水泥厂生产过程中异常窑况的分析及处理汇总

异常窑况的分析及处理预分解窑在生产过程中由于原材料、燃料的变化，或者设备故障及操作失误等原因，引起窑外分解窑的生产受阻或波动，使整个操作系统难以控制，造成不同的异常窑况。针对不同的异常窑况需要分析其产生的原因采取合理有效的措施进行解决，这一过程就是异常窑况的分析及处理。有时这一过程是需要反复多次，方能将异常窑况扭转。在实际生产中，要认真分析问题产生的原因，并果断处理，不断总结经验，提高操作水平。预分解窑系统结皮、堵塞预分解窑在生产过程中，人窑物料的碳酸盐分解率基本达90%以上，才能满足窑内烧成的要求。物料的分解烧成过程实际上是一个复杂的物理、化学反应过程，其中一些成分黏结在预热器、分解炉的管壁上，形成结皮而造成堵塞。一、结皮结皮是物料在预分解窑的预热器、分解炉等管道内壁上，逐步分层黏挂，形成疏松多孔的尾状覆盖物，多发部位是窑尾下料斜坡，缩口上、下部，以及旋风预热器的锥体部位。一般认为结皮的发生与所用的原料、燃料及预分解窑各处温度变化有关，下面就此相关的几个原因进行分析。1、原燃材料中的有害成分的影响在预分解窑生产中，原燃材料中的有害成分主要指硫、氯、碱，生料和熟料中的碱主要源于黏土质原料及泥灰质的石灰岩和燃料，硫和氯化物主要由黏土质原料和燃料带入。由生料及燃料带入系统中碱、氯、硫的化合物，在窑内高温下逐步挥发，挥发出来的碱、氯、硫以气相的形式与窑气混合在一起，通过缩口后，被带到预热器内，当它们与生料在一定的温度范围内相遇时，这些挥发物可被冷凝在生料表面上。冷凝的碱、氯、硫随生料又重新回到窑内，造成系统内这些有害成分的往复遁环，逐渐积聚。这些碱、氯、硫组成的化合物溶点较低，当它在系统内循环时，凝聚于生料颗粒表面上，使生料表面的化学成分改变，当这些物料处于较高温度下，其表面首先开始熔化，产生液相，生成部分低熔化合物。这些化合物与温度较低的设备或管道壁接触时，便可能黏结在上面，如果碱、氯、硫含量较多而温度又较高，生成的液相多而黏，则使料粉层层黏挂，愈结愈厚，形成结成。2、燃料煤的机械不完全燃烧的影响煤的机械不完全燃烧为预分解窑系统内结皮范围的扩大提供了条件，造成煤的不完全燃烧主要原因是煤粉太粗、燃烧速度慢，空气量不足及操作不当等，在该燃烧区域内燃料燃烧不完全，而在其它区域继续燃烧，从而使系统内煤燃烧区域发生变化，导致了系统内温度布局的不稳定。随着温度区域的变化，结皮部位也就随之改变，特别是预热器系统里的旋风筒收缩部位，由于物料在碱、氯、硫的作用下表面熔化，其黏性增加，在与筒壁接触时形成结皮。所以在预分窑生产时，煤流的稳定、煤质的稳定是非常关键的，它是关系到系统稳定的首要前提。3、漏风的影响预分解窑的预热器系统处在高负压状态下工作，密封工作的好坏直接影响到煤的燃烧、温度的稳定，而结皮与煤、燃烧、温度等因素相关。漏风能在瞬间使物料在碱、氯、硫的作用下表面的熔化部分凝固，在漏风的周围形成结皮，该处结皮厚且强度高。二、堵塞预热器系统的堵塞在大多数生产线上都存在，造成的原因很多，造成的堵塞程度也不同，给预热器系统正常工作带来不利，使回转窑生产中断。1、堵塞的原因就预热器系统中，窑外分解窑采用旋风筒原理完成物料换热、分离，粉状物料经过各级旋风筒时被加热，从而完成加热、分解等一系列物理、化学过程。当物料被加热到一定温度时，物料本身将发生变化，特别是分解炉中加入的燃料占燃料总量的55%~60%，煤粉在燃烧过程中放出大量热量，物料在高温状态中的性能发生变化。如产生黏性，黏结在旋风筒壁面上，或者物料结团、结块等，它们在通过旋风筒下锥体和管道时最容易出现结皮、滞留和堵塞。当高温物料表面与其他低熔点成分物质（钠、钾、氯、硫）在高速气流中相遇时，其物料的表面就会产生液相，使物料的表面具有黏性，而黏结其他物料，越黏越多，就出现结团。当这种表面具有黏性的物料与壁面接触时，可使物料表面液相降温，而附着在壁面上，形成锥体结皮或下料管道结皮现象，这样就减小了物料通过面积，物料通过能力降低或受阻。通过以上分析，说明物料中碱、氯、硫这些低熔点的物质，在生产过程中不易控制，是造成堵塞的原因。局部高温或者系统内温度的升高，则与煤量的控制分不开，是加速物物表面形成液相的原因之一。所以说，物料中的有害物质的含量、温度的高低是造成预热器工况波动的主要原因，也是堵塞的主要原因。在预分解窑生产中，生料、燃料中带进系统的氯、碱、硫在窑内高温区挥发，在预热器内随气流向上运动，温度也随之下降，并冷凝下来，随生料重新回到窑内，这样形成一个循环富集的过程。在硫酸钾、硫酸钙和氯化钾多组分系统中，最低熔点为650~700℃，硫酸盐与氯化物会以熔态形式沉降下来，并与入窑物料和窑内粉尘一起构成黏聚物质，这种在生料颗粒上形成的液相物质薄膜层，会阻障生料颗粒流动，而造成黏结。煤粉在燃烧过程中，生产大量的CO2，碳酸盐分解也会释放出大量的CO2，在系统通风受阻或用风不合理时，CO2浓度将会增大，会使已分解的碳酸盐进行逆向反应，二氧化碳与氧化钙再化合成碳酸钙。由于碳酸盐在高温下分解生成的氧化钙为多孔、松散结构，活性较强，而碳酸钙结构较致密，活性差，所以导致粉状物料的板结。还原气氛对硫、氯、碱的挥发影响也很大，随着未燃烧碳的增加，SO3的挥发量也增加。此外，生料波动、喂料量不均、用煤不当、局部高温过热、系统漏风、预热器衬料剥落、翻板阀灵活性差、内筒烧坏脱落、翻板阀烧坏不锁风等等均会导致结皮堵塞。2、堵塞的分析和预防措施现介绍D厂在调试、生产过程中发生的堵塞分析及预防措施。D厂为1200t/d的RSP窑，5级旋风预热器系统，在调试初期发生的4级筒堵塞，其频繁程度、堵塞料之多，处理非常困难，使调试工作举步为艰。在调试第一次投料就堵塞，经分析认为：（1）煤粉和燃烧煤粉在炉内的燃烧经过干馏、挥发分燃烧及固定碳燃烧阶段，以固定碳的燃尽时间最长，其燃烧速度受氧气分压、煤粉粒径、粉尘浓度等因素影响。RSP分解炉的优点在于入炉的煤粉可以在富集区——SC炉内燃烧，形成一个较稳定的热核，其火焰温度可达1200℃以上，在高温下煤粉发火快，有利于煤粉在SC炉内燃烧，避免过多未燃尽的煤粉进入C5内，因为那里燃烧条件不好，粉尘浓度大，氧含量少。由于初投料三次风温低，对煤粉的燃烧影响很大，造成煤粉燃烧空间后移，SC炉空间利用不理想。使未燃尽的煤粉在旋风筒内燃烧。另外分解炉配置的喷煤装置为顺流30°旋流器，风煤混合程度不够，造成煤粉燃烧速度慢，而使煤粉燃烧后移。（2）翻板阀翻板阀在预热器的功能是使物料顺利过，隔绝热风上窜，设置翻板阀可提高旋风筒的分离作用。因为锥体底部漏风将会扰乱物料的聚集流向，使已收集的物料重新扬起。据资料介绍，锥体底部漏风1%，集尘效率下降5%；漏风达15%，集尘效率为0。对翻板阀的另一要求是不应加大物料流动的脉动性，使处于高温的翻板阀动作灵活。作用于翻板阀上的力有物料冲力所产生的转距、翻板阀上下压差所形成的转距、重力产生的转距，所以影响翻板阀运动的因素有下料高度、下料管径、流量、翻板阀形式、自重、配重及位置、阀板运动间隙等。4级筒锥底设置一膨胀仓，膨胀仓的作用主要是防堵。由于内径的增大而使物料减小挤压力，所以物料不容易结板；同时由于物料进入仓内时仓内气体压力的减小，物料就很容易通过，再进入下料管道就流畅了。4级筒下料管角度为68°，管道长度两米多，该两米多的管道上，设置了膨胀节、翻板阀。在给翻板阀配重时，质量配比较轻，这样漏风（三次风漏入）的可能性增大，给4级筒内煤粉燃烧提供了充足的氧气，造成4级筒温度高而结皮堵塞。试生产中，虽然做了大量的准备工作，如：煤流的稳定、三次风的合理使用、翻板阀的调节等。然而效果不明显，4级筒堵塞仍频繁到每班四五次之多，使调试工作没有起色。三、防止4级筒结皮堵塞的措施通过4级筒堵塞的次数的增多，发现一条规律：即每次堵塞都发生在膨胀仓里，突发性很强，针对这一现象，总结以下防堵方法。（1）因为4级筒堵塞突发性很强，对此不断改变混合室温度控制值，使该温度的波动最小，但堵塞仍然发生，所以堵塞与温度的高低关系不大。（2）通过对分解炉供煤系统的不断改进，炉供煤的不稳定得到控制，可堵塞现象仍没好转。（3）平衡窑、炉用风，调节总风量的大小，三次风门的开度，努力做好风、料、煤的平衡。（4）分析原燃材料中的有害物质，从中没有发现原料中碱、C1-的超标现象，燃料在D厂另一条窑外分解窑上的使用均正常，即原燃材料、配料与另一条窑外分解窑是相同的，没有理由得出对4级筒堵塞有影响的结论。（5）冷却机的控制，关系到二、三次风温的调节，而三次风温直接影响到煤粉的燃烧速度，所以强调保证料层厚度，保证窑用风充足。同时规定加减风的原则，加风先加热端，减风先减冷端，这是冷却机安全运转的措施。（6）在膨胀仓和4级筒锥体设置PC控制的吹堵压缩空气，保证气路气压，增设分解炉岗位，做到问题发现及时，处理得力。（7）将分解炉燃烧器的角度由30°改为35°，以加强炉煤的充分燃烧，来达到防止堵塞的作用。通过采取一系列防止堵塞的措施，4级筒堵塞仍然没有好转。后来在一次偶然中发现了这样一种情况，当中控室发现炉温上升时，通过分解炉岗位人员对4级筒膨胀仓检查，当打开检查孔时，发现膨胀仓内有料在聚积（这是堵塞的前兆），可该岗位人员准备用压缩空气处理时，聚积在膨胀仓内的物料又没有了，就把检查孔重新关上，他把这一现象报告到中控室，当时对这一现象产生怀疑，而没有重视。随着生产的进程，此类现象出现的次数增多，在无法分析新结论的时候，作出将4级筒膨胀仓的一侧检查方孔（10cm×10cm）打开。采取这种方法起初考虑的是：①堵塞部位都发生在膨胀仓下部；②减少系统内料流的波动；③改变该部位的物料结团温度。没想到从此解决了4级筒堵塞，调试工作进入有序状态，并顺利地达标。根据一段时间对4级筒堵塞的原因分析和采用的各种解决方法，综合起来进行分析：第一，冷空气由检查孔进入膨胀仓，部分由混合室经5级上升管道入4级筒内，加入的冷空气虽然为未燃尽的碳粒子提供迅速燃烧的机会，放出了热量，但是它却无法将进入的冷空气加热到750℃，从而使4级锥体和膨胀仓内的本已被加热的物料温度降了下来，使物料表面高温的熔融层被冷空气凝结，失去黏性，降低了4级锥体或膨胀仓内物料黏结的可能性，使物料的流动性增强，在通过4级锥体和膨胀仓及下料管道时不致黏结、结块而导致物料受阻，从而消除了4级堵塞。第二，在膨胀仓加入冷空气，改变了仓内压力，由于仓内压力的下降，物料在仓内受压状况发生变化，物料颗粒间相互挤压黏结、板结的可能性降低；同时物料温度的下降，黏结的机会失去了，也是使物料在通过4级筒时不受阻的原因之一。第三，由于冷空气进入膨胀仓后继续上升，进入4级锥体，破坏了锥体气流运动方向，使物料在锥体部分流动速度加快，物料收集率下降，冲击能力加强，物料很容易通过4级筒。虽然以上分析还不全面，可是在以后的生产中，特别是在煤流稳定、窑况稳定时，曾试着将检查孔的面积减小，均导致4级筒堵塞，所以此检查小孔一起都开着，以保证生产正常。四、3级筒的堵塞及预防随着预热器4级筒堵塞的解决，生产基本正常，这时新的问题又出现了，就是在正常生产时3级筒发生堵塞，经过多次总结，认为以下几种原因可造成3级筒的堵塞。1.3级筒堵塞的原因分析（1）分解炉供煤不稳定，由于从窑头位置用罗茨风机向分解炉内供煤，管路长、阻力大，而螺旋泵的锁风存在问题，有一小部分煤风通过螺旋泵向上经双管绞刀进入贮煤小仓。仓、双管绞刀、螺旋泵的送煤量发生变化，使分解炉内的煤流非常不稳定，导致系统温度变化大，高温位置的变化不定，特别是突然间煤量的增大，大量未燃尽的煤分两路，一路经5级筒入窑，一路经4级筒上升到3级筒，在3级筒燃烧，导致温度升高、结皮、堵塞。（2）设备因素导致供煤不稳定，为了减少煤的输送造成的不稳定影响，岗位工尽量减少调节煤量的次数，分解炉内若长时间处在燃料过量的状态时，反而导致系统温度的下降。这种判断的失误，也可造成3级筒的堵塞。（3）当系统处在稳定状态下，某一参数发生变化，如窑速、塌料、系统温度略低，或者窑内温度的变化，或者掉窑皮，以上几种情况中任一