相山公司對煙室擴(kuò)徑投料后預(yù)熱器堵塞的處理經(jīng)驗(yàn)

  摘要：2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線窯尾煙室縮口進(jìn)行了擴(kuò)徑改造投料后，連續(xù)發(fā)生了預(yù)熱器堵塞事故,對此逐項(xiàng)分析原因并提出相應(yīng)的處理措施:投料前對各級下料管再次進(jìn)行投球試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整操作參數(shù)等。

  筆者公司2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線由天津水泥工業(yè)設(shè)計院設(shè)計，采用單系列高效低阻五級旋風(fēng)預(yù)熱器、DD型分解爐，窯的規(guī)格為φ4x60m，采用皮拉德四通道煤粉燃燒器，使用燃料為煙煤。對于新型干法水泥系統(tǒng)而言，生產(chǎn)過程中的預(yù)熱器系統(tǒng)發(fā)生堵塞是預(yù)熱器系統(tǒng)較為常見的現(xiàn)象，造成預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞的原因很多，也很復(fù)雜。它有工藝問題，原燃料質(zhì)量和性能問題，設(shè)備設(shè)施問題，也與系統(tǒng)熱工不穩(wěn)定，系統(tǒng)參數(shù)選擇不當(dāng)，操作人員的操作方法和責(zé)任心等有關(guān)。由于經(jīng)驗(yàn)不足，在系統(tǒng)投產(chǎn)之初也曾發(fā)生多起預(yù)熱器堵塞事故，在吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，采取了多項(xiàng)預(yù)防措施，已多年未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。然而在2014年1月13日卻連續(xù)發(fā)生了兩起預(yù)熱器堵塞事故，給窯系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了極大的影響，現(xiàn)對堵塞發(fā)生的經(jīng)過及原因分析進(jìn)行介紹，希望能夠給大家一個借鑒。

  1  堵塞經(jīng)過

  根據(jù)檢修計劃于2014年1月10停窯進(jìn)行了系統(tǒng)大修，其中對預(yù)熱器系統(tǒng)進(jìn)行了5級內(nèi)筒掛片更換，3、4、5、級局部澆注料進(jìn)行了修補(bǔ)，對窯尾煙室縮口進(jìn)行了擴(kuò)徑改造。原直徑為1.6m現(xiàn)擴(kuò)大為1.7m。同時，利用檢修機(jī)會對蓖冷機(jī)破碎機(jī)進(jìn)行了改造，將原錘破更換為輥破。于1月11日檢修完畢，1月12日23:42系統(tǒng)按原定烘窯計劃升溫后開始投料，23:45現(xiàn)場反映C3翻板閥無動作（無料下），中控C3錐體壓力參數(shù)隨即出現(xiàn)正壓，判斷C3下料管堵料，立即止料，經(jīng)過現(xiàn)場開操作孔處理清通后，又對各級錐體清掃檢查，然后于13日4:25繼續(xù)烘窯，至7:00再次投料，C4又出現(xiàn)堵塞，7：02止料處理，10：58繼續(xù)烘窯，至14:10投料，運(yùn)轉(zhuǎn)至今，基本正常。

  2 原因分析

  在系統(tǒng)烘窯升溫前我們對系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，對系統(tǒng)進(jìn)行各個部位的清掃，并投球進(jìn)行了通道確認(rèn)，預(yù)熱器系統(tǒng)管路暢通，因而初步分析認(rèn)為不是異物留存造成的堵塞，對此我們結(jié)合系統(tǒng)檢修及操作狀況進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，認(rèn)為主要有以下原因造成了系統(tǒng)堵塞狀況的存在。

  （1）在點(diǎn)火烘窯前于1月11日上午對預(yù)熱器各級旋風(fēng)筒及下料管進(jìn)人檢查，未發(fā)現(xiàn)異物，所以在當(dāng)天夜里點(diǎn)火烘窯之前就未對系統(tǒng)再次進(jìn)行檢查確認(rèn)，但檢查后從當(dāng)天19:00~23:30，生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)做多次動平衡效驗(yàn)，高溫風(fēng)機(jī)做一次，期間尾排風(fēng)機(jī)一直在拉風(fēng)，且窯內(nèi)此次清理積灰較多。在此期間，積灰在預(yù)熱器內(nèi)循環(huán)，點(diǎn)火前有部分積灰沉降在錐體部位，由于烘窯期間澆注料蒸發(fā)水分和煤灰沉降，加上窯灰遇熱也發(fā)粘，物料粘性凝聚性加強(qiáng)，形成疏松結(jié)皮，導(dǎo)致投料前清掃，集中落在下料管，因?yàn)榱狭枯^少，遇翻板閥局部阻力易結(jié)拱形成料柱，造成堵塞；

  （2）由于此次堵塞部位較為特殊（均在翻板閥上部膨脹節(jié)部位，以往從未出現(xiàn)過），受清掃裝置及壓力測量位置的限制，從投料前清掃檢查和系統(tǒng)壓力狀況無法判斷出該位置的狀況。在C3堵塞處理后，初步分析時認(rèn)為，僅會在C3沉降，再加上環(huán)保要求高，當(dāng)?shù)鼐用駥ΩG煙筒冒灰意見大，想搶在天亮之前投料，為了快點(diǎn)點(diǎn)火投料，所以在C3清通后只是對各級錐體用風(fēng)槍進(jìn)行清掃和閥板檢查，未發(fā)現(xiàn)異常后就進(jìn)行點(diǎn)火，沒有對C4及以下下料管該位置進(jìn)行全面確認(rèn)，導(dǎo)致C4的二次堵塞。

  （3）筆者廠煤粉制備系統(tǒng)采用合肥院的HRM1700立磨，此次檢修在更換磨輥后，由于新更換的磨輥耐磨層堆焊的面積不夠，造成施壓面較原磨輥要小，在粉磨時磨機(jī)產(chǎn)量上不去，實(shí)測煤粉細(xì)度比原來要粗，其次是煤磨開磨時因窯還未運(yùn)轉(zhuǎn)，窯頭沒有熱風(fēng)，雖然使用了熱風(fēng)爐，但實(shí)際熱風(fēng)不足，出磨風(fēng)溫要低于窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，也使的煤粉細(xì)度和水份受到影響。再次是在點(diǎn)火紅窯時，基于節(jié)約烘窯用柴油的考慮，單位時間耗油量從0.5L/min調(diào)整到了0.25L/min,雖然保證了煤粉燃燒的初始條件，但在系統(tǒng)溫度低的情況下確不能保證煤粉的充分，上述原因的存在導(dǎo)致煤粉燃燒效果不好，實(shí)際黑風(fēng)頭長，受窯尾拉風(fēng)的影響，火焰易發(fā)飄，因而會有煤粉沉降到窯尾甚至預(yù)熱器系統(tǒng)，在條件具備是該部分煤粉產(chǎn)生二次燃燒，造成預(yù)熱器局部溫度過高，同時煤灰的富集參入又會降低粘附溫度，從而形成結(jié)皮性堵塞，筆者廠烘窯時C3、C4、C5閥板是吊起的，下游預(yù)旋風(fēng)筒出口熱風(fēng)會直接從下料管部位竄入上游旋風(fēng)筒，當(dāng)分解爐給煤后，不僅分解爐溫度會上升，同時因竄風(fēng)影響也會使C3、C4級旋風(fēng)筒錐體部位溫度大幅度上升，這樣會使烘窯時沉降在該部位的煤粉達(dá)到燃點(diǎn)出現(xiàn)二次燃燒，不可避免的會使系統(tǒng)在投料前該部位出現(xiàn)粘結(jié)性結(jié)皮。

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  （4）窯系統(tǒng)在投料時，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，開始投料量定在120t/h，高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)閥開度100%，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速操作，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在870r/nim，預(yù)熱器C1出口負(fù)壓在2500左右，這次投料操作基本上也是按照上述經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，只是在初始投料時高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制860 r/nim，比原操作略低了10 r/nim，然而這次我們大修是對窯尾煙室縮口進(jìn)行了擴(kuò)口改造，原直徑由1600mm改為現(xiàn)在的1700mm。由于系統(tǒng)阻力降低，在同樣的拉風(fēng)情況下會使旋風(fēng)筒、分解爐的風(fēng)速降低，風(fēng)的實(shí)際料荷能力低，物料懸浮分離效果變差，特別是這次固體流量計檢查后，一直未校準(zhǔn)，固體流量計第一次下料，流量波動大，給定100噸/小時，瞬間出現(xiàn)最高近200噸/小時，且時長達(dá)十幾秒，造成入預(yù)熱器系統(tǒng)料流不穩(wěn)定，也是造成系統(tǒng)堵塞原因之一。

  （5）回顧本次檢修后系統(tǒng)操作來看，在系統(tǒng)投料正常后，分解爐溫度按照原先經(jīng)驗(yàn)控制在870℃左右，但在實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)控制在該溫度操作比較困難，為保證分解爐出口溫度穩(wěn)定，系統(tǒng)用煤波動很大。同時也造成分解爐系統(tǒng)溫度波動較大，從操作經(jīng)驗(yàn)來看說明溫度控制值超過物料平衡分解的溫度較多，多用的煤沒有生料分解來平衡才導(dǎo)致分解爐系統(tǒng)溫度急劇波動。對此有操作員對分解爐控制點(diǎn)進(jìn)行了嘗試降低調(diào)整，通過調(diào)整發(fā)現(xiàn)分解爐溫度控制830℃左右，分解爐出口溫度比較穩(wěn)定，控制操作比較容易實(shí)現(xiàn)，對照五級旋風(fēng)筒錐體溫度來看，此時錐體溫度仍然有850℃，然而以前的正常操作的系統(tǒng)溫度分布來看，當(dāng)分解爐出口溫度在860℃左右，五級旋風(fēng)筒錐體溫度只有810℃左右，但實(shí)際入窯生料成分并沒有多大變動，上述的分解爐出口溫度應(yīng)該是比較接近的才對。上述情況表征分解爐出口熱電偶存在測量誤差，在對分解爐出口熱電偶進(jìn)行檢校更換后分解爐溫度控制860℃比較穩(wěn)定，五級旋風(fēng)筒錐體溫度只有820℃左右，溫差接近歷史溫度分布經(jīng)驗(yàn)值。對比以上各數(shù)據(jù)表面分解爐熱電偶未檢校前的溫度測量應(yīng)該比實(shí)際溫度低30℃—40℃。這也說明系統(tǒng)投料時溫度控制要比以前正常的溫度控制值要高30℃—40℃。也就是說系統(tǒng)投料時，預(yù)熱器系統(tǒng)溫度場溫度分布要高，預(yù)熱器系統(tǒng)存在過熱現(xiàn)象，也是造成預(yù)熱器系統(tǒng)局部提前出現(xiàn)液相形成粘結(jié)堵塞。

  3   采取的措施

  針對上述預(yù)熱器堵塞情況，我們嚴(yán)格按照預(yù)熱器堵塞處理的操作預(yù)案進(jìn)行處置，保證過程安全，使生產(chǎn)盡快的恢復(fù)到正常中來，同時根據(jù)堵塞的原因采去了一下預(yù)防措施。

  （1）提高技管人員現(xiàn)場管理及處置能力，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，處理問題嚴(yán)謹(jǐn)慎重，嚴(yán)抓細(xì)節(jié)，查瓶頸，找重點(diǎn)，以后烘窯時，在確保系統(tǒng)絕對暢通，方可點(diǎn)火。

  （2）在系統(tǒng)拉風(fēng)后，投料之前必須對各級下料管再次進(jìn)行投球試驗(yàn)，確保下料管暢通后再進(jìn)行投料，避免類似問題的再次發(fā)生。

  （3）加強(qiáng)中控操作員的責(zé)任心培養(yǎng)，工作要細(xì)致，對系統(tǒng)不正常的參數(shù)分布提高敏感性，以便及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)隱藏的問題，保證系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)。減少工藝操作原因?qū)ιa(chǎn)過程帶來的不良影響。

  （4）檢修后應(yīng)嚴(yán)格遵守儀器儀表管理規(guī)定，特別要對影響系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵點(diǎn)的測量儀表重新檢測校正，保證儀器儀表測量顯示的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，確實(shí)起到對系統(tǒng)操作調(diào)整的應(yīng)有作用。

  （5）根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際改造情況，調(diào)整初始投料操作參數(shù)，將初始投料量固定在120t/h不變，高溫電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在880r/nim，比原經(jīng)驗(yàn)操作提高10 r/nim，以保證系統(tǒng)有足夠的風(fēng)速，保證物料的懸浮分散和分離效果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兩相流的流場穩(wěn)定，避免塌料和堵料。

  通過采取上述措施，沒有再次發(fā)生預(yù)熱器堵塞事故。