【正文】 窯預分解系統(tǒng)的問題分析及改進措施摘要:我廠1號RSP窯經(jīng)過6年多的運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)耐火材料呈現(xiàn)出不同程度的磨損、燒壞現(xiàn)象。SB室下部掉磚，進而殼體燒損；SC室用風不良，導致邊壁物料保護層不均衡，局部襯磚磨損嚴重；斜煙道及鵝頸管側(cè)墻襯磚垮落，由于鵝頸管結(jié)構(gòu)缺陷，經(jīng)常結(jié)皮和堆料；MC室斷面物料分布不均，物料稀相區(qū)爐壁燒損，直至筒體嚴重變形；因窯尾縮口處風速低，噴騰能力減弱而塌料；高溫級旋風筒分離效率低，導致物料大量返回，內(nèi)循環(huán)增加等。本文依據(jù)熱工標定結(jié)果，對該預分解系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行分析，并提出改進措施。1　RSP窯系統(tǒng)工況分析　　熱工標定主要參數(shù)對比見表表2，窯尾高溫區(qū)工藝流程見圖1。 表1預熱預分解系統(tǒng)溫度變化℃ 表2RSP爐的分解進程變化 注：1997年數(shù)據(jù)為南京化工大學硅酸地方國營工程研究所的熱工標定結(jié)果，SC室出口指斜煙道出進口等同于鵝頸管出口?！　　　D1　窯尾高溫區(qū)工藝流程 　三次風溫度及其對SC室工況的影響　　由表1可見，三次風溫度和入爐生料溫度分別只有600℃和671℃。入爐生料溫度低主要是由于C4錐體及下料管增開人孔門較多，外漏風量和散熱損失增加引起的，通過加強管理，隔熱堵漏后完全可以解決；三次風溫度目前基本穩(wěn)定在560～580℃，提高的余地很小。其原因是:我廠采用單筒冷卻機，經(jīng)過多年的運轉(zhuǎn)，內(nèi)部裝置所遭受的磨損和腐蝕不斷加劇，而且增加了砌筑耐火磚的長度，熟料停留時間短(約為30min)，出機熟料溫度高(～290℃)，使熱效率本身就不高的單筒冷卻機熱回收率進一步降低(%)。　　 三次風溫度是影響分解率和燃盡率的重要因素。較低的三次風溫度導致爐內(nèi)煤粉著火速度減慢，形成滯后燃燒，特別是SC室內(nèi)煤粉是在純助燃空氣中燃燒，助燃空氣的溫度在很大程度上決定了煤粉燃盡率，三次風溫度低，即使分解爐多加煤，SC室內(nèi)溫度也不會高，反而會加劇煤粉滯后燃燒。從表1和表2可以看出，SC室生料出口溫度和分解率分別是948℃%，%的實際情況，說明SC室內(nèi)的分解反應極低，煤粉燃燒狀況不理想?！C室及其鵝頸管　　由于SC室內(nèi)煤粉燃盡率及物料分解率低，使得絕大部分的燃燒及分解反應在MC室內(nèi)進行，進而加重MC室及鵝頸管的燃燒負荷，致使MC室爐壁燒損?！　目傮w而言，MC室A側(cè)襯料燒損較輕，殘存耐火磚厚度普遍在50～70mm，而B側(cè)耐火磚殘存厚度僅有40～50mm，多處有燒蝕掉磚(圖2中的a、b兩點)，且掉磚在托磚板上下兩側(cè)，托磚板燒損表現(xiàn)為B側(cè)的近半圈嚴重燒損，而越靠近A側(cè)(進料端)損壞程度越輕。從以上現(xiàn)象可初步斷定，由于托磚板表露于高溫熱氣中，將其熱量傳給筒體，筒體受熱膨脹，硅鈣板與之脫離，頂垮耐火襯料。再結(jié)合爐內(nèi)壁溫度的檢測結(jié)果，A、B兩側(cè)的爐壁溫度分別為830℃和864℃，證明了A、B兩側(cè)所承受的熱負荷不均衡，B側(cè)物料濃度低、熱負荷高，致使爐壁燒損較A側(cè)嚴重?！　　D2　MC室及鵝頸管結(jié)構(gòu)　　鵝頸管的結(jié)構(gòu)缺陷是RSP窯系統(tǒng)的最大不足，設(shè)計的意圖是在不增加預熱器框架高度的前提下盡可能地延長MC室與級的連接段，增加物料在爐內(nèi)的停留時間。但預熱器呈21121布置，2個C4筒擋住了MC室上升的空間，同時需避開橫梁的阻擋，鵝頸管實際結(jié)構(gòu)如圖2所示，形成先拐彎后傾斜(60176。)過渡，如此導致后果有:　　1)因MC室出口變徑拐彎，且溫度較高(902℃)，常常引起結(jié)皮，每次停窯檢修都需要清理?！　?)結(jié)皮形成縮口，使爐內(nèi)阻力增大，阻礙MC室內(nèi)料氣的流通，增大了物料在爐內(nèi)的返混度，直接引起MC室內(nèi)單位容積物料負荷的增加，當達到一定程度時，物料由窯尾縮口處直接“短路”入窯。返混度的增加，降低了爐內(nèi)風速，顆粒與氣流間的速度差減小，不利于傳熱和物質(zhì)的擴散以及燃燒、分解的進行?！　?)斜坡段堆料，尤其在投料初期系統(tǒng)內(nèi)氣料比大，斷面風速較低，部分生料易在斜坡段失速沉降堆積，當拉風投料、喂料量大幅波動、系統(tǒng)氣流量或壓力發(fā)生變化時，原沉積的物料被觸動滑落造成塌料。　級旋風筒的效率分析　　級旋風筒進口溫度穩(wěn)定在約880℃時，入窯物料溫度僅750℃，比正常理論溫度降低了近100℃，出口氣體溫度也只有808℃，這充分說明級旋風筒散熱損失及外漏風比較嚴重。外漏風主要集中在錐體及下料管部位，生產(chǎn)中經(jīng)常將錐體及下料管捅灰孔打開，預熱器系統(tǒng)中有60%以上堵塞現(xiàn)象發(fā)生在該部位，為便于清堵，我們根據(jù)堵塞的多發(fā)點，先后開了4個人孔門，提高了清堵效率，但也帶來了不容忽視的負面影響:①外漏風導致熱效率急劇下降，入窯物料溫度僅為750℃，不利于快速燒成；②開孔無法保證筒體內(nèi)壁光滑，物料滯留粘結(jié)，最終形成堵料；③由于所開人孔門沒有嚴格的隔熱措施，散熱損失進一步加大。從表2可知，%%，這只能靠級旋風筒內(nèi)的物料大量返混來實現(xiàn)。由于級內(nèi)筒經(jīng)常燒掉，1998年將內(nèi)筒拆除，分離效率下降了許多。2　窯尾煙室及縮口的改造　、使用效果均不理想。由于經(jīng)常使用壓縮空氣清吹結(jié)皮，內(nèi)部截面積變得無規(guī)則，動力損失增加，導致縮口風速下降。2001年8月停窯檢修時，比預設(shè)截面增大了許多，而窯尾煙室則因結(jié)皮層的長期累積，有效通風面積大幅度變小，(窯軸向的煙室捅灰孔已于1998年被封死，主要目的是為了減少漏風引起的冷凝結(jié)皮，同時增加內(nèi)壁澆注料整體牢固性)。隨著煙室有效面積的減小，縮口的噴射效應降低，加之在生產(chǎn)中縮口斷面的逐漸變大，使窯系統(tǒng)縮口處風速偏低，MC室內(nèi)形成的噴射能力減弱，物料無法及時排出，加劇了MC室內(nèi)物料的返混度。當MC室內(nèi)物料負荷增至一定程度后整體或局部“短路”入窯，形成塌料。發(fā)生塌料后，減料降窯速，系統(tǒng)步入惡性循環(huán)中，長時間停留在低產(chǎn)階段?！　「脑鞎r，考慮原有澆注料損壞嚴重，凸凹不平而影響氣流暢通，故將其全部打掉重新澆注，保證澆注料整體的牢固性和密閉性，避免分層脫裂。為確保窯尾煙室有效通風面積，嚴格按原設(shè)計的有效尺寸來控制HN13NL耐堿澆注料及100mm耐高溫硅酸鈣絕熱板(簡稱硅鈣板)的總體厚度。由于縮口部位施工空間狹窄，對澆注質(zhì)量有較大影響，因此在保證襯料質(zhì)量的同時也考慮澆注料的施工性能，選用的莫來石質(zhì)澆注料要有較好的保溫性能、良好的施工性能(施工加水量僅為7%～8%)和流動性，同時又具有較高的機械強度和使用溫度(≤1400℃)。　　 分析歷次使用的縮口截面積情況，并將四角澆注成圓弧過渡形式，從而有利于噴射和旋流效應，使氣流在斷面較均勻地分布和減少死角，有利于提高澆注墻體的穩(wěn)定性和耐久性。窯尾斜坡耐火磚仍選用X17型抗剝落高鋁磚。該磚的耐火及耐磨性完全能滿足窯尾工況的要求?！　D3　縮口改造結(jié)構(gòu)尺寸 　　停窯檢查時發(fā)現(xiàn)的局部“抽簽”現(xiàn)象，主要原因是經(jīng)常使用高壓空氣清理結(jié)皮積料和施工質(zhì)量不過關(guān)，“抽簽”部位正是平時清理的主要受力點。因此，此次檢修時我們設(shè)專人負責全程監(jiān)督，注意避免出現(xiàn)臺階和膨脹縫的留設(shè)?？s短下料“溜子”長度，并盡可能的傾斜，大大減少下料斜坡堆料的現(xiàn)象。改造后系統(tǒng)壓力變化見表3。 表3縮口改造前后系統(tǒng)壓力變化Pa　根據(jù)1號窯預熱預分解系統(tǒng)的匹配及地處高海拔地區(qū)，正常運行時適當提高空氣過剩系數(shù)，阻力比平原地區(qū)同類型窯有較大幅度的提高。生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，完成設(shè)計產(chǎn)量時系統(tǒng)總壓降低于4600Pa，高溫風機進口壓力低于4850Pa，被認為是不正常的，無法保證各管道內(nèi)的物料懸浮良好，更不可避免在局部發(fā)生物料“短路”。從表3可見，改造后的系統(tǒng)壓力趨于合理。3　調(diào)整三次風匹配，改善SC室流場 ?！　　栴}分析　　分解爐著火不良，煤粉預燃效果差，火焰燃燒區(qū)較長，從而導致操作中控制不住分解爐出口溫度(即進口溫度)。為提高入窯物料溫度，保證分解率，只有將分解爐出口溫度穩(wěn)定在880～910℃，窯系統(tǒng)熱工制度才能基本穩(wěn)定，但、C4出現(xiàn)了頻繁的燒結(jié)堵塞。當分解爐出口溫度下跌至865℃以下時，物料流速快，窯內(nèi)煅燒特別吃力，865℃%。分析以上現(xiàn)象得知，分解爐內(nèi)煤粉存在嚴重的“后燃”現(xiàn)象，有不少煤粉跑至鵝頸管乃至級旋風筒內(nèi)繼續(xù)燃燒，形成爐出口及C4進口溫度過高而爐內(nèi)部熱力強度并不高的溫度“倒掛”現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，C4進口與進口溫降應在100～120℃之間，但當時的溫降僅為80～90℃，這也證明了溫度“倒掛”和物料“返混”現(xiàn)象的存在。SC室邊壁燒蝕情況見圖4。　圖4　爐壁燒蝕部位生料進入SC室后由于攜帶風速不足，直落一段距離，同時借助B路風的旋流效應才作旋轉(zhuǎn)運動，失去了對該側(cè)爐壁的保護作用，形成稀相區(qū)，致使該部位溫度相對過高而燒蝕。從現(xiàn)場觀察的情況，A路風攜帶物料的能力不足，存在物料下沖現(xiàn)象?！栴}的解決　　1)增大三次風量。在改造過縮口通風截面之后，將三次風閥開度由原來的20%～30%開至50%～70%，入爐風速明顯提高，CA物料下沖現(xiàn)象基本消除。此后卻加劇了A、B兩路風的嚴重不平衡度，通過現(xiàn)場測壓儀發(fā)現(xiàn)兩側(cè)風壓分別達168Pa和290Pa，且爐內(nèi)著火未有明顯改觀，“后燃”依然存在?！　?)調(diào)節(jié)預燃風。將SB閥開到80%～85%，使入SB室的三次風達12%左右，加之三次風總量的增大，其問題基本得以解決，入SC室A路和B路(預燃風從B路抽取)壓力分別為208Pa和223Pa，兩側(cè)的風量、風速基本上趨于平衡?！「倪M局部襯料 　更換MC室耐火襯料時，各接口部位由原來的GT16B耐堿澆注料改用HN13NL高強耐堿澆注料，錨固件(鈀釘)由“V”形改為“Y”形，表面裹一層1～2mm厚的黑膠布；硅鈣板與筒體之間采用PA80高強高溫粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑具有粘度高(30%～35%)、密度大(～)、固體含量高(amp。gt。50%)等優(yōu)點，也可用其填補筒體變形處。分解爐內(nèi)襯設(shè)計時多采用耐火磚，但由于小型預分解窯系統(tǒng)工況容易波動，開停窯頻繁，磚襯表面驟冷驟熱次數(shù)增多，掉磚現(xiàn)象嚴重，與之匹配的分解爐斷面較小，斜煙道、鵝頸管等連接過渡管道尤其突出。凡是掉磚部位，都改打澆注料，避免了因煙氣沖刷、受熱等導致掉磚。 5　體會 　　1)RSP窯分解系統(tǒng)出現(xiàn)的問題僅靠操作調(diào)節(jié)是無法徹底解決的，必須從結(jié)構(gòu)上作適當?shù)母倪M，如將斜煙道與MC室連接由正中心進入改為切線進入方式，重新更新單筒冷卻機揚料裝置，加強揚料區(qū)的隔熱及減少筒體淋水等措施，可進一步提高三次風溫度，改善SC室的燃燒環(huán)境，減少煤粉滯后燃燒?！　?)加強各人孔門的隔熱堵漏，所開人孔門補打的澆注料盡量保持過渡圓滑，恢復內(nèi)筒等，都是提高熱效率及分離效率的有效途徑。　　3)窯尾下料溜子屬關(guān)鍵部位，施工質(zhì)量至關(guān)重要。一是溜子伸入窯內(nèi)不能過短，應伸到窯內(nèi)200～300mm；二是澆注料不宜過厚(260mm)；三是澆注料與斜坡耐火磚之間避免形成臺階，防止堆料?！　?)對窯尾預熱器系統(tǒng)的各種損壞，應及時修補和修復(如SB閥的閥桿) 摘要:在水泥廠中，燒成車間相對而言要比其它車間復雜得多。這主要是熟料燒成有嚴格的熱工制度，要求風、煤、料和窯速進行合理匹配，出現(xiàn)異常情況要及時調(diào)整。否則，短時間內(nèi)影響一點產(chǎn)質(zhì)量事小，如果處理不當還會出現(xiàn)紅窯或預分解系統(tǒng)堵塞等問題。通過生產(chǎn)實踐體會到，當一個好的窯操作員，既要在中控室操作自如，判斷正確、果斷，又要解決好燒成現(xiàn)場出現(xiàn)的實際問題，實屬不易。下面就預分解窯的操作談一些體會，供大家參考。1看火操作的具體要求1)作為一名回轉(zhuǎn)窯操作員，首先要學會看火。要看火焰形狀、黑火頭長短、火焰亮度及是否順暢有力，要看熟料結(jié)粒、帶料高度和翻滾情況以及后面來料的多少，要看燒成帶窯皮的平整度和窯皮的厚度等。2)操作預分解窯要堅持前后兼顧，要把預分解系統(tǒng)情況與窯頭燒成帶情況結(jié)合起來考慮，要提高快轉(zhuǎn)率。在操作上，要嚴防大起大落、頂火逼燒，要嚴禁跑生料或停窯燒。3)監(jiān)視窯和預分解系統(tǒng)的溫度和壓力變化、廢氣中O2和CO含量變化和全系統(tǒng)熱工制度的變化。要確保燃料的完全燃燒，減少黃心料。盡量使熟料結(jié)粒細小均齊。4)％，立升重波動范圍在177。50g／L以內(nèi)。5)在確保熟料產(chǎn)質(zhì)量的前提下，保持適當?shù)膹U氣溫度，縮小波動范圍，降低燃料消耗。6)確保燒成帶窯皮完整堅固，厚薄均勻，堅固。操作中要努力保護好窯襯，延長安全運轉(zhuǎn)周期。撒料板角度的調(diào)節(jié)撒料板一般都置于旋風筒下料管的底部。　　經(jīng)驗告訴我們，通過排灰閥的物料都是成團的，一股一股的。這種團狀或股狀物料，氣流不能帶起而直接落入旋風筒中造成短路。撒料板的作用就是將團狀或股狀物料撒開，使物料均勻分散地進入下一級旋風筒進口管道的氣流中。在預熱器系統(tǒng)中，氣流與均勻分散物料間的傳熱主要是在管道內(nèi)進行的。盡管預熱器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有較大差別，但下面一組數(shù)據(jù)基本相同。一般情況下，旋風筒進出口氣體溫度之差多數(shù)在20℃左右，出旋風筒的物料溫度比出口氣體溫度低10℃左右。這說明在旋風筒中物料與氣體的熱交換是微乎其微的。因此撒料板將物料撒開程度的好壞，決定了生料受熱面積的大小，直接影響換熱效率。撒料板角度的太小，物料分散效果不好。反之，極易被燒壞，而且大股物料下塌時，由于管路截面積較小，容易產(chǎn)生堵塞。所以生產(chǎn)調(diào)試期間應反復調(diào)整其角度。與此同時，注意觀察各級旋風筒進出口溫差，直至調(diào)到最佳位置。排灰閥平衡桿角度及其配重的調(diào)整預熱器系統(tǒng)中每級旋風筒的下料管都設(shè)有排灰閥。一般情況下，排灰閥擺動的頻率越高，進入下一級旋風筒進氣管道中的物料越均勻，氣流短路的可能性就越小。排灰閥擺動的靈活程度主要取決于排灰閥平衡桿的角度及其配重。根據(jù)經(jīng)驗，排灰閥平衡桿的位置應在水平線以下，并與水平線之間的夾角小于30。有人作過計算，最好能調(diào)到150左右。因為這時平衡桿和配重的重心線位移變化很小，而且隨閥板開度增大上述重心和閥板傳動軸間距同時增大。力矩增大，閥板復位所需時間縮短，排灰閥擺動的靈活程度可以提高。至于配重，應在冷態(tài)時初調(diào)，調(diào)到用手指輕輕一抬平衡桿就起來，一松手平衡桿就復位。熱態(tài)時，只需對個別排灰閥作微量調(diào)整即可。壓縮空氣防堵吹掃裝置吹掃時間的調(diào)整預熱器系統(tǒng)中，每級旋風筒根據(jù)其位置、內(nèi)部溫度和物料性能的不同，在錐體一般都設(shè)有1～3圈壓縮空氣防堵吹掃裝置。—。系統(tǒng)正常運行時，由計算機定時進行自動吹掃。吹掃時間可以根據(jù)需要人為設(shè)定。一般為每隔20min左右，整個系統(tǒng)自動輪流吹掃一遍。每級旋風筒吹掃3—5s。當預熱器系統(tǒng)壓力波動較大或頻繁出現(xiàn)塌料等異常情況時，隨時可以縮短吹掃時間間隔，甚至可以定在某一級旋風筒上進行較長時間的連續(xù)吹掃。