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2016年04月08日 21:04:49
预分解窑操作控制新观点(三)

  第四节   窑的转动力矩与不正常窑况

 一.窑的转动力矩

  窑的转动力矩即窑的主传电流,是最直接反映窑况变化的参数。窑况平稳正常则电流曲线波动小,比较平直。当窑况变化时电流曲线最先发生变化。它综合反映窑速、喂料量、窑皮分布状况、烧成带温度等。依据传动电流来操窑,有信息清楚、及时、可靠等优点,但窑传动电流反映的内涵相当深刻复杂,不能片面化,应结合烧成温度、窑尾温度、系统负压、废气成份等参数的变化综合判断窑况变化,才能作到准确操作,并且要善于借助窑传动电流与其他参数曲线,分析判断前一过程的变化及应该要采取的措施。在长期的实践中要不断总结,以求得最快最准处理窑况。

  笔者根据自己的实践,对电流曲线代表的内涵总结如下:

  1.    窑主传电流呈上升趋势表明:

  A.最常见的是液相增多,结粒变粗,尾温升高,头温下降。可能是煤质变好或头煤用量增多,窑温升高;也可能是物料的液相矿物含量上升,变得易烧。

  B.其次是温度骤降引起窑皮大量掉落,电流猛然上升。或者是料蛋由窑尾向窑头运动,砸落一部分窑皮,主传电流波动很大,料蛋很大时窑口有返火现象。

  C.窑内集料增多,可能是投料量上升,但窑速提高太慢;也可能是窑内长圈严重。

  D.拖轮与轮带表面磨损严重,或托轮位置出现大小八字,在窑体上下游动时,因受力变化,可能引起窑电流上升或下降趋势,这种现象极为少见。

2.窑主传电流呈下降趋势表明:

  A.最常见的是液相减少,结粒变细,尾温下降,头温升高、烧成带缩短且波动较大。可能是煤质变差或头煤用量偏少,窑温下降。也可能是无聊的易烧性变差,液相矿物减少,物料耐火起砂。

  B.大料涌进烧成带,可能是投料猛增、后圈垮落或与分解系统塌料所致。

  C.第三种现象也较为常见,即煤管抬头太高,窑皮刷薄,筒体温度升高,长期出现升重偏低,f-CaO偏高的现象。

  D.来料减少,可能是投料少,窑速提高过快。

  E.供风不足,窑内还原气氛严重。

3.窑传动电流曲线平缓,表明窑温与配料适应,烧成制度正常,投料波动小,窑皮分布均匀。

4.窑传动电流波动大表明:

  A.窑内结蛋、窑皮分布不均匀。若窑尾负压波动大,可能在窑内出现蛋背蛋的现象。说明前一过程窑速与投料量比匹配,大起大落,或煤管抬头太低,火焰炝料严重。

  B.筒体变形严重,托轮与轮带磨损严重或基础下沉等原因引起的受力不平衡。

二.二次风温度过高的控制

  二次风温度直接影响火焰的几何形状和燃料的着火点,相应的,波动较大的二次风能产生不规则的火焰特征,这种变化的火焰特征能引起烧成带的移动,所以,二次风温度易控制在900±40较为经济安全。

  窑应在尽可能高的二次风温度下操作,因为这样可以利用熟料的大量余热,提高入窑的二次风温度,可以改善熟料性能,减少燃料的需要量,窑的生产能力最大。其二,对需要在窑前煅烧熟料时有良好限制。其三,保持较高的入炉三次风温度,入炉煤粉着火快,分解炉的热效率高。

  但过高的二次风温度对煤管、窑门罩、窑口护铁及内衬极为不利。也说明窑况极不正常。二次风温度过高的原因主要有以下三方面的原因:

  第一,跑黄料,由于预热器塌料、后圈垮落、投料猛增等原因,以至对窑况判断不准,窑速提高的过早过快,不能保证物料在分解带有足够的停留时间,火焰逼迫缩短,造成跑黄料的严重后果。由于大量的黄料落入篦冷机,大量粉尘笼罩烧成带,窑内可见度低,氧含量下降。黄料颗粒细小,换热面积大,二次风温升高很快。

  这时,首先应从加大窑内供氧来控制,提高高温风机转速,加大窑内通风,提高无聊的预烧效果。其次,应依跑黄料的轻重,降低窑速、减少投料量,有效的控制物料流速和填充率,提高窑内换热效果。此时严禁向窑内加煤,因为细粉笼罩窑内,可见度低,传热效果恶化,增加头煤会适得其反,甚至薄料到来时,窑速低,易出现过烧的严重后果。当猛烈涌进的物料果料烧成带时,薄料很快到达烧成带,这时烧成带温度快速上升,窑主传电流上升,为此需注意薄料到来的信号,提高窑速,适当调整头煤,以求换热平衡,并这首恢复正常投料。

  第二,窑内通风差,火焰极不顺畅,头煤火焰炝料严重,造成短焰逼烧,烧成带极短,窑主传电流低。虽然窑口亮白,但熟料立升重低,f-CaO含量高,气孔多,严重时接连不断地出生料蛋。只能低窑速转窑,窑速稍有提高就出现黄料现象。这时应加快拉风使火焰顺畅,更应特别重视调整火焰的截面位置,提高物料的预烧效果,提高窑速,改善窑内传热效果。

  第三,由于结圈严重或料蛋逼近窑口,或者是物料耐火等原因造成窑内起砂,为减少对窑门罩密封装置的磨损,加大窑头过剩风机拉风,致使火焰短粗,冷却带缩短,二次风温度升高。

  综上所述,控制二次风温度过高的关键是加大窑内供氧,保持火焰顺畅。

三.头煤、尾煤比例

  对于预分解窑操作的一个重要参数是头煤和尾煤的比例。在不同时代有不同的认识,但随技术的成熟,基本统一为4060,在12%的范围内波动比较适合。越过这一范围,不但热耗上升,而且表明工况极不稳定。

  若头煤过少,其一会使熟料烧成带温度低,熟料质量差。其二,落入篦冷机的熟料温度低,二次风温度下降,分解炉内煤粉燃烧滞后,热回收少,C1出口温度升高,热耗增加。其三,窑尾及与分解系统漏风严重。

  若头煤过多,会使废气中CO含量上升,也增加热耗,同时会使窑衬的热负荷增加,会严重缩短窑衬的使用寿命,影响窑的安全运转。另外也表明篦冷机的冷却效果下降,热回收效率低。

四.窑皮掉落时窑况的控制

大量窑皮或副窑皮掉落时,能引起填充率上升,应及时减少投料量,为保持填充率稳定,不能盲目地提高窑速以降低填充率。因为窑皮掉落的原因是窑温过低,若窑速提高会使窑皮掉落更严重,大量温度过低的窑皮涌进烧成带的速度加快,引起烧成带温度急剧下降,烧成质量变差。窑皮掉落时,被扬起的细料剧增,影响煤粉的燃烧,降低火焰的传热效果,火焰被拉长,窑尾烟气温度上升。

由于火焰不集中,窑内传热效果较差,若减少头煤会使窑况进一步恶化。若增加喂煤量,由于窑皮掉落时,大块窑皮在窑内翻滚,窑的通风面积下降,通风状况变差,会使窑内还原气氛更加严重,将引发新一轮窑皮的掉落。所以,窑皮大量掉落时,应保持头煤和窑速稳定(或适当降低窑速),减少投料量,尽可能地控制填充率,并要加大通风量,提高物料的预热效果。当窑皮大部分转出窑外,烧成带温度回升,窑主传电流平稳之后,应尽快恢复正常操作。

窑皮大量掉落后,会有一部分区域的砖衬裸露在高温气流之中,加重了腐蚀,所以应及时恢复烧成制度,根据筒体温度的变化,及时补挂窑皮。

五.控制料蛋在窑内的运动

窑内产生料蛋的原因非常多,料蛋形成后对煅烧产生的不良影响主要有以下三点:第一降低窑的通风面积,造成火焰不畅,限制了窑的发热能力;第二窑筒体椭圆率改变较大,使砖衬挤压受损严重;第三当结蛋频繁时,易出现蛋背蛋现象,致使窑主传电机过载而跳停,不能连续生产。

为此必须掌握料蛋在窑内运动的规律,尽可能早的排出窑外。影响料蛋运动的因素主要有以下几方面:

第一,由于窑有一定的斜度,会使料蛋沿窑的斜度方向产生一定的下滑力,驱使料蛋由窑尾向窑头运动。但由于排风机的拉风作用,料蛋受拉风的推力有向窑尾运动的趋势。当而立平衡时,料蛋在窑内滞留。所以推力与下滑力相对大小决定了料蛋向前向后的运动趋势。

第二,因这对相互作用力的大小之差很小,单纯地改变而立平衡并不能有效地控制料蛋的运动,为此必须控制窑的填充率。因料蛋停留处的窑皮被击落,料蛋要爬上窑皮这一台阶时,必须有较厚的料层来支垫。这就要在投料量不变的情况下降低窑速,提高填充率。

所以为使料蛋顺利滚出窑,必须同时作到减小排风、降低窑速,料蛋才可出窑,减少破毁,而设法让料蛋在窑内消化的办法只能使窑况进一步恶化。

六.熟料结粒的控制

熟料质量与出窑熟料的粒度大小和力度分布有着直接关系,控制熟料结粒细小均齐是提高熟料质量的关键。为此必须遵循以下原则:窑内通风良好,火焰规则顺畅,从高温点到窑头和窑尾的温度下降梯度缓慢,入窑物料分解率适当,窑料比适当,都能使出窑熟料结粒易于控制,且同样投料量,窑速越快结粒越是细小均齐。但当出现以下几种情况时,熟料结粒变粗,并夹带部分黄心料。

1.火焰形状不规则,且炝料时,说明窑内煤粉燃烧效果差,这时应调整火焰的截面位置,并检查煤管的磨损、变形、杂物堵塞情况。

2.窑内结圈、结蛋现象严重时,来料不均匀,结粒变粗,这时应先消除结圈、结蛋。

3.头温低、尾温高,从C5下来的物料分解率高时,说明窑前煅烧现象严重,液相过早出现。应调整煤管用风,适当减少拉风量,使火焰变粗,并退出煤管,提高窑头温度,提高煤粉的预燃效果。

4.大料慢窑,且拉风量小时,说明窑内供热不足,窑速一有提高就有生料窜出,这时应加大拉风量,增加头煤喂入量,以增加窑内供热量,然后逐渐提高窑速。要格外重视循序渐进,不能盲求冒进,烧稳窑皮,防止大面积垮落,迫使减料降窑速的恶性循环。

5.窑内温度分布梯度大,窑头、窑尾低时,说明火焰短粗、烧成带极短,造成短焰逼烧现象。这时应加大拉风量,调整煤管用风,使火焰拉长,并退出煤管,加大头煤喂入量,提高头温。

6.原料有害成份含量波动较大,特别是SO3/R2O波动较大时,系统有调整有害成份带入与带出、循环的平衡,必出现预分解系统的严重结皮,窑内长圈、结蛋,结粒变粗的现象。

7.硅质原料的活性好,生料中Fe2O3含量提高,或煤质变差,煤灰掺入量提高时,也使结粒变粗,这时除从原、燃料上把关外,还要在操作上作到加大拉风量,提高窑速,并且要使窑尾和C5出口靠下限控制。

七.防止结皮的措施

1.控制合适的SO3/R2O,及生料与煤粉带入的水分,是有害成份相互间发生中和反应,形成盐类被排出系统,减少在系统内的循环。现对各种SO3/R2O的计算方法及控制指标列于表8

8  熟料SO3/R2O计算式与限制指标 

 资料来源

制造厂

计算式

限制指标

悬浮预热器和NPS技术经验交流论文集1992.5

Honblt

S/R=SO3/(0.85K2O+1.29Na2O-1.113Cl-)

0.71.0

Polysius

S/R=MSO3/(MK2O+MNa2O-MCl-)

F.L.Smith

S/R=SO3/(0.85K2O+Na2O)常用式

≤1.0

适宜值0.60.8

Fuller

S/R=SO3/1.29Na2Oeq

Na2Oeq=0.65 K2O+Na2O

1.2

SO3≤1.5%

水泥技术1986.4

丹麦F.L.S

S/R=MSO3/(0.5MK2O+MNa2O) 常用式

≤1.0

法国FCB

S/R=MSO3/(MK2O+MNa2O)

= SO3/80÷(K2O/62+Na2O/94)

≤1.2

日本石川岛

S/R=MSO3/(MK2O+MNa2O)

0.31.1佳值为0.50.6

邱县水泥厂

S/R=SO3/(K2O+Na2O)

0.40.6

     2.稳定原料和燃料,使放热与吸热相对平衡。

稳定生料成份特别是CaO含量、稳定投料量、稳定生料粉细度,使分解反应速度与吸热量相对稳定,以稳定尾煤喂入量。

稳定煤粉质量,使煤粉的燃烧放热量与放热速度相对稳定。从而保证煤粉的燃烧放热与料粉中CaCO3分解吸热相对平衡、稳定,从而消除过热现象和还原气氛。

3.稳定窑尾废气和三次风的温度及重量比例,维持分解炉入口温度的稳定。消除各种原因引起的系统漏风,优化分解炉内的流场分布,使煤粉燃烧放热与CaCO3分解吸热充进行。

4.排除物理因素引起的料粉与煤粉在系统中滞留,减少结皮产生的时间条件。还要特别重视双列预热器的对称性。

5.有针对性的选择硅质原料。如活性较大的高岭土类硅质原料在800时脱水能和CO2或直接与CaCO3进行固相反应,生成低钙矿物产生结皮,结皮中的硅灰钙石2C2S.CaCO3就是证明。硅质原料的活性越大,产生结皮的可能性越大。

6.用空气炮清理结皮是一种极端办法。

 

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