優(yōu)化工藝管理提高2500t/d回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的措施
1 前言:
河南省同力水泥公司2#窯2500T/d單系列預(yù)熱器帶TSD分解爐的生產(chǎn)線,通過(guò)強(qiáng)化工藝技術(shù)改進(jìn),優(yōu)化工藝操作參數(shù),提高了回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率、穩(wěn)定了窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量,使2007年共完成熟料88萬(wàn)多噸,大窯運(yùn)轉(zhuǎn)率89.67%,R3d達(dá)到31.5Mpa,f-Cao接近80%,以上幾項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到了創(chuàng)投產(chǎn)以來(lái)的最高水平,為公司創(chuàng)下了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。以下是2005年—2007年歷年來(lái)2#線完成各項(xiàng)指標(biāo)情況,見(jiàn)表1。
表1
項(xiàng)目 |
熟料產(chǎn)量 |
窯運(yùn)轉(zhuǎn)率 |
窯臺(tái)時(shí) |
R3d |
R28d |
f-Cao |
標(biāo)準(zhǔn)煤耗 |
2005年 |
646,376 |
72.9 |
101 |
27.3 |
58.9 |
65.4 |
120.65 |
2006年 |
785,243 |
80.39 |
112 |
19.7 |
63 |
71.2 |
118.62 |
2007年 |
883,496 |
89.67 |
113 |
31.2 |
65.6 |
79.8 |
115.78 |
主機(jī)型號(hào):
1、回轉(zhuǎn)窯:Φ4.0х60M, 主電機(jī)功率:315KW
2、高溫風(fēng)機(jī):W6-2хNo.30F,460000M³/h
3、預(yù)熱器:C5:Φ7000mm
C4:Φ6800mm
C3:Φ6800mm
C2:Φ6600mm
C1: 2хΦ4700mm
TSD: Φ5600mm
4、篦冷機(jī):TC-1164,冷卻面積61.2M²
5、江蘇建新四通道燃燒器:Max11.56T/h
2 提產(chǎn)措施:
2.1 我公司大宗原材料成份基本穩(wěn)定,特別是石灰石,原煤均設(shè)有預(yù)均化堆場(chǎng),公司要求石灰石礦山采運(yùn)高低品位搭配合理,供應(yīng)充足,且入預(yù)均化堆場(chǎng)必須均勻布料,首先保證第一均化鏈的穩(wěn)定。
2.2 2007年車(chē)間加大對(duì)配料站巡檢工及磨操作員考核力度,首先:保證對(duì)各物料清倉(cāng)要及時(shí),并且在碎石倉(cāng)又新安裝了3臺(tái)空氣炮定時(shí)吹打,不至于物料因結(jié)拱造成棚倉(cāng)。再則:加大了對(duì)生料磨的管理,特別是管理人員根據(jù)主電機(jī)電流、磨音、入庫(kù)斗提電流的變化和平時(shí)做的篩余曲線的情況,及時(shí)補(bǔ)給研磨介質(zhì),定時(shí)清理蓖縫,清篩各倉(cāng)鋼球,進(jìn)一步保證磨機(jī)的粉磨效率,避免因飽磨或長(zhǎng)時(shí)間無(wú)料空砸磨而造成出磨生料成份的波動(dòng)。我廠原料成份見(jiàn)表2。
表2:
項(xiàng)目 |
Loss |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
Cao |
MgO |
SO3 |
R2O |
石灰石 |
/ |
7.06 |
1.77 |
0.63 |
48.48 |
1.39 |
/ |
0.3 |
砂巖 |
/ |
87.68 |
5.19 |
1.95 |
0.74 |
0.41 |
/ |
0.8 |
硫酸渣 |
/ |
16.48 |
4.59 |
38.56 |
32.26 |
5.97 |
0.24 |
0.6 |
粉煤灰 |
4.58 |
49.65 |
29.04 |
4.91 |
4.19 |
1.12 |
0.59 |
2.0 |
2.3 我公司這幾年來(lái)一直采取較嚴(yán)厲的原煤采購(gòu)措施,強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)供應(yīng)再困難,也要保證原煤成份的穩(wěn)定,特別是07年發(fā)熱量必須保證在5500KCal—5800KCal。在這種情況下要想保證窯內(nèi)較高的熱力強(qiáng)度,保證分解爐內(nèi)煤粉的燃燼率,防止窯內(nèi)結(jié)圈,結(jié)蛋和黃心料的出現(xiàn),就必須保證煤粉質(zhì)量。
表3:煤粉工業(yè)分析
成份 |
W% |
A% |
V% |
C% |
Q net kJ |
煤粉 |
0.9 |
27.33 |
11.68 |
60.17 |
24110 |
2006年后半年至2007年,車(chē)間共對(duì)RMF—1713立磨更換了兩次輥皮,調(diào)整液壓缸壓力9.0—10.5MPa,從而增大了磨機(jī)的研磨能力。更換原煤皮帶稱(chēng)為全密封稱(chēng),對(duì)選粉機(jī)內(nèi)部密封進(jìn)行調(diào)整及內(nèi)錐適時(shí)補(bǔ)焊,防止因內(nèi)外漏風(fēng)而造成選粉效率降低。操作中力求風(fēng)料平衡,適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間。經(jīng)過(guò)以上措施最終使煤粉細(xì)度由原來(lái)18%降低8%左右。為大窯熱工制度的進(jìn)一步穩(wěn)定提供了有力保證。
2.4 加大了對(duì)窯系統(tǒng)的工藝改進(jìn)保證回轉(zhuǎn)窯進(jìn)一步穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。
2.4.1 自2#2500T/d投產(chǎn)以來(lái),預(yù)燃爐內(nèi)的結(jié)渣頻繁,嚴(yán)重時(shí)能將預(yù)燃室全部堵死,被迫停窯處理,每次處理時(shí)間達(dá)到5—10h。而且爐壁時(shí)常也有燒紅現(xiàn)象,給生產(chǎn)造成巨大的損失。為此我們通過(guò)計(jì)算,實(shí)驗(yàn)認(rèn)為原設(shè)計(jì)時(shí)三次風(fēng)出口面積過(guò)大,且C4下料管無(wú)撒料裝置,這都造成預(yù)燃室“邊壁效應(yīng)”減弱,物料分散不好,這不但造成分解爐塌料,而且使煤粉和物料混合變差,再加上尾煤管內(nèi)外風(fēng)比例使用不當(dāng),使?fàn)t內(nèi)存在“特稀濃度區(qū)”,特稀物料和煤灰混合,粘結(jié),進(jìn)一步使結(jié)渣增高。而且爐壁由于沒(méi)有物料的屏蔽作用,這是爐襯燒損的最重要原因。為改變這種情況,我們采取了以下措施。A:改小三次風(fēng)出口面積,提高入爐風(fēng)速,B:增加了撒料棒,后又改成撒料板。C:根據(jù)爐壁溫度適當(dāng)調(diào)整噴煤嘴徑向或軸相位置。D:根據(jù)出預(yù)燃室溫度及蝸殼溫度調(diào)整尾煤管內(nèi)外風(fēng)比例和三次風(fēng)閘閥開(kāi)度,經(jīng)過(guò)這次改造預(yù)燃室結(jié)渣及爐壁燒紅現(xiàn)象得到徹底解決。
2.4.2 三次風(fēng)閘閥的使用一直是困擾著我們又一件難題。投產(chǎn)前三次風(fēng)閥是軸相翻動(dòng),但經(jīng)過(guò)半年使用兩端軸被燒斷,使閥體塌落下來(lái),以及后來(lái)我們改用陶瓷插板,使用后閥體也被燒斷,這兩種情況都造成三次風(fēng)過(guò)大,窯內(nèi)缺氧,窯內(nèi)熱力強(qiáng)度大幅下降,黑火頭雖然短,但窯電流偏低僅200—300A,稍有不慎就竄黃料,f-Cao圈合格率幾乎為0。16M、38M處開(kāi)始結(jié)圈,產(chǎn)量下降。后來(lái)我們自己設(shè)計(jì)改用 ZGCr25Ni20 為材質(zhì)的耐熱鋼板作擋板,迎風(fēng)面砌高鋁質(zhì)耐火磚,背面用高鋁質(zhì)澆注料,閥體拉板也用同樣材質(zhì),且聯(lián)接處用耐熱鋼焊條加固結(jié)實(shí),去掉原來(lái)裝陶瓷掛板外殼,使拉板暴露在空氣中,不使其因密封燒壞而燒斷,從而造成閥體墜落。我們又根據(jù)計(jì)算在閥板下砌一道磚墻,并在其下留一洞,防止窯飛沙料填滿三次風(fēng)管。從而根據(jù)需要隨意調(diào)整三次風(fēng)閥,保證窯、三次風(fēng)的平衡,使大窯一直保持較高產(chǎn)量。同時(shí)也未出現(xiàn)閥板燒損事情。
2.4.3 回轉(zhuǎn)窯煅燒強(qiáng)調(diào)“五穩(wěn)保一穩(wěn)”。入窯成份的穩(wěn)定在五穩(wěn)中占相當(dāng)大的比重。2007年前我們沒(méi)有重視對(duì)庫(kù)低六個(gè)卸料區(qū)的管理,使入窯物料均化效果較差,入窯三率值波動(dòng)較大,窯況不穩(wěn),為此我們制定措施加大對(duì)卸料區(qū)的管理,規(guī)定窯操作員必須實(shí)現(xiàn)六個(gè)區(qū)自動(dòng)卸料,兩個(gè)相對(duì)區(qū)同時(shí)下料且保持順暢,氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)靈活,為此我們更換了庫(kù)底卸料羅茨風(fēng)機(jī),由原來(lái)15KW更換現(xiàn)在30KW,從源頭上保證了充氣斜槽下料順暢,和氣動(dòng)閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活,并且又在沖板流量計(jì)與氣動(dòng)閥間斜槽上加裝負(fù)壓管聯(lián)通倉(cāng)頂袋收塵保證入窯斜槽負(fù)壓充足,使入窯物料量波動(dòng)減小。
2.4.4 分解爐下縮口是制約著大窯穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的一個(gè)瓶頸,它的大小直接關(guān)系到窯內(nèi)和三次風(fēng)的平衡問(wèn)題。過(guò)大由于縮口風(fēng)速降低,噴騰效果變差,物料易從爐內(nèi)塌落,造成入窯物料分解率低,窯內(nèi)熱負(fù)荷增大,窯前溫度燒不起來(lái)。過(guò)小則窯內(nèi)通風(fēng)量小,還原氣氛濃厚,造成煙室倒掛料,嚴(yán)重影響通風(fēng)、CO濃度超標(biāo),黃心料、結(jié)蛋、結(jié)圈、窯電流偏低,這種狀況使縮口進(jìn)一步結(jié)皮,窯況進(jìn)一步惡化。原設(shè)計(jì)下縮口為ф1550MM,較偏小,這也是造成前兩年產(chǎn)量低的又一原因,06年后半年大修時(shí)改為ф1650MM,且每班要求預(yù)燃器崗位工和窯操作員保證煙室壓力不得低于180Pa,分解爐和三次風(fēng)壓分別保持在1300—1500Pa,850—950Pa間,出現(xiàn)異常時(shí)輕者用高壓風(fēng)吹,重則放炮清理,經(jīng)過(guò)上述措施2007年回轉(zhuǎn)窯基產(chǎn)量2760T/d。較為穩(wěn)定。
2.4.5 窯頭燃燒器是回轉(zhuǎn)窯的一根“槍”,為保持窯內(nèi)升溫速率和最高燒成溫度,且對(duì)窯襯又不具有傷害性,我們嚴(yán)格控制一次風(fēng)壓力、內(nèi)外風(fēng)壓力和火嘴的位置。2006年10月—11月間一次風(fēng)壓由29000Pa降至24000Pa。外風(fēng)壓力由22000Pa降至19000Pa,窯前火焰發(fā)飄,黑火頭很長(zhǎng),二、三次風(fēng)溫大幅下降,導(dǎo)致窯產(chǎn)量下降,f-CaO合格率50%左右,判斷是外風(fēng)道磨穿或頭部套筒與外套間隙過(guò)大所制,檢修時(shí)更換了“新槍”,產(chǎn)、質(zhì)量恢復(fù)如初。我們根據(jù)幾年經(jīng)驗(yàn),確定火嘴據(jù)坐標(biāo)中心,且與窯中交線50—55M的位置,實(shí)踐證明對(duì)窯的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)起到了一定的作用。
2.5 至2#線投產(chǎn)以來(lái)二次風(fēng)溫,三次風(fēng)溫一直偏低僅為950—1000℃,690—750℃且出蓖冷機(jī)熟料溫度達(dá)到200℃—300℃。給窯的煅燒及熟料質(zhì)量和下一道工序造成了很大的影響,為此車(chē)間于2006年的幾次檢修中對(duì)蓖冷機(jī)進(jìn)行幾次大的改造,得到了良好的效果。
2.5.1 為了保證一段物料能夠得到充分冷卻,且又為窯內(nèi)提供充足的風(fēng)量,我們將二室平衡風(fēng)機(jī)由原來(lái)的75KW更為95KW,二室兩臺(tái)活動(dòng)充氣梁風(fēng)機(jī)電機(jī)由原來(lái)37KW改為45KW,這使得三臺(tái)風(fēng)機(jī)閥門(mén)得到充分的開(kāi)啟,06年大修時(shí)又將一段老式固定蓖板全部改成充氣梁蓖板配兩臺(tái)110KW電機(jī),通過(guò)改造終將二次、三次風(fēng)溫提高到1050℃—1150℃、850—950℃,有時(shí)更高,但為了窯門(mén)罩考慮,要求窯操作員控制二、三次風(fēng)溫,適當(dāng)?shù)亟档皖^煤用量。
2.5.2 投產(chǎn)以來(lái)在操作員心目中認(rèn)為保護(hù)二段設(shè)備且“薄了層”操作的思想根深蒂固,但根據(jù)水泥界目前普遍理論,07年要求操作員必須實(shí)現(xiàn)“厚料層”操作,基于此考慮有三點(diǎn),A:由于蓖速減慢,物料在蓖床上停留時(shí)間延長(zhǎng),使熾熱物料與蓖下風(fēng)充分熱交換,從而使物料冷卻,風(fēng)溫上升。B:由于以前二段蓖速過(guò)快,使蓖床傳動(dòng)系統(tǒng)得到較快地磨損,特別是蓖板和鏈條。C:由于我們?cè)诙雾斏w加裝了噴水裝置,為了使出蓖冷機(jī)熟料得到進(jìn)一步冷卻,也得使物料在蓖床上有一定地停留時(shí)間。所以要求將一段二室壓力由原來(lái)5000Pa—5200Pa提高至5800—6000Pa。以粗顆粒端不出現(xiàn)“紅河”為主,二段料層厚度和矮墻相平齊大約500—550MM,五室蓖下壓力控制在2200—2500Pa但二段電機(jī)電流不允許超過(guò)60A,通過(guò)上述要求,使窯操作員改變了理念,適應(yīng)操作方法,使出蓖冷機(jī)熟料溫度達(dá)到150℃以下。
2.6 加大對(duì)系統(tǒng)的堵漏工作,提高熱效率。
2.6.1 首先:加大了對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)各級(jí)外漏風(fēng)地處理,如人孔門(mén)、翻版閥蓋、檢修孔、以及澆注料的澆注孔、煙囪帽等都用礦棉和玻璃水堵之。其次:對(duì)燒損的翻板閥而造成的內(nèi)漏風(fēng)堅(jiān)決更換,決不幸存僥幸。再次:2006年大修時(shí)對(duì)C3、 C4、C5 的內(nèi)筒都進(jìn)行更換,提高了旋風(fēng)筒分離效率,使氣固兩相在旋風(fēng)筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡不產(chǎn)生紊亂,進(jìn)一步影預(yù)熱器的換熱效率。
2.6.2 做到停窯檢修時(shí),加大對(duì)蓖冷機(jī)蓖下室隔墻及充氣蓖板檢查、堵漏工作,保證蓖下弧形閥和殼體間保持2MM—3MM間隙,料位計(jì)要及時(shí)更換決不允許出現(xiàn)弧形閥常開(kāi)局面,保證正常生產(chǎn)時(shí)蓖上用風(fēng)。
2.6.3 改造了窯尾的密封機(jī)構(gòu),由原來(lái)的彈簧卡塊密封在2006年大修中改成柔性重錘密封,通過(guò)生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)其密封性良好,且更容易更換柔性密封板。
2.6.4 高溫風(fēng)機(jī)投產(chǎn)以來(lái)出口正壓一直沒(méi)有解決,且拉風(fēng)量偏小,高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口僅為5500—5700Pa,06年檢修中發(fā)現(xiàn)出口膨脹節(jié)內(nèi)筒脫開(kāi),擋住了出風(fēng)口,影響了窯系統(tǒng)拉風(fēng)?;謴?fù)后正常投料186—190t/h,進(jìn)口負(fù)壓6300—6500Pa。且出口了出現(xiàn)負(fù)壓。
2.7 優(yōu)化工藝參數(shù),保障系統(tǒng)穩(wěn)定操作。
2.7.1 要求中控窯操作員在保證窯電流平穩(wěn)的情況最下,必須實(shí)現(xiàn)“薄料快轉(zhuǎn)”的操作制度,這是由于A:隨著窯填充率降低,煤粉燃燒空間加大,不至于使煤粉竄入物料中造成結(jié)圈,黃心料和結(jié)蛋,B:充分利用新生態(tài)CaO和C2S的活性,生成晶格細(xì)小的C3S,保證發(fā)育良好的阿利特晶體,提高熟料強(qiáng)度。C:由于我窯入窯分解率經(jīng)常保持在94%—95%。根據(jù)專(zhuān)家理論,如此高的分解率,一旦窯的L/D固定后,而燒成帶受火焰形狀限制不可能隨意拉長(zhǎng),勢(shì)必造成窯內(nèi)過(guò)渡帶延長(zhǎng),物料在900℃—1250℃之間的溫度下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),在這個(gè)溫度下物料擴(kuò)撒速度很快,有不可能形成阿利特,就會(huì)造成貝利特和f-CaO的再結(jié)晶,形成粗大結(jié)構(gòu),降低了物料的活性和晶格缺陷活性,這都障礙了A礦的形成,嚴(yán)重時(shí)造成熟料過(guò)燒,又有大量的粉粒,即形成“飛沙料“。所以我們制定出窯速與投料量的關(guān)系,即:
r=Gх2/100
式中:r:每分鐘窯轉(zhuǎn)速
G:每小時(shí)窯投生料量
當(dāng)然有時(shí)當(dāng)窯電流升高時(shí),窯速也會(huì)突破此關(guān)系。
2.7.2 投產(chǎn)以來(lái),操作員按理論的點(diǎn)火法就是當(dāng)尾溫達(dá)到350—400℃時(shí),低揮發(fā)性煤才能易油煤混燒,但我們經(jīng)過(guò)幾年的總結(jié)是,這樣做固然煤粉易點(diǎn)燃,但較大地浪費(fèi)昂貴柴油及延長(zhǎng)投料時(shí)間。為此我們認(rèn)為如果油風(fēng)混合控制良好,油火焰燃燒完全,當(dāng)尾溫達(dá)到200℃—250℃時(shí),開(kāi)窯頭羅茨風(fēng)機(jī),火焰保持完整后,開(kāi)始適當(dāng)?shù)貒娒海@時(shí)空開(kāi)窯頭排風(fēng)機(jī),煙囪帽只開(kāi)20%,使窯內(nèi)氣體返混窯前,煤粉被氣體充分打散彌漫窯中,反而極易點(diǎn)燃煤粉,2007年一年中幾次點(diǎn)火,用此方法并沒(méi)有失敗過(guò),縮短了投料時(shí)間。
2.7.3 加大對(duì)班組,操作員考核力度,讓f-CaO合格率、窯產(chǎn)量與運(yùn)轉(zhuǎn)率和個(gè)人收入掛鉤,但強(qiáng)調(diào)要樹(shù)立“四班保一窯“理念,車(chē)間盡可能統(tǒng)一操作方法,統(tǒng)一操作參數(shù),如:窯投料量、窯頭負(fù)壓、三次風(fēng)負(fù)壓、煙室負(fù)壓,分解爐出口壓力,蓖下壓力,窯頭一次風(fēng)壓力等。
2.8 繼續(xù)發(fā)揚(yáng)對(duì)設(shè)備維護(hù)“該修必修,修必修好”的原則,加強(qiáng)責(zé)任意識(shí),注重細(xì)節(jié)問(wèn)題,做到對(duì)每臺(tái)主機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)心中有數(shù),且防患于未然,2007年2#線2500T/D生產(chǎn)線未發(fā)生一起大的設(shè)備、工藝事故,保證窯運(yùn)轉(zhuǎn)率90%。
3 結(jié)尾
通過(guò)上述對(duì)窯系統(tǒng)的技改措施,使2007年2500T/D生產(chǎn)線超額完成公司下達(dá)各項(xiàng)指標(biāo),事實(shí)證明只有通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線的科學(xué)計(jì)算,研究和總結(jié),逐步對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)不盡合理地方進(jìn)行大膽嘗試改進(jìn),保證對(duì)系統(tǒng)工藝的優(yōu)化管理,就一定能夠?qū)崿F(xiàn)窯系統(tǒng)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。
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