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水泥技术|烧成带长厚窑皮和过渡带结圈的分析与处理
作者:防水之家  建材之家    2017-03-19  浏览:26
防水之家讯:1 烧成带高温段厚窑皮 
A厂为天津水泥工业设计研究院设计的2 500t/d单系列烧无烟煤生产线,回转窑规格为Φ4m×60m,TFD分解炉规格为Φ5 800mm+Φ4 300mm,年平均日产量≥3 000t/d。自投产到2009年4月份以前烧成带窑皮经常出现异常,2~6m窑皮较薄(50~100mm),有黑洞的地方露砖,6~11m窑皮厚(400~500mm,狼牙形),11~20m窑皮薄(50~100mm),20m以后无窑皮。这种窑皮分布导致窑一档前后筒体温度高达370℃,窑内挡料多,窑电流超额定值,影响熟料的产质量和窑的安全稳定运转。

1.1 原因分析
1)烟室二次扬尘导致窑内通风不好,火焰不顺畅。C5下料管和烟室的安装没严格按照图纸施工,下料管斜度过大,与烟室连接的交界处位置低,导致该处出现台阶,且下料管斜度和烟室斜坡的斜度相差较大,人窑物料在此产生二次扬尘,烟室阻力大,影响窑内通风。

2)采用84%石灰石、12%砂岩、3%铁矿石和1%铝矾土配料,熟料率值为KH=0.91±0.02,n=2.8±0.1,P=1.6±0.1。生料易烧性差,再加上三高的配料方案导致生料难烧而逼火,窑内煅烧困难,影响了窑内的热力分布,窑皮分布异常。

3)使用史密斯Duoflex燃烧器和中天仕名TCB-4-K燃烧器各一根,煤的挥发分为10%左右。
①使用Duoflex燃烧器时,外风阀门开度100%,内风阀门开度30%,中心风阀门开度100%,燃烧器冷志拢焰罩长20~25mm,正常生产时热态拢焰罩长 45~50mm,净风机转速l l00r/min,风压26~28kPa,2~6m窑皮较薄(50~100mm),6-11窑皮厚(450mm左右)。

②使用TCB-4-K燃烧器时,外风压力32kPa,内风压力16kPa,中心风阀门开度100%,外风间隙+15~+20mm(向后退15-20mm),内风间隙也向后退O-5mm,煤风和中心风间隙在0。使用该燃烧器时烧成带0~15m窑皮为狼牙形,6~11m窑皮略厚(350mm左右)。

因使用低挥发分煤,在两种燃烧器的调整方面倾向于小间隙高风速的调整思路,导致火焰的热力分布不合理,火力过于集中,使窑皮分布异常。

1.2 采取措施
1)在2009年4月份大修期间,更换了烟室斜坡浇注料,尽最使C5下料管和烟室斜坡在一个斜面上,同时分解炉下缩口直径由原来的Φ1 500mm打大到Φl 600mm,减少烟室二次扬尘,保证窑内通风。

2)配料方案调整为:KH=0.9l±0.02,n=2.7±0.1,P=1.5±0.1,改善物料易烧性,避免强制煅烧。

3)燃烧器的调整

①使用Duoflex燃烧器时,燃烧器冷态拢焰罩长调整为35~40mm,正常生产期间热态拢焰罩长调整为60~65mm;净风机转速增大到1250 r/min,避免火焰过早扩散,同时降低火焰的峰值温度,为保证相同风速的情况下加大净风机转速,提高了燃烧器的推力,保证了煤粉的完全燃烧。

②使用TCB-4-K燃烧器时,燃烧器外风间隙调整到+10~+15mm,内风间隙调整到0位,其他间隙不动,净风机转速由1150 r/min增至1250r/min,保持原有各风道压力,通过增加直流风的风量保证火焰活泼有力,避免旋流风穿透外风形成狼牙形窑皮。

通过采取以上几点措施,该厂从2009年4月份大修以来,烧成带窑皮平整,0~14m窑皮厚150mm左右,l4~18m窑皮厚100mm左右,一档前后筒体温度保持在320℃左右,烧成带筒体未出现高温,窑皮分布稳定合理,为回转窑长期稳定生产创造了条件。

2 烧成带尾部厚窑皮
B厂为天津水泥工业设计研究院设计的1200t/d烧烟煤生产线,回转窑规格为Φ3.2m×50m,预热器为高原型低压损预热器,分解炉规格为Φ4500mm,年平均日产量≥1500t/d。2003~2005年期间,烧成带12~16m容易长厚窑皮,15~16m窑皮厚800~1000mm左右,烧成带窑皮为倒喇叭形状,处理难度极大,严重时运转7d就被迫停窑人工处理窑皮。2004年曾通过加强原燃材料管理、工艺管理和提高操作水平,使烧成带倒喇叭形窑皮有所减少,窑日产量提高至1150~1250t/d,但进一步提产窑况就会恶化无法正常生产。

2.1 原因分析
1)安装过程中C5下料管和烟室没有严格按照图纸施工,下料管斜度偏小,与烟室连接的交界处位置较高,C5下料管位置高于烟室斜坡近500mm,导致C5入窑物料为悬空状态,有一部分物料被窑内的风扬起,烟室粉尘浓度高,阻力大,影响窑内通风。

2)采用石灰石、页岩、铁矿石和砂岩配料,进厂石灰石Mg0含量和页岩成分变化较大,生料配料无法稳定,入窑物料化学成分波动大,窑内热工制度不稳定,窑况容易恶化。

3)选用陶瓷厂筛下的煤,因供煤量不能保证,有多家供应,最多时二十多家供煤,煤质较杂,无法配料。后来选用神木煤,其内在水分含量高(5%左右),烘干困难,影响火焰温度和头煤燃烧。

4)净风罗茨风机的风压偏低,不能满足燃烧器用风要求。

5)窑产量提高或窑况变化时没有及时调整窑炉用风,导致用风不合理。

6)建厂时燃烧器火焰形状不理想,热力强度不够,2005年改用天津博纳TJB-K-3型燃烧器。燃烧器位置在第一象限,窑中心偏上30-40mm左右,偏料0-30mm,外风间隙0~+10mm,内风、煤风和中心风间隙在0位,外风阀门开度100%,内风阀门开度50%~l00%,中心风阀门开度30%~40%,压力8~10kPa,燃烧器调整不合理,火焰过短且过于集中。

2.2 采取措施
1)更换烟室斜坡浇注料,使C5下料管和烟室斜坡在一个斜面上。分解炉下缩口直径由原来的Φ1150mm扩大到Φ1 180mm,降低烟室粉尘浓度,确保窑内通风。

2)加强对石灰石MgO含量及页岩成分的控制,发现变化及时调整生料指标,确保配料方案的实现。

3)改造煤磨,增加磨内通风,出磨温度由原来的75℃提高到85℃,尽量降低煤粉水分。

4)改造净风罗茨风机,将原来的22kW电动机换为30kW电动机,将皮带传动改为直接传动,满足燃烧器用风,保证燃烧器净风风压在35kPa以上。

5)燃烧器的调整
①将燃烧器小车前点的吊装处改造成上下左右都可以调整,使燃烧器向上倾斜3.0%~4.0%,燃烧器和窑基本平行,以提高火焰尾部的高度,预防烧成带尾部生成厚窑皮,同时避免煤灰集中沉降导致窑内结圈。根据烧成带高温段窑皮情况灵活调整火焰高温段在窑内的位置。燃烧器位置根据筒体温度调整为偏上20~50mm,左右位置偏料20mm左右,也可放在中心位置,原则上要求其与窑中心行平行。

②调整燃烧器各风道的间隙,适当增加火焰长度特别是火焰高温段的长度。外风间隙调整为-5~-10mm,内风阀门开度调整为40%~50%,中心风阀门开度调整为60%~80%,压力调整为12~16kPa。

6)窑内通风较小,热力分布不合理,因此要根据三次风负压、烟室负压和分解炉出口负压的变化,及时调整三次风阀,保证窑内用风。

7)改造窑主减速器,更换一对快速齿轮,窑速由原来的最高3.98r/min提高到4.5r/min,降低窑内填充率,保证薄料快转。

通过采取以上几点措施,该厂2006年日产量达到1500t/d,至今没再出现倒喇叭形窑皮,烧成带窑皮平整,厚度100~150mm左右,长度18-22m左右,耐火砖寿命12个月以上。2007年初利用换篦板的机会采用法国圣达瀚技术对篦冷机进行改造,改造后三次风温度由原来的(800±50)℃提高到了(900±50)℃,窑产量进一步提高,稳定在1600-1650t/d。

3 过渡带结圈
3.1 原因分析
1)原料中R20和Mg0含量高,物料易烧性好,原煤中的硫含量高或煤灰中的铁含量过高,配料方案不合适。

2)投料时升温时间长、投料速度慢和提窑速慢。

3)低温长焰煅烧,窑内还原气氛较浓。

4)硫碱比不合适,窑内温度控制偏低,有害成分在窑内富集。

5)生料磨长时间停磨,窑系统的回灰在均化库内富集。

6)工艺管理、机电设备管理和原燃材料管理不到位,窑频繁开停,窑内热工制度不稳定。

3.2 采取措施
1)原料中R20含量高,可以在配料中加入一定量的石膏或采用高硫煤来缓解碱的危害,控制熟料的硫碱比在0.6~1.0之间;1500t/d以下的窑要控制液相量在22%~24%,2 500t/d以上的窑控制液相量在24%~26k;操作过程中要注意烟室温度不能过低(>980℃),避免有害成分在窑内富集;及时清理预热器和窑内40m后的结皮。

2)石灰石中MgO含量高,配料时要注意适当减少Fe2O3含量,避免液相黏度过小结圈。

3)控制煤中硫含量和煤灰中Fe2O3含量。

4)尽量缩短点火升温时间,保持较高窑速投料。

5)原料的有害成分高时生料磨停磨要控制在4h以内,避免窑系统回灰对窑造成影响。

6)过渡带结圈的处理
①在保证窑头温度和熟料安定性的前提下迅速调整配料,提高KH和P。

②保证窑内氧化气氛、头煤的完全燃烧和窑内温度。一旦形成大球,燃烧器可以推到窑内400~600mm,适当抬高其头部,确保烧成带的温度和长度,根据窑内的通风情况和窑头喂煤量适当降低产量,调整配料方案。

⑧在结圈严重导致窑尾倒料,火焰进不去无法生产时,可以止料急冷3-4h后重新投料。

4 结束语
窑内用风可以改变窑内的热力分布,控制窑皮的分布,在超设计产量运行时要优先考虑窑内用风,同时注意一次风和二次风的合理匹配。燃烧器在回转窑生产的工艺管理中非常关键,高产量运行时燃烧器位置可以根据窑皮情况放在第一或第二象限,以保证火焰顺畅,并有利于头煤的完全燃烧和窑产量的提高。

原燃材料的严格控制和机电设备的稳定运行是窑内窑皮稳定合理分布、窑长期稳定运行的前提,只有先进的管理才能降低成本,实现效益最大化。


 来源:水泥杂志

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