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10000t/d生产线回转窑系统工艺故障及处理
发布时间：2012-11-19 18:12 来源：未知
10000t/d生产线采用DOPOL预热器和MSC在线式分解炉，回转窑规格为Ø6.4m/6.Omx90m，简体斜度为4%，燃烧器为POLYSIUS三风道燃烧器，篦冷机型号为HE101845R/1845R/1845R。现就该线窑系统出现的工艺故障及其处理作一总结。
1、燃烧器的故障及处理
1.1燃烧器外风通道堵塞
1.1.1 出现的问题
2011年4月中回转窑旬窑系统进行了一次大修，下旬开窑前燃烧器的定位为进窑300mm，头部中心在窑口中心位置，光点偏第四象限。系统开启后运行正常，投料量在700t/h，二次风温度在12000C左右，C3出口NO。浓度在600～700ppm，熟料质量较好。但是自4月30日起系统波动较大，窑运行不理想，主要表现在以下几个方面。
1)系统温度低，波动较大。C3出口NOx浓度低时在300～400ppm，高时在700～800ppm，平均在400ppm；二次风温低时在1 050～1100℃，高时在1200～1250℃，平均在1100℃。
2) fCa0多次超标，需大量减产调整工况。5月6日fCa0因调整不及时连续超标6次，造成2次一般工序质量事故，投料量频繁调整，最低时减到550t/h。
3)两列最下级Cl下料管温度相差15～20℃，特别是在窑前温度低时，煤粉燃烧速度慢，部分进入分解炉影响炉内煤粉的燃烧，由于窑带料侧受带起生料阻挡带入炉的煤粉少，所以带料侧的下料管温度相对偏低，导致两列Cl下料管温度出现偏差。
4)仪表显示头、尾煤比例明显倒置，窑头用煤在26～27t/h，窑尾用煤在18～19t/h。
5)窑皮长37m左右，20～30m处窑皮较厚，简体温度在240～300℃。
6)在清燃烧器头部积料时，C3出口NO，浓度会发生突变，出现突然上升或下降且不可控的现象。
1.1.2原因分析
针对上述问题进行了检查，根据煤粉仓仓重标定喂煤秤下料量，标定后发现窑尾喂煤秤的显示数据较实际值低12t/h，因此头煤的实际用煤比例为45%～47%，用量偏多但没有倒置。系统的调整以提高窑前温度和降低fCa0为目标，将燃烧器尾部抬高10mm，也就是头部下压约20mm，同时分3次向窑外抽出230mm，并调节三次风挡板，但是没有效果。由于在清燃烧器头部积料时C3出口NO。浓度会发生突变，怀疑燃烧器头部有问题。
5月13日16:00停窑，冷却1h后把燃烧嚣抽出，检查发现头部外风通道内有部分焊渣，导致外风通道堵塞。在检修时维修人员对燃烧器尾部外风管道进行了补焊，但没有及时处理焊渣，使其在运行中受高速风冲刷后脱落，堵塞在燃烧器头部外风管道内。受重力和一次风的共同影响，焊渣堵塞在了下方位置，使外风下部缺失，导致火焰形状发生变化，且大量煤粉沉积到熟料中，造成窑前温度偏低且熟料质量较差。在清理燃烧器头部时，受外力作用焊渣向下堆积，堵塞的面积就变小，对燃烧器的影响变小，窑，前温度也很快就会提高，但是这种外力的影响是不可控的，也可能会使堵塞面积变大，所以C3出口NOx浓度会在清燃烧器时发生突变。
1.1.3采取的措施及效果
对燃烧器外风道内的焊渣进行清理，清理出的焊渣并排摆放有25cm长。清理后把燃烧器推人窑内300mm，头部位置没有进行调整。21:20开主电动机投料。窑前温度明显提高，C3出口NOx浓度在500~600ppm，在清理燃烧器积料时未再发生突变现象。
为避免再次出现类似事故，公司制定了一套完整的燃烧器维修操作规程，详细规定维修步骤和注意事项。要求燃烧器管道拆除后要对管道密封，防止杂物进入管道，焊接时要从内部到外部进行焊接，完成后要对焊渣进行淆理，避免堵塞管道。
1.2未及时调整燃烧器位置
5月14日开始，篦冷机固定端头部频繁出现大块熟料不易走掉现象，熟料发黏易形成黏散料，二次风温较低，在1120℃左右。15日将燃烧器向窑内推进100mm后效果不明显，将C1下料管温度降至875℃以下，一段篦压降至6.0～6.3kPa，调整后可以勉强维持固定端不结大块。但是由于窑前温度偏低，再加上篦冷机一段料层较薄，二次风温一直偏低，在1100～1150C，C3出口NO，浓度也在500～600ppm。在此期间，投料量可以稳定在680t/h左右，窑皮长33m左右，厚窑皮在20～25m处。
研究后认为原因可能是以下几个：
1)分解炉两个喷煤点喷煤不均衡，造成两列Cl下料管人窑生料的分解率相差较大，低分解率的生料入窑后还要在窑内继续分解，加重了窑内的热负荷，使窑前温度得不到有效提高。
2)三次风挡板损坏脱落，造成三次风风量增大，窑内通风不足，煤粉在窑内不完全燃烧，导致窑前温
度偏低，且有煤粉掺入熟料，造成熟料发黏。
3)燃烧器的位置过于偏料，造成大量煤粉掺入熟料中不完全燃烧，通过熟料带入篦冷机形成二次燃烧，使熟料发黏不易走掉，再加上冷却带变短熟料来不及冷却也会使熟料发黏。
检查后发现三次风挡板全部完好，排除三次风挡板损坏脱落的影响。两列Cl下料管物料的人窑分解率偏差较大，一列在92%～93%，一列在96%～97%，多次调整用煤比例后，两列下料管温度可以基本持平，生料的分解率也基本都在94%～95%。窑前温度得到一定提高，二次风温度在1150℃左右，C3出口NOx浓度在500ppm左右。上次燃烧器外风道堵塞时，曾将燃烧器头部下压20mm，恢复正常生产后，没有将其位置恢复，导致燃烧器头部过于偏料。19日将燃烧器头部上抬20mm后，窑况明显变好，二次风温度稳定在1180—1220C，C3出口NQ浓度在500—700ppm，投料量在700t/h左右，窑皮长度在28—30m，15—20m处窑皮稍微有点发厚但整体较为理想。篦冷机运行状况明显得到改善，基本没有熟料发黏现象，偶尔有大块窑皮脱落在固定端，现场处理即可解决。
燃烧器维修后要按照设计位置恢复，在运行中要根据具体的工况进行调整，以加强熟料煅烧，避免耐火材料烧损和保证系统稳定运行。
2篦冷机漏红料的处理
2.1 出现的问题
2011年7月20日，因为限电进行了为期8天的检修，7月28日开窑时，燃烧器入窑400mm，头部在中心位置，光点偏第四象限，三次风挡板开度在50%。系统运行初期，由于电气原因发生了几次止料，再次开窑后，窑电沆较高，平均在810A左右，正常时在760A左右，C3出口CO含量一直偏高，在0.02%一0.03%，最高时达0.05%，正常应在0.005%—0.01%。虽然窑运行比较稳定，熟料产质量也在正常范围内，但是篦冷机运行不好，灰斗内漏红料现象严重，特别是细料侧，从一段到三段几乎所有灰斗都漏红料。拉链机上的熟料细颗粒量偏多，熟料结粒不均匀。
2.2原因分析
检修中发现，分解炉燃烧器的旋流片磨损严重，怀疑是分解炉内风煤料混合不充分导致煤粉不完全燃烧，产生CO。因此加大系统通风，预热器出口压力由原来的-4.9kPa提高到-5.2kPa，但CO含量还是偏高，且系统温度出现大幅波动，漏红料现象更加严重，据此判断，CO应为窑内煤粉不完全燃烧而产生的。
运行初期的几次止料过程中，操作员没有及时调整好燃烧器的内外风，正常情况下外风压力应在5kPa左右，内风压力在13kPa左右，实际外风压力偏高，在9kPa左右，导致在止料保温期间，煤粉大量沉积在过渡带，使此处窑皮成长过快，形成煤粉圈。煤粉圈的存在，减少了窑内的通风面积，使窑内通风量减少，风煤没有充分混合，煤粉末完全燃烧落人熟料内，使火焰温度降低，熟料结粒小且不均匀。
窑内通风量的减少，增加了三次风风量，使零压面后移，窑头存在逼火现象，篦冷机的冷却用风量减少。由于熟料结粒差，篦冷机通风差，细颗粒熟料在没有冷却的情况下通过篦缝漏入灰斗，导致漏红料。
2.3 采取的措施及效果
8月14日把三次风挡板开度由原来的50%调整为40%，增大窑内通风。调整后窑电流降到770～780A，系统CO含量降到正常值，窑头排风机转速由440～450r/min增大到460～480r/min，窑皮长度由43m减少到35m，后部的厚窑皮也逐渐变薄，煤粉圈逐步脱落。从拉链机上观察，熟料结粒均匀，细颗粒变少，漏红料现象得到明显改善，只有个别灰斗还有少量红料。
3窑系统周期性波动的调整
3.1传统的调整方法
万吨生产线对窑内煅烧的要求较高，多方面因素的影响都会使系统发生波动，如果处理不当或处理不及时，不仅会影响熟料的煅烧质量，还会增加预热器结皮，影响其安全运行，严重时还会损坏窑内耐火材料。传统的调整方法是根据分解炉的温度来调整分解炉用煤量，根据篦下压力来调整篦速。但这些中控参数存在一定的滞后性，所以传统方法不能短时间内消除系统波动，如果调整不当反而会增加系统波动。
因为系统波动时篦冷机篦压波动较大，传统的调整是，篦压高提高篦速，篦压低降低篦速。但是在系统出现大的波动时，该做法只会增加系统的波动。系统波动的原因多数是窑前温度偏低，熟料结粒不好，透气性变差，流动性增强。如果篦速提高过快，很容易使篦冷机料层迅速变薄，篦压下降，这时再迅速降低篦速，料层又会迅速增厚，篦压又快速上升。如此反复会使篦冷机的波动持续增大，二次风和三次风温度会跟随篦压的变化而变化，最低时二次风温度在1050℃左右，三次风在600℃左右，而最高时，二次风温度在1250℃左右，三次风在850℃，且很长时间不能稳定。
通过长时间的观察和分析，本人总结出了一套可以在短时间内消除系统波动的炉、窑、篦冷机综合调整法。
3.2综合调整方法
3.2.1 调整窑内煅烧状况
系统的波动一般是系统温度偏低，熟料在窑内欠烧引起的，但是系统温度过高也会引起系统的波动。系统波动较大时，窑电流、二次风温度和三次风温度都在波动，不适合作为判断调整的依据，而系统的氮氧化物浓度、篦板温度、出篦冷机废气温度及破碎机电流这些参数受到的影响较小，通过综合的分析可以判断出系统温度的高低。如果氮氧化物浓度较高，篦板温度较低，废气温度较低，破碎机电流较高，说明是系统温度偏高引起的波动，要通过减少窑头用煤量，提高窑速来及时降低窑内温度。如果氮氧化合物浓度偏低，篦板温度高，废气温度高，破碎机电流低说明是系统温度低引起的波动，要通过增加窑头用煤量，或者适当减少喂料量，降低窑速来改善窑内煅烧状况。
如果熟料的率值发生了大的变化，特别是LSF或SM偏高，这时熟料煅烧就比较困难，首先要通知化验室进行调整，再结合系统工况适当减产。
煤质发生变化时，特别是煤灰分升高，挥发分降低，发热量降低时一方面要增加窑系统用量煤和系统通风，另一方面要调整煤磨的选粉机转速和系统用风，以提高煤粉细度，促进煤粉燃烧。
3.2.2 稳定分解炉温度
稳定分解炉的温度需要根据篦压的变化提前加减煤。篦压增高，篦速提高时，要提前减少分解炉用煤量；反之篦压降低，篦速降低时，就要提前增加分解炉用煤量。这是因为篦压增高则出窑熟料增加，带出热量也会增加，二次风温度会提高，为了稳定篦冷机料层而提高的篦速会把熟料快速推向三次风取风区，三次风温庋也会提高，导致分解炉温度上升，反之亦然。
调整时要注意以下几点：
1)加减煤的幅度要小，本着少量多次的原则来调整。如果一次加煤过多，会引起不完全燃烧产生CO，温度反而会降低。
2)要密切关注系统CO含量。若发现CO含量较高，就不能继续加煤，而要提高系统用风或者适当减少喂料量。
3)要关注喂煤及喂料的稳定性。如果存在波动要立即通知现场巡检进行处埋。
分解炉的出口温度要控制在8800C左右，Cl下料管温度控制在(872+5)℃，生料分解率控制在94%～95%。
3.2.3 稳定篦冷机操作
篦速调整的幅度要小，且要提前调整，一般情况下分解炉温度出现大幅变化的时候，过5～6min篦冷机就会相应的体现出来，因此在分解炉温度下降后3min提高篦冷机篦速，提前把篦板上的料层降下来，因为再过2min出窑的熟料量会大量增加，反之分解炉温度开始上升时也要提前降低篦速。通过提前调整料层克服出窑熟料量的变化，稳定篦冷机的料层。分解炉温度变化较大的调整过程中，在篦压下降速度减慢的时候就要提高篦速，不要等到上升了再提高；等篦压不上升的时候就要降低篦速。通过小幅度、勤调整，篦压很快可以调整平稳。
3.2.4小结
遇到具体的工况时要具体对待，首先要准确地判断系统温度的高低，找出系统温度变化的原因，作出相应调整。然后再运用上述调整方法操作，在调整的过程中一定要前后兼顾，本着少量多次的原则进行调整，切忌大起大落。通过多次实践检验，这种方法在处理大的系统波动时效果非常明显。用以前的操作方法调整，系统会波动很长时间，一般在5～6h，最长的一次波动了两个班，而用这种方法调整，一般经过1～2h的调整就会恢复正常，大大降低了系统波动引起的危害。
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