我廠2000 t/d熟料生產(chǎn)線 預熱器系統(tǒng)堵塞原因分析(2)

表5 我廠與國內(nèi)部分水泥廠預分解系統(tǒng)總壓降對比
廠名 　　　冀東 　寧國 　新疆 　江西 　柳州 　耀縣 
預熱器級數(shù) 　4 　　4 　　　5 　　4 　　　4 　　5
系統(tǒng)壓降/Pa 5640 　3480 　5400　 6270 爐：6230 5100　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　窯：5250 
　　分析表2～表5不難看出，我廠各級旋風筒阻力系數(shù)值均較高。我廠預熱器系統(tǒng)以追求高分離效率為出發(fā)點來設計各級旋風筒的結構，但該類結構必然產(chǎn)生較高的阻力系數(shù)。為了克服可能導致的系統(tǒng)壓降的提高，采取了低風速的操作方式，由于低風速操作，預熱器管道內(nèi)物料必然容易產(chǎn)生短路現(xiàn)象，因此在各級上升管道中設置撒料器。
　　根據(jù)上述分析，可以對預熱器頻繁塌料堵塞的幾個有規(guī)律的問題做出合理的解釋。
(1)為什么投料30 min～90 min預熱器出現(xiàn)堵塞?
　　投料前三次風溫為60℃～70℃，三次風壓為-700 Pa～-800 Pa，最大時達到-1 000 Pa。而系統(tǒng)正常(即維持正常的系統(tǒng)操作參數(shù)，并保持一定的三次風閥門開度)時，三次風風壓為-350 Pa～-450Pa。在正常與不正常情況下，三次風壓變化如此之大，說明鼓風機(篦冷機風機)嚴重供風不足。
　　投料后物料在窯內(nèi)通過的時間可用下式計算：
t=1/ω=60/0.00159×s×d×n=60/0.00159×3.5×3.5×1.9
　　　=27min
式中 
t——物料通過回轉(zhuǎn)窯時間，min;
l——回轉(zhuǎn)窯長度，m；
w——物料在窯內(nèi)運行速度，m/s；
s——回轉(zhuǎn)窯斜度，%；
d——回轉(zhuǎn)窯有效內(nèi)徑，m；
n——回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速，r/min。
　　即：物料30 min即可通過回轉(zhuǎn)窯到達篦冷機內(nèi)，在這期間三次風溫逐漸上升，當預熱器堵塞時，三次風溫可達到450℃～550℃。從投料到預熱器堵塞，三次風溫前后變化這兩種狀態(tài)下，預熱器系統(tǒng)風量的相對減小量可用下式計算：
 P1V1T1 = P2V2T2  
 V2V1 = P1T2P2T1 
　投料前后三次風壓基本不變，即P1=P2
 V2V1 = T2T1 = (273+550)/(273+70) =2.3994
只有獲得一定的能量，管道內(nèi)的空氣才能以一定的速度向前運動?？諝猥@得能量一靠抽，二靠鼓。只有不斷的鼓風和抽風，才能形成穩(wěn)定的流場。由于篦冷機冷卻風量減少(風機皮帶
丟轉(zhuǎn)速和鎖風閥漏風)，這一風量的變化足以使管道內(nèi)的風速由正常時的12 m/s～16 m/s進一步降低，使生料粉達不到懸浮狀態(tài)需要的風速而造成短路，進而造成預熱器塌料堵塞。
　　(2)為什么預熱器的堵塞常發(fā)生在C4筒?這要從系統(tǒng)的實際工況來分析。我廠預熱器系統(tǒng)為雙列，C1～C5的排列為4-2-2-2-2結構，各級旋風筒的除塵效率分別為C1=950%，C2=92.1%，C3=90.0%，C4=89.0%，C5=86.5。在當時的條件下，C3、C4、C5級下料管膨脹節(jié)處存在裂縫和C4級下料翻板閥燒損，存在著較為嚴重的內(nèi)、外漏風。有資料表明，當漏風為1%時，除塵效率下降10%～15%，當漏風為3%時，除塵效率只有50%，當漏風為8%時，除塵效率幾乎為零。在沒有更換膨脹節(jié)和燒損的翻板閥前，由于存在著較為嚴重的內(nèi)、外漏風，C3～C5級預熱器的內(nèi)循環(huán)必然加大，C3出口的含塵濃度亦隨之增大。因C1、C2級旋風除塵器的下料鎖風效果最好，在一定喂料量下，C2級旋風筒內(nèi)的實際料氣比必然增大，下料管的排灰量隨之加大，C2旋風筒上升管道內(nèi)的風速又最低，生料在上升管道內(nèi)形成短路，直接進入C4級旋風筒，瞬間內(nèi)四級下料管既要通過本身收下的料粉，又要通過來自二級的塌料，兩部分料量之和超過了四級下料口的排灰能力，再加之四級下料管本身漏風又給下料以向上的浮力，造成四級錐體的堵塞是必然結果。
　　(3)為什么調(diào)整預熱器的兩路閥就可預知A、B兩列哪一列要堵?開始預熱器堵在C4a，兩列的溫差在允許的范圍內(nèi)(10℃～15℃)。A列溫度低于B列，說明A列物料量較B列多，有意識調(diào)整兩路閥后，使B列溫度低于A列時，很明顯出現(xiàn)B列堵塞。由于系統(tǒng)總風量的減少，隨著投料量的增加，上升管道內(nèi)超過料氣比的臨界狀態(tài)時，低風速無法滿足物料的分散性和懸浮性要求時，C2管道內(nèi)物料短路直接沖入C4，C4錐體下料口無法滿足來自本身和C2短路的料量，造成C4堵塞是必然的結果。
　2 結語
　　經(jīng)過以上分析，可以得出以下結論：
　　(1)由于該預熱器系統(tǒng)具有高除塵效率、高阻力系數(shù)、低壓損和操作的低風速等顯著特點，系統(tǒng)風量的匹配是以滿足生料在預熱器內(nèi)達到分散和懸浮為首要條件。在一個較為密閉的工況環(huán)境中，預熱器內(nèi)通過的風量和上升管道內(nèi)的風速大小與篦冷機的供風量關系很大，僅靠高溫風機的排風無法滿足預熱器系統(tǒng)內(nèi)風速的需求，負壓大而風量小，不能滿足正常的生產(chǎn)。但在滿足系統(tǒng)風量要求和熟料冷卻的前提下，適當控制供給的總的冷卻風量，提高三次風溫和二次風溫，以達到降低能耗之目的，而非風量越大越好。
　　(2)預熱器系統(tǒng)漏風，尤其是下料管處膨脹節(jié)和翻板閥鎖風不好造成的漏風，是預熱器的大
敵，應當始終高度重視該系統(tǒng)的密閉堵漏。
　　(3)對于新型干法熟料生產(chǎn)線預熱器頻繁的堵塞，首先應從系統(tǒng)用風上尋找原因，系統(tǒng)的用風量應適合預熱器系統(tǒng)設計的特點，其次，要在大系統(tǒng)上(包括廢氣處理、生料磨用風、
篦冷機系統(tǒng)供風、窯頭排風)查找風量是否匹配。