预防预热预分解系统堵塞和塌料的措施

  摘要：预热预分解系统堵塞和塌料现象越来越少，是因为我们“未雨绸缪”，早已做好了预防工作。然而偏偏有些管理者，却囿于此中，谋事无策。该文虽为一家之言，但为他山之石。

  预热器、分解炉堵塞和塌料问题一直是困扰新型干法窑运行的一个主要工艺难题之一，堵塞和塌料的发生不仅扰乱了窑的热工制度，使水泥窑运转率降低，而且影响水泥窑的产量和熟料质量，一旦发生堵塞处理起来即费时又费力，甚至还存在一定的安全隐患，严重制约和影响着水泥窑的正常运转和企业的经济效益。 下面就从工艺管理、设备管理、原燃料及操作等方面进行分析和总结，与国内同行共同分享。

  1 问题概况

  某公司两条熟料生产线从投产初期到正常生产之后两台水泥窑预热器系统堵塞和塌料较为频繁， 2008年因预热器系统堵塞导致停窑次数达45次(处理时间累计为16天15小时)，最多时一月一条生产线停窑处理达8次之多，使生产十分被动。为了减少和避免预热器系统堵塞和塌料，提高水泥窑运转率，公司组织开展专题攻关活动，取得了一定成效，现将管理经验及采取的措施浅谈如下，以供参考。

  2 原因分析

  造成预分解系统堵塞和塌料的因素很多也很复杂，曾有大量的资料和文献对造成堵塞和塌料的原因进行过分析和研究，但其主要原因可总结归纳为：窑系统参数不合理、操作不正常、巡检不及时、原料中碱、氯、硫等有害成分的影响、系统热工制度不稳定、原燃材料波动、系统漏风等。

  3 预防措施

  3.1 生产过程中的预防措施

  （1）优化煅烧操作，控制好篦冷机的料层厚度，提高入窑二次风温和入分解炉三次风温，保证窑内火焰顺畅和煤粉在分解炉内充分燃烧，高度认识篦冷机在操作中的重要地位。要求篦冷机料层厚度控制在300～400mm，即控制篦冷机一室篦下压力在5200～5500Pa之间，但篦下压力与熟料结粒和配风有很大关系，为了能较好控制，要求窑操作员观察篦冷机摄像工业电视画面，将熟料红料区控制在12～13块篦板长度，红料区呈煮粥状为宜，这样就能有效地保证入窑二次风温在1050～1150℃，同时三次风温也能控制在850～950℃，从而可提高煤粉的燃烧速度和烧成带的温度，提高热回收能力，降低熟料热耗。

  （2）严格控制预热器系统温度在合理的范围之内。由于粘土中带入的R2O含量高达3.0%以上,当物料温度达到800～900℃时R2O、SO3等有害成分挥发形成气态，随气流上升到达650～800℃时黏附在物料表面，又随物料到达800～900℃时挥发，这样呈现挥发—黏附—挥发—黏附..，导致R₂O、SO₃等有害成分的循环富集，使生料在预热器系统共熔温度降低，此时控制温度偏高就易形成结皮，因此要求分解炉出口温度控制在860±10℃。以防预热器系统温度过高而产生烧结性堵塞。

  同时为降低原料中R₂O等有害成分含量，针对水泥窑对物料的适应性差异进行摸索，用粉煤灰部分替代粘土，采用硅质板岩、粉煤灰等五组分配料，以减少有害成分对系统的影响。

  （3）加强对预热器系统的清理，尽量减少系统积料及塌料出现。合理调整各级翻板阀配重，防止过轻或过重，确保翻板阀灵活自如，杜绝因翻板阀卡死而集料或蓬料；加大对分解炉缩口及烟室各部位的日常监控和清理，加强漏风部位的管控，以减少因漏风降温而造成的结皮和集料；停窑检修时重点检查和清理预热器内的结皮部位，彻底消除隐患，保持下料管畅通。

  （4）减少头、尾秤下煤波动。为有效降低煤粉秤的波动，保证下煤畅通，适当提高入磨风温，使出磨煤粉水分由原来的平均3.3%降到2.4%以下，同时加强对各漏风点的管理，减少系统漏风。通过这些措施，避免了由于煤粉过湿结块堵仓造成的下煤波动，从而减少因喂煤量波动而导致的系统热工紊乱，造成预分解系统堵塞和塌料。

  （5）适当提高生料细度，冲刷已经产生的结皮。在控制0.2mm生料细度≤2.0%的前提下，将0.08mm细度从≤12%放宽到≤18%。细度控制指标调整后，利用较粗颗粒的冲刷及摩擦作用消除已产生的较为松散的结皮，降低预分解系统结皮几率，从而减少人工清理的频次，降低人工处理的安全风险。

  （6）加强对窑操作员的培训，强化操作员的操作水平，提高责任心，统一操作思路。将关键操作参数进行固化，使风、煤、料匹配合理、稳定，确保窑的热工制度稳定，防止因操作不当造成的塌料和堵塞；定期组织相关技术人员和操作人员进行技术交流，对重点操作参数和影响因素进行分析，找出问题的症结，采取合理的应对措施，总结和分享已有经验，使操作员不断提高操作水平和预判断问题的能力，自然的统一认识，统一思想。

  3.2 投料、止料过程中的预防措施

  （1）投料时先拉风，在保证物料能够悬浮的状态下，再开入窑斗提和投料。避免因拉风不足，没有足够的风量使物料悬浮，而沉降在预燃室内或各级预热器锥体内，造成预燃室存料或预热器堵塞。

  （2）初次投料量必须在正常喂料量的50％以上，因烘窑时有部分不完全燃烧的煤粉沉降在预热器各级锥体和下料管中，产生二次燃烧，若投料量偏少，物料浓度相对较低，局部会产生高温、液相出现，容易发生预热器堵塞。

  （3）止料操作时系统拉风降低不能太快，止料后不能立即减风。若止料后减风，会有部分物料不能入窑，堆积在预燃室或某级预热器内，再次投料时就会发生预燃室内物料逐步堆积或某级预热器堵塞现象。正确的操作应该是：入窑斗提电流从正常电流降至空载状态时，先逐步减少篦冷机的用风量，观察C1筒温度升高时，再降低高温风机拉风。

  3.3 预热器堵塞和塌料后的应急处理措施

  预热器堵塞后，主要因堵塞的物料温度高、易对清堵人员造成伤害，处理难度大，所以一般清堵时间较长。但可以根据堵塞实际情况和堵塞部位，通过优化清堵方法来达到快速处理预热器堵塞的目的。

  预分解系统出现堵塞，应立即采取止料、减煤、慢转窑等措施，尽快探明堵塞情况及堵塞部位，找出堵塞原因及时处理，防止处理不及时而增加处理难度和时间。处理时可先用压缩空气喷枪对准堵塞部位直接捅捣和吹扫，不能停排风机，应本着“先下后上”的原则，即先捅下部，后捅上部，保证捅下的物料顺畅排走。坚持“逢堵必停，投必干净”的原则，一旦出现旋风筒出口温度急剧上升或锥部负压急剧减小，应立即用空气炮或高压喷枪处理，不能短时间处理的，应立即果断止料，组织人工快速清堵。清堵完毕后，仔细检查预热器系统，确保各级旋风筒锥体、管道、撒料盘等已处理干净，所有人孔门、捅料孔等密封严密，各处压力、温度恢复正常。现场确认正常后方可 “点火投料”，严禁存在侥幸心理投料运行。

  预热器系统出现塌料，应根据塌料情况，降低窑速和减少喂料量，适当增加窑头喂煤量，使分解炉温度和压力逐步恢复正常，根据窑尾温度、O₂含量、窑电流情况再相应调整系统风量，逐步加料加煤。如果塌料时间长，则必须止料，以防高温物料从窑头或篦冷机喷出造成事故。

  3.4 提高原燃料质量

  应保证原、燃料成分均匀稳定，搭配合理。严禁不合格原料进厂，对化学成分相差大的原料分批、分堆存放，严格按“先检验、预均化、后使用”的原则进行搭配均化使用。公司要求入窑生料中碱含量(Na2O+K2O)＜0.6%，氯离子含量＜0.015%；严格控制进厂石灰石中氧化镁的含量，确保进厂石灰石氧化镁控制在1.0%以内；严格控制进厂原煤质量，避免因煤灰及煤中硫含量偏高而影响熟料的煅烧，从而确保各种原燃料的质量稳定。

  3.5 日常检修和维护工作

  （1）加强设备管理，保证设备性能满足工艺要求

  生产中应高度重视机械设备维护、维修管理，对设备的检修加强计划性和预见性，提高设备维护维修质量，特别是大型设备，如高温风机、斜拉链、篦冷机、主电机、尾排风机等应及时检查、维护，降低故障率。同时加强设备密闭堵漏工作，减少系统漏风，对预热器各级翻板阀定期检查调节。对失效、损坏和存在隐患的零件要及时更换，确保设备正常运行。

  （2）对预热器系统耐火材料，应掌握各部位寿命周期和使用状况，到期后应及时更换，对一些易结皮部位，如窑尾烟室、分解炉缩口可使用特殊耐火材料（如50S抗结皮浇注料等），施工中严把材料质量关和按技术规范进行。旋风筒内筒挂片定期检查，发现问题及时处理和更换。

  （3）确保系统各测点仪表准确可靠。加强对系统各温度、压力表的维护校准，特别是窑尾烟室、分解炉出口、五级筒等重点部位的温度压力表要确保可靠，避免由于仪表数据失真，误导操作而发生预热器系统堵塞，或现场未堵塞而止料的现象发生。

  4 结束语

  引起预热器系统堵塞和塌料的因素很多且十分复杂，对生产造成一定危害，为了避免和杜绝堵塞和塌料的发生，可通过加强管理、选择合理配料方案、做好系统密封、提高设备检修质量、提高原燃料质量等措施来预防预热器系统堵塞和塌料的发生，保证预热器系统正常运行，提高水泥窑运转率。