我廠2000 t/d熟料生產(chǎn)線 預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞原因分析(1)

0 前言
　　我廠2 000 t/d新型干法熟料生產(chǎn)線，窯外分解部分是雙系列五級預(yù)熱器帶DD型分解爐。該線自1992年9月月投入生產(chǎn)以來，僅預(yù)熱器系統(tǒng)而言，整體運行工況達(dá)到設(shè)計要求。但在1995年9月下旬至1996年2月上旬這五個月的時間內(nèi)，預(yù)熱器(尤其是兩列第四級旋風(fēng)筒)頻繁出現(xiàn)堵塞，給該生產(chǎn)線帶來了災(zāi)難性的損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，出現(xiàn)的預(yù)熱器堵塞達(dá)50次之多，是幾年來從未遇到過的大問題。經(jīng)過大家的共同努力，反復(fù)探討，使該問題得以徹底解決。本文就該預(yù)熱器系統(tǒng)的堵塞情況及原因作一分析。
1 預(yù)熱器堵塞情況及原因分析
　1.1 堵塞情況統(tǒng)計
　　表1 預(yù)熱器堵塞情況統(tǒng)計
日期(年月日) 投料時間h∶min 堵料時間h∶min 運行時間min 堵塞部位
1995-09-26 　　15∶20 　　　　　16∶34 　　　　74　　　　 C4a
1995-09-27 　1∶00 　　　　　1∶38 　　　　38　　　　 C4a
3∶11 4∶23 72 C4a
9∶57 10∶30 33 C4a
14∶35 15∶37 62 C4b
1995-10-05 4∶08 5∶22  74 C4a
 9∶30 10∶03 33 C4a
12∶55 13∶32  37  C4a
17∶18 18∶06 48 C4b
1995-10-14 9∶20 10∶21 61 C4b
1995-10-15 6∶15 7∶42 87 C4b
1995-10-18 23∶37 0∶50 73 C4b
1995-10-19 3∶03 3∶20 17 C4b
7∶02 7∶28 26 C4b
 12∶53 13∶25 32 C4b
 21∶09 22∶09 60 C4a
1996-01-21 20∶40 21∶08 28 C4b
1996-01-23 22∶10 23∶11 61 C4b
1996-01-24 3∶58 5∶16 78 C4b
1996-01-27 2∶23 3∶35 72 C4a
1996-02-01 9∶20 10∶42 82 C4b
1996-02-02 0∶54 2∶03 69 C4b
 11∶02 12∶42 100  C4b
16∶16 16∶52 36 C4b
17∶21 17∶55 34  C4b
1996-02-03 20∶47 22∶25 98 C4a
1996-02-04 0∶45 1∶23 38 C4b
3∶15 5∶09 104  C4b
1995年9月至1996年2月我廠預(yù)熱器堵塞情況統(tǒng)計見表1。
造成預(yù)熱器堵塞的原因比較多，如操作不當(dāng)，煤質(zhì)不好，結(jié)構(gòu)不合理，漏風(fēng)，機(jī)械故障，工藝設(shè)計不合理，有害元素等。由表1可知我廠預(yù)熱器堵塞的特點是：
第一：主要在兩個四級筒(C4a，C4b)堵塞；
第二：有著同樣的規(guī)律性：
(1)從堵料的時間看，有效運行時間一般為30 min至90 min。
(2)絕大部分堵塞發(fā)生在兩個四級筒的下料錐體部分。
(3)堵料發(fā)現(xiàn)及時，料子疏松，易于清理。
(4)堵塞之前，有負(fù)壓突閃出現(xiàn)，在現(xiàn)場可以看到四級鎖風(fēng)翻板閥有很大的閃動。
(5)堵料速度快，瞬間錐體壓力由-2 000 Pa變?yōu)?1 000 Pa，繼而成正壓。
1.2 系統(tǒng)原因查找
　　為查找原因我們首先在煤、料、操作、機(jī)械等方面查找，先后進(jìn)行過幾次系統(tǒng)檢查和處理。其一，1995年10月7日至13日更換了兩個C4內(nèi)筒(由于嚴(yán)重變形、內(nèi)縮、內(nèi)折使內(nèi)筒直徑由原來的2 250 mm縮至1 100 mm左右)，更換了燒損的翻板閥，消除內(nèi)漏風(fēng)；10月23日處理系統(tǒng)漏風(fēng)，對所有下料管處的膨脹節(jié)進(jìn)行密封處理，盡可能減少外漏風(fēng)。第二，對預(yù)熱器系統(tǒng)的壓力進(jìn)行了標(biāo)定，并對高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、增濕塔出口閥門、匯風(fēng)箱內(nèi)分布板、電除塵 器進(jìn)、出口閥門都進(jìn)行了認(rèn)真檢查，并沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。第三，在操作上加大了高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，閥門開度在98%～100%時，轉(zhuǎn)速由正常情況下880 r/min～890 r/min提到930 r/min～940 r/min，C1筒出口壓力由正常投料時-4 000 Pa～-4 500 Pa提高到-5 300 Pa，堵料現(xiàn)象仍然存在。另外，也進(jìn)行過快速投料，短時間達(dá)到130 t/h喂料量，但預(yù)熱器的堵塞還是發(fā)生。進(jìn)行了上述檢查和處理，堵塞仍發(fā)生。為此我們對每次堵塞情況及工藝參數(shù)變化情況等進(jìn)行了綜合分析，據(jù)此，我們判定C4筒堵塞是由于預(yù)熱器瞬間塌料造成的。而塌料的癥結(jié)在系統(tǒng)用風(fēng)上，主要在于篦冷機(jī)系統(tǒng)供風(fēng)失調(diào)。因熟料冷卻機(jī)配有7臺皮帶傳動的規(guī)格不同的風(fēng)機(jī)，丟轉(zhuǎn)速現(xiàn)象極為嚴(yán)重，導(dǎo)致系統(tǒng)供風(fēng)量不足，加之篦冷機(jī)各風(fēng)室下鎖風(fēng)裝置失靈，漏風(fēng)極為嚴(yán)重。當(dāng)預(yù)熱器內(nèi)溫度升高，而系統(tǒng)風(fēng)量減少，風(fēng)速降低無法使物料在預(yù)熱器上升管道內(nèi)達(dá)到均勻分散并隨氣流上升時，造成瞬間塌料，從而使預(yù)熱器堵塞。對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)用風(fēng)而言，可以簡化為3臺風(fēng)機(jī)的聯(lián)動使用，即2臺引風(fēng)機(jī)(窯頭風(fēng)機(jī)和高溫風(fēng)機(jī))和1臺鼓風(fēng)機(jī)(7臺冷卻風(fēng)機(jī))，見圖1。對預(yù)熱器系統(tǒng)而言，上升管道和旋風(fēng)筒進(jìn)、出口截面的風(fēng)速大小，在高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和閥門開度一定的情況下取決于篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)供風(fēng)量和窯頭風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量。由于窯頭排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，閥門開度基本維持不變，故預(yù)熱器內(nèi)的風(fēng)速在某種程度上，取決于篦冷機(jī)的供風(fēng)量，尤其是三、四室風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量。由南京化工大學(xué)進(jìn)行的預(yù)熱器系統(tǒng)的冷模試驗和反求計算，可知該系統(tǒng)的特征參數(shù)(見表2)，與國內(nèi)部分水泥廠預(yù)熱器旋風(fēng)筒的比較見表3～表5。
圖1 回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機(jī)聯(lián)動使用示意
表2 我廠預(yù)熱器各級旋風(fēng)筒的空載阻力損失
　　　　　　　　C1　　 C2　 　C3　　 C4　　 C5
歐拉準(zhǔn)數(shù)Eu 　　4.81 　 8.55　 6.58　 6.57 　6.57
阻力系數(shù)ζ 　　　9.62　 17.1 　13.16　 13.14　 13.1
工況進(jìn)口風(fēng)速/m·s-1
16.94 13.46 14.81 14.24 15.3
冷態(tài)壓降/Pa 1662 1867 1739 1605 1843
工況溫度/℃ 350 505 650 760 870
工況壓降/Pa 728 655 514 424 440
表3 我廠與國內(nèi)部分水泥廠旋風(fēng)筒進(jìn)口風(fēng)速之比較 m/s
廠名 C1 C2 C3 C4 C5
寧國 18.1 16.9 16.7 17.7
江西 16.5 18.1 19.6 20
冀東 19.7 20 21.4 26.8
滇西 16.9 17.5 17.2 17.2 18
山西 15.6 13.7 15.7 17.2 19.3
耀縣 16.9 13.5 14.8 14.2 15.3

表4 我廠與國內(nèi)部分水泥廠預(yù)熱器旋風(fēng)筒進(jìn)口阻力系數(shù)
廠名 C1 C2 C3 C4 C5
冀東 10.8 6.8 5.4 7.54
山西 14.8 5.2 5.2 5.2 2.6
滇西 7 7.4 11.3 7.8 9.6
江西 13.7 14 11.9 7.2
FLS 2.67 3.37 3.51 3.51 3.44
耀縣 9.61 17.1 13.16 13.14 13.1