??? 蘭州紅古祁連山水泥股份有限公司兩條1000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線自從2002年5月投產(chǎn)以來，熟料質(zhì)量差，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低的問題一直是制約達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)的難點(diǎn)之一，經(jīng)過幾年的實(shí)踐和探索，終于使窯的熟料質(zhì)量和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量得以穩(wěn)定和提高。目前熟料產(chǎn)量已達(dá)到42.5t/h，熟料平均強(qiáng)度53Mpa以上，煤、電消耗也明顯降低?，F(xiàn)就該系統(tǒng)工藝優(yōu)化改造的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)作一介紹，共同行們參考。
??? 1、主要設(shè)備
??? 燒成系統(tǒng)主要設(shè)備見表1。
表1 主機(jī)設(shè)備一覽表
??? 2、存在問題
??? 2.1、原燃材料質(zhì)量波動(dòng)大，生料易燒性差
??? 我廠礦山石灰石品位差，質(zhì)量波動(dòng)大，且SiO2和MgO的含量較高，經(jīng)分析SiO2的主要成分是無定性和結(jié)晶SiO2，MgO主要以白云石或菱鎂礦形式存在，易生成粗大的方鎂石晶體，原煤揮發(fā)分下降、灰分和水分增加、發(fā)熱量降低等。由此造成生料易磨性和易燒性較差，煅燒困難，經(jīng)常出現(xiàn)飛砂料、黃心料，f-CaO高，立升重低，熟料強(qiáng)度低。原料化學(xué)成分見表2，原煤工業(yè)分析見表3，熟料化學(xué)成分見表4。
表2原材料化學(xué)成分
表3 原煤工業(yè)分析
表4 熟料化學(xué)全分析
??? 2.2、預(yù)熱器結(jié)皮堵塞
??? 預(yù)分解系統(tǒng)的堵塞大部分在投料后不久、窯操作不正常、熱工制度不穩(wěn)定、系統(tǒng)事故較多、開停窯較頻繁時(shí)。堵塞部位主要發(fā)生在C4、C5筒錐體、下料管及翻板閥內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，有時(shí)能從下料管堵到預(yù)熱器錐體，甚至整個(gè)旋風(fēng)筒。分解爐及其斜坡、連接管道、變形管等也容易因料流不暢造成堵塞。
??? 2.3、窯內(nèi)結(jié)圈結(jié)球
??? 每次開窯生產(chǎn)時(shí)間不長，在窯筒體的后部有可能聽到明顯球砸窯皮聲音，停窯觀察，總能看到高度不等的后結(jié)圈，圈體后面總有一個(gè)或數(shù)個(gè)大小不等的球。還發(fā)現(xiàn)窯皮變薄，有時(shí)大球落到篦冷機(jī)上不得不停窯處理。為了應(yīng)付這種局面，不得已將投料量降低，生產(chǎn)損失較大。
??? 2.4、篦冷機(jī)堆“雪人”
??? 當(dāng)窯況較差的情況下，窯頭看火混濁不清，并伴有飛砂料，熟料結(jié)粒差，且易于粉化，窯頭罩兩側(cè)內(nèi)壁和窯頭下料斜坡及易堆結(jié)“雪人”，“雪人”在高溫下具有很強(qiáng)的粘結(jié)力，且堆積速度很快，人工捅堵效果不大，嚴(yán)重時(shí)，停窯處理?！把┤恕?除了造成篦板燒壞外，還反應(yīng)在出篦冷機(jī)熟料沒有得到充分的冷卻，影響熟料輸送、儲(chǔ)存、粉磨及水泥性能。此外，篦板受熱變形后，部分高溫細(xì)料落入冷風(fēng)室，易使大梁和風(fēng)室隔板燒壞變形造成篦下各室之間相互串風(fēng)，熟料冷卻效果變差，當(dāng)漏料量較大時(shí)，造成小拉鏈壓死，被迫停窯處理。
??? 2.5、主機(jī)設(shè)備零停頻次高
??? 煤粉計(jì)量稱經(jīng)常發(fā)生跑煤和斷煤現(xiàn)象，熟料冷卻機(jī)和鏈斗機(jī)故障頻繁，停窯頻次較高，運(yùn)轉(zhuǎn)率下降，影響產(chǎn)質(zhì)量的提高。
??? 3、原因分析
??? 石灰石品位差和煤價(jià)上漲，煤質(zhì)下降，是引起系列問題的根源。如石灰石中有害成分結(jié)晶SiO2和方鎂石晶體含量較高，且波動(dòng)較大，影響生料的易磨性和易燒性；熟料KH偏低，硅率偏高，熟料結(jié)粒差，且易于粉化；劣質(zhì)煤的揮發(fā)分低、灰分高、發(fā)熱量低，其著火點(diǎn)溫度較高、燃燒速度慢、火焰分散、熱力強(qiáng)度低、窯燒成帶溫度低，造成熟料欠燒、結(jié)粒細(xì)小而形成飛砂料增多；劣質(zhì)煤中SO3、R2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，煅燒中SO3和R2O循環(huán)富集在窯后部結(jié)硫堿圈，在分解爐縮口及C4、C5筒錐部位及下料管中形成結(jié)皮，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生堵塞，導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)不良，還原氣氛煅燒，多為黃心料，這種表面呈液相的熟料顆粒，在篦冷機(jī)易結(jié)料，結(jié)前墻，影響篦冷機(jī)的安全運(yùn)行；煤粉計(jì)量稱跑煤，經(jīng)常造成窯尾煙室及預(yù)熱器結(jié)皮，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞下料管，燒壞五級(jí)內(nèi)筒。熟料鏈斗機(jī)故障較多，主要是鎖片脫落、鏈斗變形、掉螺栓、鏈斗小輪脫落、軌道不平整等小故障，需要的檢修時(shí)間較短，往往不停窯，只是適當(dāng)減少喂料量、降低窯速、減小風(fēng)量，待鏈斗機(jī)故障排除后，再恢復(fù)正常操作，這種方法，稍一不慎，就會(huì)造成篦冷機(jī)堆“雪人”，燒壞篦板等現(xiàn)象。
??? 4 技術(shù)措施
??? 4.1、優(yōu)化工藝配方
??? 為了滿足新型干法窯的操作特點(diǎn)，合理的配料是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。既要防止生料過于易燒而使結(jié)粒粗大，降低二、三次風(fēng)溫，也要防止物料難燒而發(fā)生逼火、跑煤及跑生，使系統(tǒng)參數(shù)難以穩(wěn)定在合理范圍。根據(jù)目前石灰石和燃料的特性，適當(dāng)提高飽和比和鋁氧率，降低硅酸率，以改善物料易燒性，熟料各率值控制指標(biāo)調(diào)整為：KH=0.90±0.02，n=2.5±0.1，p=1.7±0.1。為了達(dá)到這一配料方案的要求，我們從離廠20公里的民樂礦山外購優(yōu)質(zhì)石灰石，按30%的比例進(jìn)行搭配。同時(shí)要求石灰石預(yù)均化堆場盡量增加布料層數(shù)，嚴(yán)禁點(diǎn)堆或分段堆料，以提高石灰石質(zhì)量和均化效果。調(diào)整后熟料的化學(xué)成分見表5。
??? 4.2、加強(qiáng)原燃材料管理
??? 加強(qiáng)石灰石、原煤、煤矸石供應(yīng)礦點(diǎn)的監(jiān)控，采取先化驗(yàn)后進(jìn)廠的措施，嚴(yán)把遠(yuǎn)燃材料質(zhì)量關(guān)。同時(shí)加強(qiáng)內(nèi)部堆場的管理，采用分層堆放，平鋪豎取的方式進(jìn)行均化。同時(shí)質(zhì)量管理部門專門配置均化員，負(fù)責(zé)原燃材料的均化和搭配，及時(shí)同化驗(yàn)室溝通聯(lián)系，提高配料的預(yù)見性，穩(wěn)定生料化學(xué)成分，入窯生料CaO合格率由45提高到60%，F(xiàn)e2O3合格率由50%提高到75%。另外，由于粘土、原煤、煤矸石和硫酸渣都是露天堆放，分較大，在配料庫內(nèi)容易粘庫、抽心，經(jīng)常發(fā)生斷料現(xiàn)象，一旦斷料，質(zhì)量就會(huì)失控，為此，分別在上述四個(gè)庫內(nèi)鋪設(shè)了高分子聚乙烯襯板，解決了斷料問題，穩(wěn)定了配料質(zhì)量。
??? 4.3、提高生料和煤粉質(zhì)量
??? 為了改善生料易燒性，適當(dāng)降低生料細(xì)度，細(xì)度指標(biāo)0.2mm篩篩余由≤2.0%調(diào)整為≤1.0%，80um篩篩余由≤15%調(diào)整為≤12%。煤粉細(xì)度由原來的80um篩篩余≤10%提高到≤8%，水分由原來的≤2.5%降低到≤1.5%，以提高煤的燃燒速度，縮短煤粉的燃盡時(shí)間，降低不完全燃燒現(xiàn)象發(fā)生的程度。
??? 4.4、優(yōu)化工藝操作
??? 4.4.1、強(qiáng)化預(yù)熱器系統(tǒng)管理
??? 隨著時(shí)間的推移及預(yù)熱器系統(tǒng)經(jīng)過若干次的檢修或多次清堵，系統(tǒng)反復(fù)熱脹冷縮，內(nèi)部尺寸嚴(yán)重變形，有時(shí)出現(xiàn)燒通現(xiàn)象，尤其是內(nèi)筒、翻板閥、撒料板經(jīng)常燒壞，影響內(nèi)部流場，造成結(jié)皮堵塞。為此，我們?cè)跈z修時(shí)對(duì)分解爐發(fā)生變形最嚴(yán)重的部位進(jìn)行了換，定期檢查更換內(nèi)筒、翻板閥、撒料板等易損部件，在每次定檢時(shí)，安排專人清理各級(jí)煙道及三次風(fēng)管內(nèi)的積料及結(jié)皮，檢修完畢，及時(shí)對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)人孔門、捅料孔、觀察孔及熱電偶插孔等漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行密封，以減少漏風(fēng)和系統(tǒng)阻力，確保系統(tǒng)通風(fēng)順暢，提高熱交換效率。
??? 4.4.2、穩(wěn)定喂煤量
??? 煤粉計(jì)量稱跑煤對(duì)窯況影響很大，經(jīng)分析主要原因是煤轉(zhuǎn)子稱喂料機(jī)攪拌葉片角度太小，并且磨損嚴(yán)重，間隙過大，收塵器管道堵塞所致，尤其是冬季，煤粉流動(dòng)性差，在管道壁上揭露，也會(huì)發(fā)生跑煤現(xiàn)象。于是進(jìn)行了修復(fù)改進(jìn)，增大喂料機(jī)攪拌葉片角度，并在葉片磨損部位鍍焊耐磨層，疏通收塵器管道，采取煤管保溫措施，系統(tǒng)恢復(fù)了正常。
??? 4.4.3、調(diào)整燃燒器
??? 將噴煤管的中心線由傳統(tǒng)的偏移料面位置調(diào)整到窯的中軸線上；調(diào)整燃燒器內(nèi)外風(fēng)比例，內(nèi)風(fēng)由原來的100%調(diào)整到80%，外風(fēng)由原來的50%調(diào)整到70%；降低煤粉風(fēng)的用風(fēng)量，更換煤粉風(fēng)機(jī)，風(fēng)量比原來降低了10%左右。充分利于二次風(fēng)，形成完整的再循環(huán)火焰，改善煤粉的燃燒條件，提高燒成溫度，加速熟料的燒結(jié)反應(yīng)，緩解還原氣氛的形成，減少硫、堿在窯內(nèi)的循環(huán)富集，防止預(yù)熱器結(jié)皮或堵塞的發(fā)生。
??? 4.4.4、加速熟料冷卻
??? 篦冷機(jī)采取厚料層操作，料層厚度控制在500mm左右；適當(dāng)加大篦冷機(jī)一、二室冷風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度，合理控制窯頭排風(fēng)機(jī)風(fēng)量；加強(qiáng)風(fēng)室和鎖風(fēng)閥的維護(hù)，減少冷風(fēng)從該部位漏出風(fēng)室，同時(shí)加強(qiáng)風(fēng)室之間隔板的密封，以防各風(fēng)室之間的串風(fēng)，減小冷風(fēng)機(jī)短路的可能性，以保持各風(fēng)室有足夠的冷風(fēng)透過料層，提高冷卻速度。出篦冷機(jī)熟料溫度由原來的300℃以上，下降到150-200℃，但溫度仍然偏高，仍然威脅著下道工序設(shè)備的使用和影響水泥磨的產(chǎn)量。因此，我們又采取措施，在出篦冷機(jī)熟料上加入濕排粉煤灰，濕排粉煤灰水分15-20%，通過濕排灰與高溫熟料的混合，依靠濕排灰中水分的蒸發(fā)來降低熟料的溫度，同時(shí)對(duì)濕排灰進(jìn)行烘干，節(jié)約了濕排灰烘干用煤。如果采用濕礦渣效果將更為理想。
??? 4.4.5、優(yōu)化窯的操作
??? 通過實(shí)踐摸索，不斷總結(jié)適合本系統(tǒng)的操作方法，在開始投料時(shí)，要保證系統(tǒng)蓄有足夠的熱量，待窯況穩(wěn)定后再加料，而且穩(wěn)定加料速度，證入窯生料能夠充分分解和煅燒。按照先調(diào)風(fēng)煤，后調(diào)窯速的原則，嚴(yán)格控制窯速、拉風(fēng)、投料量和喂煤量的匹配，嚴(yán)格執(zhí)行“薄料快燒”的煅燒制度，使燃料得以充分燃燒，減少化學(xué)和機(jī)械不完全燃燒程度，提高熟料煅燒溫度。正常時(shí)系統(tǒng)操作控制參數(shù)見表6。
??? 4.5、改進(jìn)部分工藝設(shè)備
??? 4.5.1、改進(jìn)預(yù)熱器下料口結(jié)構(gòu)
??? 將C4筒入分解爐的下料口提高1.5m，并安裝撒料盒，提高物料的懸浮效率和料氣熱交換率，消除煤粉不完全燃燒和沖料形成欠燒還原性物料，遏制窯內(nèi)結(jié)球結(jié)圈現(xiàn)象。
??? 4.5.2、改進(jìn)篦冷機(jī)風(fēng)室隔板及小拉鏈跑道
??? 篦冷機(jī)一、二室風(fēng)室隔板采用耐高溫材料噴涂，風(fēng)室橫梁澆灌澆注料保護(hù)層，防止變形燒壞；小拉鏈底部鋪設(shè)鋼軌做跑道，減小運(yùn)行阻力，提高運(yùn)行效率。
表5 熟料化學(xué)全分析
表6 中控操作控制參數(shù)表
??? 4.5.3、改造熟料鏈斗機(jī)
??? 熟料鏈斗機(jī)原設(shè)計(jì)長度為141米，由于設(shè)備負(fù)荷大，磨損嚴(yán)重，故障頻繁，我們將此鏈斗機(jī)改為兩段，并重點(diǎn)加強(qiáng)一段鏈斗機(jī)的維護(hù)好保養(yǎng)，確保運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到95%以上，減少了故障停車對(duì)窯的影響。
??? 4.6、強(qiáng)化設(shè)備管理，減少開停窯次數(shù)
??? 回轉(zhuǎn)窯頻繁的開停車，不但影響熟料產(chǎn)質(zhì)量，而且對(duì)保護(hù)窯皮和耐火材料極為不利，會(huì)造成不必要的能耗浪費(fèi)。通過加強(qiáng)設(shè)備管理，加強(qiáng)三級(jí)巡檢制度的落實(shí)，建立技術(shù)負(fù)責(zé)制和包機(jī)負(fù)責(zé)制，做到計(jì)劃停車維修，確保檢修質(zhì)量，減少機(jī)電設(shè)備和工藝故障的發(fā)生率。
??? 5、效果
??? 通過以上措施，窯況明顯改善，主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率明顯提高，預(yù)熱器結(jié)皮堵塞及篦冷機(jī)堆“雪人”現(xiàn)象也明顯減少，窯內(nèi)不再結(jié)圈滾球，耐火材料安全運(yùn)行得到了保障，出窯熟料外觀呈深黑色，散料少，結(jié)粒細(xì)小、密實(shí)、均齊，并且很少有黃心料和飛砂料，立升重平均為1250g/L。熟料產(chǎn)質(zhì)量有較大提高，臺(tái)時(shí)由40t/h提高到42.5t/h，增幅6.3%，熟料強(qiáng)度由50MPa提高到53Mpa，增幅6.0%。
??? 6、體會(huì)
??? 實(shí)現(xiàn)新型干法窯系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗，關(guān)鍵要處理好原燃材料、配料、操作這些因素的影響，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”入手，綜合考慮，全面處理，理清系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，統(tǒng)一操作方法，強(qiáng)化系統(tǒng)穩(wěn)定和平衡，避免窯況大幅度波動(dòng)，穩(wěn)定窯的熱工制度，提高窯的快轉(zhuǎn)率。同時(shí)在強(qiáng)化管理的基礎(chǔ)上善于總結(jié)、敢于改進(jìn)和嘗試，消除工藝故障，保持較高的運(yùn)轉(zhuǎn)率，定能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
??? 目前燒成系統(tǒng)還尚存一些問題，一是生料再循環(huán)系統(tǒng)的電動(dòng)三通閥一直不靈活就棄之沒用，很難掌握投料和拉風(fēng)的同步操作，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定；二是篦冷機(jī)雖然采取了一些措施，但冷卻效果不太明顯，出篦冷機(jī)熟料溫度仍然偏高，不利于提高熟料易磨性及充分發(fā)揮其強(qiáng)度優(yōu)勢。正在積極尋找改進(jìn)途徑。
??? 作者：何耀海，劉蕭霏，王來喜
??? 來源：蘭州紅古祁連山水泥股份有限公司
