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水泥技术|精细优化操作参数 提高熟料产质量
作者:防水之家  建材之家    2017-02-20  浏览:80
防水之家讯:临沂中联水泥有限公司5000t/d双系列预热器带NST-1型分解炉熟料生产线,公司通过加强精细化管理,优化调整回转窑工艺操作参数,提高了回转窑运转率和产质量, 2010年上半年共生产熟料93万多吨,熟料 3d抗压强度达到31.8MPa,熟料 28d抗压强度达到57.6MPa,熟料质量的提高不但降低水泥中熟料用量,增加混合材的掺加量,而且提高水泥磨产量,降低水泥生产成本,提高企业经济效益。现将工艺精细优化调整情况进行总结,供同行参考。

1.存在的问题

由于各企业从事新型干法水泥生产时间的长短不同,导致操作水平不一样,同时由于存在生产管理的精细化程度的差异,导致企业经济效益不同,企业如何在竞争十分激烈的市场中站住脚,是每个管理者必须思考的问题,事实证明只有不断推行精细化管理,逐步实现生产管理由过去的“粗放型”向“精细化”的转变,才能提高产质量,降低生产成本,提高企业经济效益。对影响公司生产的因素进行分析整理,主要存在一下问题:

1.1 进厂石灰石质量波动

进厂石灰石中的CaO、MgO波动,引起出磨生料的质量的波动,进而导致回转窑热工制度不稳定,熟料煅烧操作困难,窑操作参数频繁调整,引起熟料产质量波动。

1.2 进厂原煤质量波动

由于受市场因素的影响,原煤供应紧张,原煤价格上涨,进厂原煤质量频繁波动,厂内原煤库存量也受到限制,致使堆场原煤不能很好地得到均化搭配,入窑煤粉灰分波动大,不但会引起熟料化学成分和率值波动,而且影响熟料煅烧温度,从而影响熟料产质量。

1.3 熟料三率值需进一步优化

熟料率值控制范围KH:0.91±0.02,SM:2.8±0.1,IM:1.6±0.1,率值控制不合理导致料子吃火,回转窑操作困难,熟料结粒细小,窑头飞沙严重,熟料立升重低,fCaO含量高,熟料强度低。

1.4 窑系统操作参数有待优化

1.4.1 窑、炉用风比例失调

预分解窑不仅存在总风量的调节问题,而且存在风的分配题 即窑内通风和三次风的匹配。每次更换三次风阀体后使用不久被烧断,造成三次风过大,窑内缺氧,窑内热力强度大幅下降,窑电流偏低仅410—640A,稍有不慎就窜黄料,fCaO圈合格率低。45m处结圈,熟料产质量下降。

1.4.2 入窑生料三率值波动较大

回转窑煅烧强调“五稳保一稳”,入窑成份的稳定在五稳中占相当大的比重。以前我们没有重视对生料均化库底六个卸料区的管理,致使入窑物料均化效果较差,入窑三率值波动较大,窑况不稳,影响熟料产质量的提高。

1.4.3 分解炉冲煤现象频繁

分解炉煤粉输送压力偏低且在22~28 kPa之间波动,导致分解炉喂煤波动大,稳定性差,致使分解炉出口温度波动大不易控制,有时分解炉出口温度最高1080℃,这样导致入分解炉物料分解率过高,再加上窑操作参数波动时,窑头煤粉存在后燃现象,这样易导致液相提前出现,导致烟室和分解炉缩口结皮;当分解炉出口温度控制偏低时,入窑物料分解率降低,熟料煅烧困难,影响熟料烧成质量,同时它也是影响熟料热耗上升的重要因素。

1.4.4 窑头一次风压偏低

一次风压由原来的27.8kPa降至25.3kPa。外风压力由24.6kPa降至22.9kPa,内风压力由24.9kPa降至23.1kPa,窑前火焰发飘,黑火头很长,一次风压偏低难以加强风、煤混合,导致煤粉燃烧不完全,火焰相对被拉长,烧成带温度低,窑尾温度高,窑尾烟室结皮相当严重,平均每2个小时就得清理一次窑尾烟室结皮,不但增加巡检工的劳动强度,而且也存在安全隐患;同时窑内通风偏小,导致窑内结大蛋产生黄心料,熟料还原现象严重,熟料fCaO含量偏高,立升重大幅下降,影响熟料质量的提高。

1.4.5 二、三次风温偏低

由于机械、电气、工艺和操作等原因,篦冷机一室的压力控制不稳,二、三次风温低且波动大,二次风温950~1040℃,三次风温在750~820℃,这样易导致煤粉燃烧不完全,火焰被拉长,导致烧成带温度低,窑尾温度高,液相容易提前出现,导致烟室和分解炉的缩口结皮,物料在窑内容易提前黏结成球,熟料煅烧不完全,导致熟料fCaO含量偏高,立升重大幅下降。

1.4.6 分解炉出口温度偏高

通过检测入窑生料的分解率,入窑生料表观分解率高达92%~95%,分解炉出口温度在890~910℃,窑尾温度在1100~1180℃波动,这样液相易提前出现,导致窑尾烟室和分解炉缩口结皮频繁。

1.4.7 窑系统漏风严重,热效率降低

人孔门、翻版阀盖、检修孔、以及浇注料的浇注孔、烟囱帽等地方存在漏风 ,烧损的翻板阀也造成的内漏风, 由于C5 的内筒挂板脱落,降低了旋风筒分离效率,使气固两相在旋风筒内的运动轨迹产生紊乱,进一步影预热器的换热效率。

1.4.8 窑速偏低

投料量355t/h,窑速在3.65rpm,窑速过慢,窑内物料填充率高,影响窑内通风,不利于煤粉充分燃烧,产生黄心料,熟料fCaO也高。同时大量未燃尽的煤粉落入料层造成不完全燃烧,还容易出现大蛋或结圈。

2.精细管理,优化调整工艺参数

2.1 加强进厂原材料的质量监控

加强对进厂石灰石进厂质量管理,要求CaO≥48.5%、MgO≤2.5%,但随着矿山的开采不同采区MgO含量发生变化,进厂石灰石中 MgO含量的上升,导致回转窑系统结皮、结蛋、结圈增多,影响回转窑系统安全运行。

化验室及时对石灰石矿山各采区进行取样分析,根据石灰石化学分析及时调整各采区石灰石进厂搭配比例,确保进厂石灰石中MgO含量≤2.5%,防止因MgO含量过高产生结皮、结蛋、结圈,影响窑系统安全运行。

2.2 加强对进厂原煤的监控和均化

煤质的波动不但导致配热的变化,引起窑系统热工制度的的不稳定,而且引起熟料成分的变化,通过数据对比发现,煤灰每变化1%,熟料KH变化约0.008,可见煤质变化对熟料质量的影响。煤的灰分高,热值低,容易造成不完全燃烧,预分解系统结皮堵塞;煤灰掺量过多,使窑内的煅烧温度降低,易造成烧成带长厚窑皮,影响窑的安全运转。

对进厂原煤严格把关,在保证进厂原煤发热量满足控制要求的前提下,重点控制进厂原煤灰分的波动。原煤灰分控制指标由过去A≤23%改为20±2%;同时对进厂原煤严格按不同客户进行分别堆放,根据原煤的质量按比例进行均化搭配进入均化堆场,煤粉质量波动范围大大缩小,不但稳定熟料成分,而且熟料煅烧热工制度的到保证,降低熟料烧成热耗。

2.3 优化调整熟料率值

配料的内涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值,根据公司原燃材料和烧成系统的特点,配制出的生料易烧性要好,有利于回转窑优质高产。因此无论是由进厂石灰石中MgO含量偏大引起,还是由出磨生料中Al2O3和Fe2O3含量高引起熟料成分的变化,均导致生料易烧性变化,都要及时优化调整出磨生料配料方案,三率值由原来的:KH:0.91±0.02,SM:2.8±0.1,IM:1.6±0.1,优化调整为:0.91±0.02,SM:2.7±0.1,IM:1.5±0.1,适当提高熟料液相量,减少窑头飞沙,降低fCaO含量高,提高熟料强度。

2.4 优化窑系统操作参数

2.4.1 稳定窑、炉用风比例

如何延长三次风闸阀的使用周期一直是困扰着我们的一件难题。一般情况下阀体使用不到3个月就塌落下来,造成三次风过大,窑内缺氧,窑内热力强度大幅下降,稍有不慎就窜黄料,fCaO合格率降低。经过分析研究我们自己设计改用 ZGCr25Ni20 为材质的耐热钢板作挡板,采用莫来石质浇注料进行浇注,从而延长三次风闸阀的使用周期,还可根据需要随意调整三次风阀,保证窑、三次风的用风比例,提高窑内热力强度,改善熟料煅烧质量。

2.4.2 稳定入窑生料三率值

制定措施加大对生料均化库卸料区的管理,规定窑操作员必须实现六个区自动卸料,两个相对区同时下料且保持顺畅,气动阀开关灵活,为提高库底充气压力,对库底卸料充气罗茨风机更换,由原来22kW更换现在30kW,从源头上保证了下料顺畅,并且对国产冲板流量计更换为申克称,确保入窑物料计量准确,减少入窑物料量波动,稳定熟料煅烧热工制度,降低熟料烧成热耗。

2.4.3 稳定分解炉出口温度

煤粉输送系统共有三台罗茨风机,尾煤输送罗茨风机型号为ZMH4-250,风机参数为:风压58.8kPa,风量92.4m3/min,电机型号为Y315M-4,功率132kW,转速1450r/min, 头煤输送罗茨风机型号为ZMH4-250P, 风机参数为:风压58.8kPa,风量81m3/min,电机型号为Y315M-4, 功率110kW,转速1450r/min, 备用罗茨风机型号与尾煤输送罗茨风机型号及电机型号相同,单独使用尾煤输送罗茨风机时,入转子称煤粉输送压力在23~28 kPa之间波动,这样导致尾煤转子称冲煤现象频繁发生,分解炉出口温度波动大,不易控制最高温度达1080℃,这样导致入分解炉物料分解率过高,存在安全隐患,针对尾煤转子称冲煤的问题,分析认为是由于尾煤输送罗茨风机风压低且压力波动大所致,决定开启煤粉输送备用罗茨风机来提高煤粉输送压力,通过调整放风阀提高煤粉输送压力,控制入尾煤转子称煤粉输送压力在35-37 kPa之间波动,这样稳定分解炉出口温度出现大的波动,分解炉出口温度得到控制。

2.4.4 提高窑头一次风压

我们严格控制一次风压力、内外风压力,目的是保持窑内升温速率和较高的烧成温度,且对窑衬不具有伤害性,通过仔细观察、研究、分析认为是由于一次风机电机使用时间过长,导致电机老化,电流过高,为保护电机,中控操作员不得不开大放风阀,致使一次风压降低,在窑系统停机检修时更换了窑头一次风机电机, 窑头一次风压恢复正常,为回转窑的优质高产提供物质保障。

2.4.5 提高二、三次风温

自投产以来二次、三次风温一直偏低,给窑的煅烧及下一道工序的安全生产造成了很大的影响,通过技术论证,公司决定对篦冷机冷却系统进行改造,取得了良好的效果。

为保证一段物料能够得到充分冷却,且又为窑内提供充足的风量,我们将一、二室平衡风机由原来的75kW更为90kW,一、二室三台活动充气梁风机电机由原来75kW、90kW改为90kW、110kW,五台风机改造后,为采取厚料层操作创造了有利条件,控制一段篦床料层厚度在600-800㎜,二段篦床料层厚度在500-700㎜,一段一室风压控制在6000-6500Pa,二段五室风压控制在3200-3600Pa,这样操作可以使二风温控制在1050-1150℃,三次风温控制在830-950℃左右,有利于煤粉的完全燃烧,提高熟料烧成温度;强化熟料的冷却效果,使出篦冷机熟料温度达到130℃以下,改善熟料的易磨性,提高水泥磨的产量,降低生产成本。

2.4.6 降低分解炉出口温度

如果分解炉出口温度控制过高,液相会提前出现,会在预热器及窑尾烟室形成结皮,但分解炉出口温度也不能控制过低,否则易导致物料分解缓慢,生料在分解炉运行速度降低,停留时间延长,增加炉内负担,使炉内压差增大,造成分解炉塌料,从而造成窑内热工制度不稳定。为此适当降低分解炉出口温度,温度由890-910℃调整到870-890℃,使入窑物料表观分解率由92%~95%降低到90%~92%,防止液相提前出现形成蛋核,影响窑系统安全运行。

2.4.7 减少窑系统漏风,提高热效率

首先加大了对预热器系统各级外漏风地处理,如人孔门、翻版阀盖、检修孔、以及浇注料的浇注孔、烟囱帽等都用矿棉和玻璃水堵之;其次对因烧损而造成的内漏风的翻板阀坚决更换;第三大修时对因使用周期过长且烧损严重变形C3、 C4、C5 的内筒进行更换,使气固两相在旋风筒内的运动轨迹不产生紊乱,提高了旋风筒分离效率和预热器的换热效率。

2.4.8 适当提高窑速

窑速过慢,窑内物料填充率高,影响窑内通风,不利于煤粉充分燃烧,物料与热气体热交换差,预烧不好,生料黑影就会逼近窑头,窑内热工制度稍有变化,极易跑生料,这时即使增加喂煤量,由于窑内料层厚,烧成带温度回升也很缓慢,容易出现短火焰急烧;当控制参数不当有蛋核形成时,物料在窑内停留时间越长,越有利于蛋核的长大。投料量365t/h时窑速由3.80-3.85r/min提高到3.90r/min以上,这样有利于减少窑内物料填充率,增加窑内通风,使煤粉充分燃烧,防止窑尾局部出现高温,液相提前出现形成蛋核;同时有利于新生CaO和SiO2反应活性提高,提高烧成速率,生成晶格细小的、发育良好的阿利特晶体,提高熟料强度。

3.效果

通过强化窑系统精细化管理,优化工艺操作参数调整等措施,回转窑产量由5300—5450 t/d提高到5600—5700 t/d,2010年上半年共生产熟料93万多吨,超额完成集团公司下达生产任务指标,熟料综合烧成电耗由62.2kWh/t下降到 60.8kWh/t,熟料标准煤耗有108.5kg/t下降到107.2kg/t,熟料fCaO合格率由75%提高到92%,熟料3d抗压强度由29.6MPa提高到31.8MPa,熟料28d抗压强度由54.9MPa提高到57.6MPa,取得了较好的经济和社会效益。

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