié)調(diào)工作,嚴格控制入窯煤粉硫含量在0.9%以下;加強堆煤管理,按化驗室要求的原煤倉位,安排三個班突擊堆煤,保持預(yù)均化堆場原煤儲量在0.8萬噸以上,提高原煤均化效果,對均化堆場原煤質(zhì)量做好預(yù)測。大礦煤與小礦煤之間的原煤質(zhì)量對比見表2。
由于無煙煤揮發(fā)分較低,較難燃燒且燃盡時間較長,若煤粉細度偏粗,易引起煤粉不完全燃燒,逸至C3和C4級旋風筒繼續(xù)燃燒,導(dǎo)致局部高溫,物料出現(xiàn)液相,引起C3和C4級旋風筒錐部出現(xiàn)結(jié)皮堵料。為此,我們加強煤磨系統(tǒng)管理,及時加球補球,適當提高動態(tài)選粉機轉(zhuǎn)速,降低煤粉細度,0.08mm篩篩余由1.5%左右降低到0.5%左右,提高煤粉燃盡率和縮短煤粉燃燒時間。同時加強中控操作,控制合理的工藝參數(shù),使得風煤料和窯速匹配,保證生料預(yù)燒能力和燒結(jié)能力的平衡。在操作中嚴格執(zhí)行薄料快燒煅燒制度,合理調(diào)整窯頭燃燒器的內(nèi)外風中心風的比例關(guān)系和在窯口的位置,使窯系統(tǒng)在穩(wěn)定的工況下運轉(zhuǎn)。
由于煤中硫含量嚴重偏高,而配料未做及時調(diào)整,特別是入窯生料KH值和SM值較低時易燒性較好,生料在較低溫度下便出現(xiàn)了少量液相,更加劇了C3和C4級旋風筒錐部出現(xiàn)結(jié)皮堵料的機會。為此,將入窯生料KH值由原來的0.99±0.02提高到1.01±0.02,SM值由 2.5±0.1提高到2.70±0.1,AM 值由 1.7±0.1降低到1.50±0.1。同時控制 MgO和SO3含量,減少液相粘度和總量,防止液相過早出現(xiàn)。加強配料與中控操作的溝通,確保窯燒成穩(wěn)定和熟料質(zhì)量穩(wěn)定。
C3級旋風筒下料管撒料盤頂部與C5級旋風筒出口風管交接處澆注料磨損鐵殼燒穿,以及預(yù)熱器人孔門、清掃孔和搭架孔關(guān)不密,漏風較嚴重,易引起C3和C4級旋風筒錐部出現(xiàn)結(jié)皮堵料。為此,我們在2009年9月28日4號窯定檢時,更換燒穿的鐵殼,重新倒?jié)沧⒘?對預(yù)熱器系統(tǒng)進行全面檢查,修復(fù)關(guān)不密的人孔門、清掃孔和搭架孔,涂上耐火泥,防止漏風。
通過采取以上措施,自2009年10月6日以后,至今再也沒有出現(xiàn)過結(jié)皮堵料現(xiàn)象,熟料的產(chǎn)質(zhì)量也得到了提高。同時也悟出一個道理:煤料質(zhì)量的合理穩(wěn)定和中控操作對窯系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。
TQ172.622.29
B
1001-6171(2010)06-0107-02
通訊地址:福建水泥股份有限公司煉石水泥廠,福建 順昌 353200;
2010-04-13;
趙 蓮