一次窯投料后的跑生料事故分析

  摘要：新型干法水泥生產(chǎn)中，窯跑生料的事故可以說已經(jīng)不為常見，除偶爾會有生料成分波動或者因設(shè)備、電氣故障如窯頭突然斷煤等原因而跑生料之外，更多的原因是因為操作本身不當，比如操作員判斷不準確，操作方法不對，操作不及時，在短時間內(nèi)就會發(fā)生窯電流大幅下降，攝像頭昏暗、無圖像，篦冷機廢氣溫度、篦床壓力快速升高等明顯的跑生料現(xiàn)象。此時再做操作上的調(diào)整都為時已晚，只能采取補救措施了。下面就我廠一次跑生料的事故進行分析，供參考。

  1 停窯情況

  我廠為4000t/d生產(chǎn)線，2011年7月24日因雷擊故障停窯，停窯以后發(fā)現(xiàn)窯口掉磚的事故，于是決定換磚，停窯4天進行修復。在停窯期間，下多場大雨。因為是急停窯，當時煤磨細粉倉倉位較高，窯頭側(cè)和分解爐側(cè)兩邊的倉位都在30t左右（設(shè)計倉位40t，正常操作控制倉位在20t左右）。

  2 窯投料過程

  2.1 中控顯示操作參數(shù)

  7月28日點火，晚上21:50窯投料。投料期間的參數(shù)如表1。分解爐溫度控制曲線如圖1。

  圖1 分解爐溫度控制曲線

  2.2 事故分析

  從以上運行時間段分步分析為：21:50窯投產(chǎn)110t/h，因窯內(nèi)物料較少，此時窯電流為340A，燒點溫度高1209℃，屬于正常。

  1:17窯產(chǎn)加到187t/h，窯速提到31sec/r，因窯負荷率的提高，窯內(nèi)溫度的上升，窯電流上升到658A，燒點溫度1109℃尚在正常范圍內(nèi)。篦冷機二室壓力3.17KPa（正常一般為4.7KPa左右），料層較薄。

  1:42，窯產(chǎn)加到了214t/h，但是窯電流下降到346A，下降較快，燒點溫度964℃，也有所下降。此時，窯內(nèi)狀況還沒有反應到篦冷機。窯已轉(zhuǎn)弱。隨著二室壓力上升到5.7KPa，二次風和三次風溫度也上升。篦冷機廢氣溫度也由170℃上升到310攝氏度，窯內(nèi)惡化情況凸顯。

  1:56，窯電流急劇下降到282A，此時窯已經(jīng)非常弱，于是減產(chǎn)到167t/h，窯速降到38sec/r，燒點溫度，二次風和三次風溫都有所下降。但是減產(chǎn)減窯速以后，篦冷機的二室壓力為4.08KPa，并沒有下降多少。相應的破碎機電流急劇上升到66A，篦冷機的廢氣溫度上升到489℃，說明此時大量的生料已經(jīng)涌入篦冷機，沒有燒熟的熟料快速進到篦冷機使破碎機電流上升。隨著粉料的增多，篦冷機的能力又不能夠達到冷卻的效果，所以篦冷機的廢氣溫度急劇上升。此時窯已經(jīng)跑生料。

  2:01，窯速降到50sec/r，窯產(chǎn)卻提到181t/h，由于窯負荷率的增加，使得窯電流上升到343A。而燒點溫度645℃仍然很低。

  3:08，現(xiàn)象同上，窯速稍提高到46sec/r，而窯產(chǎn)也加到188t/h，窯電流同樣是因為負荷率的增加而上升到413A。判斷上單純的以為窯電流的升高就是窯況好轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

  3:18，開始采取正確的操作，提高窯速到39sec/r，產(chǎn)量降低到151t/h，減輕窯的負荷，讓這部分生料盡快的轉(zhuǎn)出去。此時燒點溫度略有上升。窯電流仍然在400A左右。

  3:29，經(jīng)過10分鐘左右的運轉(zhuǎn)，篦冷機的壓力下降到2.81KPa，說明生料已經(jīng)運走。窯況處于恢復狀態(tài)。

  3:47，窯速和窯產(chǎn)都沒有做大的調(diào)整，窯電流下降到291A，說明生料已經(jīng)轉(zhuǎn)出窯內(nèi)。此時，燒點溫度和二次風溫也有所上升，二室壓力逐漸上升，廢氣溫度和破碎機電流都恢復正常。窯逐漸在恢復正常。

  到5:21，窯電流上升到916A，窯產(chǎn)和窯速都相應提高。燒點溫度也提高到正常。至此，窯恢復正常運轉(zhuǎn)。

  由以上分析，造成跑生料的原因有：

  （1）在停窯期間下了幾次大雨，雨水有漏進細粉倉使煤粉水分增大，導致燃燒速度變慢，火焰長而無力，高溫部分后移，不利于燒成。更重要的是煤粉自燃的可能性也增大，極易引發(fā)事故。

  （2）在窯投料期間，分解爐溫度的控制尤為重要。分解爐溫度的穩(wěn)定是整個投料初期窯況穩(wěn)定且強的前提條件。由曲線圖看出，分解爐的溫度變化范圍很大，不能處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。這個是造成窯跑生料的重要原因。而造成分解爐溫度控制的不正常，有煤濕的因素，更多的是操作員操作的責任。

  （3）操作的失誤。排除煤的因素，在這次窯投料過程中，在操作上出現(xiàn)嚴重的判斷失誤和操作失誤。1:42的時候，窯電流下降較快，篦冷機二室壓力上升較多，廢氣溫度310℃，說明此時窯已經(jīng)轉(zhuǎn)弱，已經(jīng)出現(xiàn)跑生料的現(xiàn)象，但是操作員仍然加產(chǎn)到214t/h。1:56的時候，操作員發(fā)現(xiàn)窯跑生料了，做減產(chǎn)調(diào)整到167t/h，窯速也做了調(diào)整，但是減慢的幅度很小，只從34sec/r調(diào)整到38sec/r，而此時窯電流已經(jīng)降到了282A。篦冷機廢氣溫度已經(jīng)上升到489℃，處于一種非常危險的狀態(tài)。2:01，操作員又做出了錯誤的調(diào)整，減慢窯速到50sec/r的時候，卻將產(chǎn)量提到181t/h，直到3：08的操作也是如此，這樣窯電流的確有上升的趨勢，但是操作員卻沒有判斷出這是窯負荷率上升的結(jié)果，而不是窯況本身在變好。直到3：18，將窯速提高，降低窯產(chǎn)后才逐漸恢復正常。

  3 總結(jié)

  （1）若停窯時間長，煤粉倉倉位較高，且天氣不好，需將煤粉倉放空。

  （2）在投料期間，不論什么因素引起的煤燃燒狀況的不好，也要在保證分解爐溫度穩(wěn)定的前提下提產(chǎn)。

  （3）本案中，從點火投料直至1:42之前的提產(chǎn)這一階段，整個操作是正確的。轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在提產(chǎn)到214t之后，窯電流快速下降，燒點溫度也隨之降低，這些變化可以看做窯況轉(zhuǎn)弱的前兆。對于經(jīng)驗不足的操作員，根據(jù)這兩項數(shù)據(jù)也許還很難做出正確的判斷。而隨后當窯內(nèi)物料進入篦冷機，窯電流較快下降，篦冷機二室壓力較大上升，廢氣溫度也急劇上升，則可看做窯轉(zhuǎn)弱的明顯信號。二室壓力、二次風溫、三次風溫、排氣溫度等數(shù)據(jù)急劇上升，需要引起操作員的高度重視，綜合這些數(shù)據(jù)必須做出正確的判斷：窯況已經(jīng)惡化了。此時如不進行調(diào)節(jié)，窯況將進一步惡化。至此，操作員也判斷窯況的變化了，并進行減產(chǎn)、降窯速的操作，但幅度不是很大。二次風溫、三次風溫、二室壓力等數(shù)據(jù)開始下降，出現(xiàn)轉(zhuǎn)好的趨勢。但熟料破碎機電流升高，尤其是篦冷機排氣溫度上升到489℃，超出正常范圍很大。此時冷靜分析，這兩項數(shù)據(jù)如此大幅度上升的原因，在篦冷機正常運行的情況下（指篦冷機無停車、無減速、無未根據(jù)窯產(chǎn)提速等情況），唯一的解釋就是大量的高溫物料涌入篦冷機。本廠生料煅燒成熟料進入篦冷機的時間約為30分鐘進入篦冷機，所以提產(chǎn)后短短十幾分鐘進入篦冷機的這些大量高溫物料只能是未燒透的熟料及粉狀生料。作為一名操作員此時可以判斷窯已經(jīng)開始跑生料，即大量沒有燒成的生料已經(jīng)進入篦冷機。這是典型的生料跑料現(xiàn)象。

  本案中操作員做出減窯速和減產(chǎn)后5分鐘，窯電流因負荷大而上升，錯誤的理解為是窯轉(zhuǎn)強的信號出現(xiàn)。于是進行提產(chǎn)操作，此錯誤操作持續(xù)一個多小時。在跑生料的故障還沒有消除前做出提高窯產(chǎn)的操作，無疑是失敗的。窯提產(chǎn)的條件是必須將沒有燒熟的生料放出，等窯況穩(wěn)定，逐漸好轉(zhuǎn)的時候才能恢復窯的正常加產(chǎn)操作。

  當判斷窯跑生料時，正確的操作是提窯速、降窯產(chǎn)。以便使之前產(chǎn)生的生料盡快從燒成系統(tǒng)內(nèi)排出。恢復階段，最明顯的特征是篦冷機二室壓力、排氣溫度逐漸下降，隨著生料的排出，窯負荷降低，窯電流下降，當二次風溫、燒點溫度、二室壓力由降轉(zhuǎn)升，這些數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，可以判斷窯況正在好轉(zhuǎn)。

  中控室是生產(chǎn)的核心，通過本次事例分析，希望能吸取教訓，減少生產(chǎn)故障，提高窯系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。