设备检修期间出磨生料直接入窑煅烧的应对措施
水泥 水泥杂志 2017-05-23
安阳中联水泥有限公司拥有一条5000t/d生产线，2013年10月份生料均化库入库斗式提升机皮带出现故障，维修时间为15天。在此期间，公司决定不间断生产，出磨生料不经均化库直接入窑煅烧。为保证熟料产量和质量，通过采取稳定原燃料和窑炉工艺、提升出磨生料的稳定性、加强对石灰石仓料位的控制、改变取样控制方式以及减小调整幅度等一系列措施，保证了维修期间的正常生产，满足了市场需求。
1 工艺改造
此次改造是将出磨生料输送斜槽末端加一下料溜子至生料均化库出库斜槽上，溜子内设置闸板阀。当立磨正常开启时，出磨生料经斜槽进入生料均化库出库斜槽，经过入窑提升机入窑煅烧。当立磨异常需要停机时，止住下料溜子内闸板阀，用生料均化库内的剩余生料，保证窑系统的持续运行。改造前后工艺见图1。
图1 改造前后出磨生料入窑示意
此次出磨生料直接入窑煅烧，为了保证窑系统和预热器系统的稳定运行，保证窑熟料产量控制在正常生产水平5600t/d，立磨台时产量控制在380t/h。
2 配料管理
2.1 原材料现状
安阳中联水泥有限公司采用石灰石、黏土、砂岩和铁粉4组分配料，其中石灰石供货商有4家，黏土、砂岩和铁粉供货商各为一家。不同供货单位原燃材料化学成分见表1和表2。
表1 原燃材料化学成分 %
表2 煤的工业分析
由于黏土、铁粉和砂岩成分较为稳定，采用常规均化堆取料即可。为了稳定石灰石中的CaO，采用石灰石2作为特殊时期的石料，破碎后经圆堆均化使用。
2.2 提高控制标准，加强部门协调
在生料直接入窑煅烧情况下，配料稳定性和准确性需要大大提高。正常生产中由于均化库的作用，能有效地减小出磨生料波动对熟料质量的影响。我公司在正常生产中出磨生料每小时测量一次，入窑生料和熟料每2小时测量一次。为了提升出磨生料的稳定性，将出磨生料和熟料每小时测量一次。
在此条件下生产，要求从进场原燃材料到熟料的烧制各个环节，包括物资采购、矿山管理、中控室和烧成车间等各个部门都应该高度集中思想，提高控制标准，强化操作工艺，加强部门协调。
2.3 配料过程的管理
2.3.1 取样方式的改变
保证单一原燃材料后，出磨生料KH控制在0.970，熟料KH为0.910。运行第一天，生料和熟料CaO和KH控制指标与石灰石配比数据见表3。
表3 第一天运行数据
表中：M=∑（Ai-B）/n
式中：M——指定偏差，数据距指定数值之间距离的平均值，反映数据的波动状况；
Ai——实测数据；
B——指定值，生料KH为0.970，熟料KH为 0.910，CaO为平均值。
从表2可以看出，生料KH波动较大，其中12、18、19和22时生料KH与熟料KH波动趋势相反。结合传统配料经验，更改配比后第一个数据多数达不到目标值，生料此时采用连续取样，其分析数据已经不再准确反映当前入窑生料的成分，不易控制生料的配比。因此，改变取样方式，注意生料样品的代表性，采用瞬时取样。调整取样方式后生料KH和CaO与熟料KH见图2。
图2 生料CaO和KH 与熟料KH趋势
从图2可以看出，通过取样方式调整，生料和熟料的稳定性较第一天有了较大提高。此时出磨生料直接煅烧，对于窑的操作员来说，仍然是极大的挑战。
2.3.2 控制石灰石仓料位
从图2中CaO波动情况与现场、中控操作以及以往配料经验，发现其与配料站石灰石仓的料位有较大关系。当低于13.5m时，生料CaO含量会有较大幅度地增高，此时的石灰石以大块料为主。针对此类问题，配料站岗位人员及中控人员密切关注石灰石仓料位，结合现场原材料状况，提前调整配比含量，将依据数据分析结果调整方式改为事前调整，有效地稳定了出磨生料。
通过提高现场关注度，第三天和第四天的数据显示，生料和熟料基本处于可控范围，但仍具有一定波动性，其中取第四天数据为例，生料和熟料的KH与石灰石配比波动见图3。
图3 石灰石配比与生料和熟料KH趋势
从图3可以看出，石灰石配比主导着生料和熟料KH的波动。其中6、7、8和19时出现熟料KH较高，9、11和21时熟料KH较低。主要原因为配料技术人员技术能力水平不足，生料调整准确性差，没有一步调整到位，影响近2h。
2.3.3 减小调整幅度
为此，调整配比后30min，增加生料的荧光分析，根据分析结果重新进行微调，确保生料配比调整准确，缩短生料波动时间，提高熟料的稳定性。
通过以上的调整，此后几天，生料的稳定性与熟料的质量达到了正常生产时的标准。但是仍然需要注意原材料长堆取样中出现的问题，如砂岩中取到黄土、黄土中取到大量石灰石以及换堆取样等问题。此时应当与中控及岗位工作人员保持密切联系，时刻关注取样变化，结合实际事先调整，确保配比的准确性、生料稳定性和熟料的高质量。
分析这15天中生料和熟料KH指定偏差与熟料强度关系，见图4。
图4 生料和熟料KH指定偏差与熟料抗压强度
除第8天由于维修生料立磨停产4h，生料和熟料的波动性略有影响外，出磨生料和熟料的KH指定偏差整体呈递减趋势，熟料强度趋于稳定上升，通过一系列措施降低了出磨生料的波动，保证了检修期间出磨生料直接入窑煅烧能够满足产质量的要求，整个生产期间窑系统运行正常。
3 效果
1）通过稳定原燃材料，为生料稳定性创造了先决条件，为设备检修期间出磨生料直接入窑煅烧奠定了基础。
2）通过出磨生料控制方式的改变，有效地提升了出磨生料的稳定性，保证了设备检修期间出磨生料能够直接入窑煅烧。
3）加强过程控制，减小调整幅度，对影响生料稳定性的外围因素加强监控，能够有效地控制出磨生料的稳定性。
通过以上控制对策，在设备检修期间，熟料产质量影响较小，在短时间内能够达到质量控制的要求，为公司设备维修赢得了宝贵的时间。
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