2500T/D新型干法生产线投料失败的原因分析及处理对策
水泥 2008-11-11
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我公司二线2500T/D新型干法水泥生产线于2007年8月一次投料成功，目前达到2700T/D。生产一直比较正常。虽然配料方案与一线1000T/D生产线相同，但没有出现一线调试期间频繁堵塞的现象。可就在2007年12月却出现了一次较大的跑生料事故，中途由于窑头灭火止料三次，累计时间长达30小时。在热工制度尚未稳定前，窑头一直供油0.2MPa，又造成烧成带主窑皮6—8m处大面积掉砖红窑，被迫止料，更换10米直接结合镁铬砖。由于是非计划停窑，耐火砖储备不足，延误时间。本次事故给我公司造成了不可估量的损失。在经过认真研究分析，通过一系列的参数调整之后，终于投料成功。现根据本次事故得到的教训加以总结，希望同行能在此问题上少走弯路，少受损失。
表一 2500T/D生产线主机设备表
一、原因分析
1、煤质差
由于进入冬季，各种原燃料的供应发生困难，尤其是原煤，几乎可以说是不论质量的尽量购进，否则面临断煤的危险。发生事故前后的煤粉全分析如表二。
表二 煤粉工业全分析对比表
煤粉燃烧的经典理论认为：煤粉受热后首先被干燥，将所含水分排除，水分蒸发的过程是吸热过程，必然导致环境温度的下降，水分越高，用于干燥水分所用时间越长。温度升到500度时，挥发份开始逸出，当挥发份遇到炽热的空气时便起火燃烧，生成气态CO2和H2O，它们包裹在剩下的固定碳粒子周围，固定碳粒子的燃烧，除了要有足够的温度外，还必须待空气中的氧气通过扩散透过包围在固定碳粒子周围的气膜，与固定碳粒接触后才能燃烧。影响气体向颗粒内部扩散的主要因素有：一是颗粒表面气体的压力和流速，表面压力大，流速快，则容易扩散，二是焦炭颗粒的透气性，挥发份燃烧后的焦炭颗粒是多孔的，这些孔的存在使炭粒表面积增加，特别是穿透性的气孔，能使氧气进入颗粒的内部，焦炭粒子表面积的大小，还与煤粉的细度有关，煤粉越粗，比表面积越小，孔深且不易穿透，氧气扩散困难，因此要求炭粒不宜过大。焦炭粒子的气孔率，与其灰分、水分、挥发份含量有关，水分蒸发、挥发份和表面碳燃烧后，保存下来的是一个多孔的灰分层，这种灰分层对空气中的氧气向颗粒内部扩散将产生很大的阻力，当灰层厚度和密度增加时，氧气的通过量和碳的燃烧量都会减少，其燃烧速率也会降低。而灰分层的厚度和密度与炭粒的大小和灰分含量有关，因此过粗的煤粉和灰分高的煤粉对燃烧是不利的。
当煤粉的水分增加时，其外在水分可以通过提高出磨气体温度来降低，而内在水分需要在110℃左右才能蒸发，磨内降低内在水分含量是很困难的。从煤粉工业全分析对比数据显示，我公司煤粉的燃烧特性发生了较大的变化，给操作造成了很大的困难。
2、系统拉风大
在正常煤质投料时，我们基本遵循以下操作方案（见表三）。拉风小，预热器系统风速低，易造成物料短路，直接入C2—C4—分解炉造成塌料。因此投料之前，高温风机转速720RPM，C1出口压力达到—3500Pa，这种操作方法在煤质较好，水分、灰分低，挥发分高、热值高时，可以实现。由于煤粉水分、灰分大幅度提高，对煤粉的燃烧产生较大的影响，燃尽率降低。在生料到达烧成带之前，窑头热焓量很低，黑火头无限拉长，直至火焰被拉断。造成烧成带窑皮温度低。跑生料严重。这种操作方法是行不通的。
3、 窑速慢
由于煤粉发热量低，黑火头长，窑前火焰很难形成，煤粉不完全燃烧严重，烧成温度难提起，窑电流只能维持在300A左右，窑速难以增加，否则电流很快下降，窑跑生料。这样造成了恶性循环。窑速低，窑内物料填充率高，换热效率低，过渡带预烧不好，烧成温度更难提高。
4、燃烧器调节不当
燃烧器轴流风与旋流风的风压比例没有根据煤质的变化进行相应的调整，黑火头很长。虽然窑头喷油油压加大到0.4MPa，仍然无济于事。
二、采取措施
1、调整燃烧器
调整燃烧器轴流风与旋流风的风压比例为20/40,尽量使窑头煤粉完全燃烧，缩短黑火头长度，轴向位置退至—300#。
2、降低系统拉风
高温风机转速降低为550RPM， C1出口压力为—1500Pa左右，兼顾高温风机进口温度来调整冷风阀开度，降低投料量至80t/h，减少分解炉的喂煤量，保证分解炉煤粉的充分燃烧，提高分解率。
3、提高窑转速
当从窑头看火电视能够看到火焰时，兼顾窑电流及窑尾温度的变化，尽快提高窑速，使预烧充分的生料很快到达烧成带，使窑烧成带热焓提高，温度达到煤粉的着火点，火焰很快稳定。
表三 调整前后的系统参数对比
三、结论
通过以上调整，窑内火焰顺畅，黑火头变短，烧成带窑皮得以补挂，窑热工制度稳定。
参考文献：
1、《一次投料失败的原因分析》 张振旺 水泥 2006.09
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