某廠Φ4.2m×65m回轉窯嚴重跑煤問題的解決
我公司Φ4.2m×65m回轉窯,設計產量1000t/d。2000年后,經過幾次技改,現(xiàn)生產能力達到1 500t/d,2007年1~9月,窯尾CO濃度超標,窯上出現(xiàn)跑煤,嚴重時導致電除塵器跳閘,預熱器結皮頻繁,清堵周期越來越短。后經多方努力問題得以解決。
1 生產現(xiàn)象
1)窯尾CO濃度居高不下2007年1~5月窯尾CO濃度波動情況見表1。
表1 窯尾CO濃度波動情況(%)
2007-09 |
2007-10 |
2007-11 |
2007-12 |
0.27 |
0.24 |
0.22 |
0.20 |
由表1看,窯尾CO濃度從2007年1月開始逐步升高,由正常情況下的0.20%左右逐步升高至0.60%~0.80%左右,至9月3日,嚴重時超過1.0%。
2)預熱器結皮嚴重,系統(tǒng)阻力大
預熱器堵塞或系統(tǒng)阻力過大時,生產無法維持而被迫停窯清堵,清理過后投料量可以達到105t/h,對應系統(tǒng)壓力為7000Pa,隨著生產時間的推移系統(tǒng)阻力逐步增大,最終即使投料75t/h系統(tǒng)壓力仍可高達8100Pa,不得已再次停窯清理。從1月中旬出現(xiàn)跑煤到6月初中修期間,清理周期在45d左右,且結皮主要集中在C4出口處。
3)預熱器系統(tǒng)溫度低,生料預燒不好
以C3為例,其溫度基本維持在(710±10)℃,比正常約低15℃。高溫風機進口閥門全部打開,窯內仍感覺通風不足,黑影位置過近,檢查發(fā)現(xiàn)煙室風速明顯偏低,C3撒料板附近有塌料現(xiàn)象,C4平臺頻繁積料、塌料。
4)燒成帶短,窯長期處于逼火煅燒狀態(tài)
?、俑G前有逼火現(xiàn)象,火焰卷曲無力,黑影位置近,喂煤量偏多。從筒體溫度變化情況判斷,燒成帶長約12m,比正??s短4m左右。②從巖相看,A礦晶體尺寸多為20~30μm,均齊性差,經常有10μm以下細晶出現(xiàn),邊棱基本平直,表面光潔,可見長柱狀、短柱狀晶體。熟料立升重高出正常約20g/L。此晶體微觀結構具有急火煅燒晶體結構特征。
2 現(xiàn)象分析
隨著系統(tǒng)結皮的逐漸加重,系統(tǒng)熱工平衡被打破,一方面預熱器內流體力場發(fā)生改變,料氣換熱、分離效率降低,導致頻繁積料、塌料等一些不正?,F(xiàn)象的出現(xiàn),同時也加快了結皮的形成速度,使系統(tǒng)工況進一步惡化。另一方面因通風阻力日益增加,窯前煤粉燃燒產生的熱量不足以被氣流帶到預熱器用于生料預燒,使得預熱器溫度偏低,生料預燒不充分,致使窯前熱負荷增加,最終因通風不足、燒成帶縮短使入窯煤粉沒有燃盡而形成跑煤。
根據(jù)以上分析認為系統(tǒng)結皮頻繁、通風阻力增大是造成跑煤的主要因素。系統(tǒng)結皮頻繁的原因經過逐一的分析排查,最終鎖定到C2撒料板上。撒料板將物料撒開程度的好壞,決定了生料受熱面積的大小,直接影響換熱效率。
在2007年3月14日,因預熱器堵塞停窯檢查時,發(fā)現(xiàn)C2撒料板(如圖1)已經脫落,在匆忙安裝后開機,生產狀況沒有好轉。直到6月初中修時仔細測量C2撒料板安裝尺寸時發(fā)現(xiàn),該板深入C4上升煙道內壁不足20mm(原設計150mm),在其它工藝設備及參數(shù)沒有變化的情況下,認為C2撒料板安裝尺寸是造成3~5月C4出口處結皮的原因。
圖1 原C2撒料板結構
2006年10月份大修中曾對C3撒料板進行了改造,經過近3個月的生產實踐表明,改造是成功的,投料量從95t/h提高到105t/h。于是嘗試性地將C2撒料板備件加工成結構尺寸完全同C3撒料板,見圖2。
圖2 改造后C2撒料板結構
中修時將改造后的C2撒料板安裝了上去,撒料板深入長度為300mm,傾斜角度不變。但開機后預熱器清理結皮周期反而由原來的45d縮短至15d左右,窯尾CO分析儀濃度較前幾日更高,跑煤現(xiàn)象沒有絲毫緩解,停機檢查還發(fā)現(xiàn)撒料板上有約200mm厚的積料。由此說明C2撒料板改造失敗。進一步證明了C2撒料板工藝布置的不合理(脫落)是造成C4出口結皮堵塞的主要原因。
3.采取措施及效果
1)在2007年9月3日的停機檢修中又將最初的C2撒料板安裝上去,插入C4上升煙道內壁長度為200mm,并將撒料板傾斜角度由原來的18°調整到22°。調整后CO濃度降低,跑煤現(xiàn)象基本消失,生產恢復正常,見表2。
表2 2007年9~12月份窯尾CO月平均濃度(%)
2007-09 |
2007-10 |
2007-11 |
2007-12 |
0.27 |
0.24 |
0.22 |
0.20 |
2)為了進一步挖掘生產線的潛力,在2008年初的大修中,對C2、C3撒料板都進行了優(yōu)化,設計采用了活化孔、劈料線和弧形端面三項新技術。優(yōu)化后撒料板結構見圖3。
圖3 優(yōu)化后的C2撒料板結構
優(yōu)化后跑煤現(xiàn)象消失,系統(tǒng)穩(wěn)定,預熱器故障率降低,窯臺時產量較2007年同期提高了1.7t/h,2008年與2007年上半年生產情況對比見表3。
表3 2008年與2007年上半年生產數(shù)據(jù)對比
時間 |
上半年生產熟料量 |
窯平均臺時產量 |
CO平均濃度 |
上半年預熱器故障時間累計 |
熟料28d |
2007年 |
232888 |
59.5 |
0.50 |
57.15 |
59.4 |
2008年 |
246043 |
61.2 |
0.25 |
10.53 |
59.4 |
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