相山公司對煙室擴徑投料后預(yù)熱器堵塞的處理經(jīng)驗

劉威 陳猛 吳大偉 · 2014-09-24 14:28 留言

  摘要:2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線窯尾煙室縮口進行了擴徑改造投料后,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行投球試驗,根據(jù)實際情況調(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)驗教訓(xùn)后,采取了多項預(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停窯進行了系統(tǒng)大修,其中對預(yù)熱器系統(tǒng)進行了5級內(nèi)筒掛片更換,3、4、5、級局部澆注料進行了修補,對窯尾煙室縮口進行了擴徑改造。原直徑為1.6m現(xiàn)擴大為1.7m。同時,利用檢修機會對蓖冷機破碎機進行了改造,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)進行了檢查,對系統(tǒng)進行各個部位的清掃,并投球進行了通道確認,預(yù)熱器系統(tǒng)管路暢通,因而初步分析認為不是異物留存造成的堵塞,對此我們結(jié)合系統(tǒng)檢修及操作狀況進行了進一步的分析,認為主要有以下原因造成了系統(tǒng)堵塞狀況的存在。

  (1)在點火烘窯前于1月11日上午對預(yù)熱器各級旋風(fēng)筒及下料管進人檢查,未發(fā)現(xiàn)異物,所以在當(dāng)天夜里點火烘窯之前就未對系統(tǒng)再次進行檢查確認,但檢查后從當(dāng)天19:00~23:30,生料磨循環(huán)風(fēng)機做多次動平衡效驗,高溫風(fēng)機做一次,期間尾排風(fēng)機一直在拉風(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,形成疏松結(jié)皮,導(dǎo)致投料前清掃,集中落在下料管,因為料量較少,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,為了快點點火投料,所以在C3清通后只是對各級錐體用風(fēng)槍進行清掃和閥板檢查,未發(fā)現(xiàn)異常后就進行點火,沒有對C4及以下下料管該位置進行全面確認,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,在粉磨時磨機產(chǎn)量上不去,實測煤粉細度比原來要粗,其次是煤磨開磨時因窯還未運轉(zhuǎn),窯頭沒有熱風(fēng),雖然使用了熱風(fēng)爐,但實際熱風(fēng)不足,出磨風(fēng)溫要低于窯正常運轉(zhuǎn)時,也使的煤粉細度和水份受到影響。再次是在點火紅窯時,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到燃點出現(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,開始投料量定在120t/h,高溫風(fēng)機進口風(fēng)閥開度100%,風(fēng)機采用變頻調(diào)速操作,電機轉(zhuǎn)速控制在870r/nim,預(yù)熱器C1出口負壓在2500左右,這次投料操作基本上也是按照上述經(jīng)驗進行操作,只是在初始投料時高溫風(fēng)機轉(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行了擴口改造,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)驗控制在870℃左右,但在實際操作過程中發(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進行了嘗試降低調(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,加強學(xué)習(xí),處理問題嚴(yán)謹慎重,嚴(yán)抓細節(jié),查瓶頸,找重點,以后烘窯時,在確保系統(tǒng)絕對暢通,方可點火。

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

  (3)加強中控操作員的責(zé)任心培養(yǎng),工作要細致,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)安全運轉(zhuǎn)關(guān)鍵點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,高溫電機轉(zhuǎn)速控制在880r/nim,比原經(jīng)驗操作提高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。

編輯:王欣欣

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