一次窑投料后的跑生料事故分析

  摘要：新型干法水泥生产中，窑跑生料的事故可以说已经不为常见，除偶尔会有生料成分波动或者因设备、电气故障如窑头突然断煤等原因而跑生料之外，更多的原因是因为操作本身不当，比如操作员判断不准确，操作方法不对，操作不及时，在短时间内就会发生窑电流大幅下降，摄像头昏暗、无图像，篦冷机废气温度、篦床压力快速升高等明显的跑生料现象。此时再做操作上的调整都为时已晚，只能采取补救措施了。下面就我厂一次跑生料的事故进行分析，供参考。

  1 停窑情况

  我厂为4000t/d生产线，2011年7月24日因雷击故障停窑，停窑以后发现窑口掉砖的事故，于是决定换砖，停窑4天进行修复。在停窑期间，下多场大雨。因为是急停窑，当时煤磨细粉仓仓位较高，窑头侧和分解炉侧两边的仓位都在30t左右（设计仓位40t，正常操作控制仓位在20t左右）。

  2 窑投料过程

  2.1 中控显示操作参数

  7月28日点火，晚上21:50窑投料。投料期间的参数如表1。分解炉温度控制曲线如图1。

  图1 分解炉温度控制曲线

  2.2 事故分析

  从以上运行时间段分步分析为：21:50窑投产110t/h，因窑内物料较少，此时窑电流为340A，烧点温度高1209℃，属于正常。

  1:17窑产加到187t/h，窑速提到31sec/r，因窑负荷率的提高，窑内温度的上升，窑电流上升到658A，烧点温度1109℃尚在正常范围内。篦冷机二室压力3.17KPa（正常一般为4.7KPa左右），料层较薄。

  1:42，窑产加到了214t/h，但是窑电流下降到346A，下降较快，烧点温度964℃，也有所下降。此时，窑内状况还没有反应到篦冷机。窑已转弱。随着二室压力上升到5.7KPa，二次风和三次风温度也上升。篦冷机废气温度也由170℃上升到310摄氏度，窑内恶化情况凸显。

  1:56，窑电流急剧下降到282A，此时窑已经非常弱，于是减产到167t/h，窑速降到38sec/r，烧点温度，二次风和三次风温都有所下降。但是减产减窑速以后，篦冷机的二室压力为4.08KPa，并没有下降多少。相应的破碎机电流急剧上升到66A，篦冷机的废气温度上升到489℃，说明此时大量的生料已经涌入篦冷机，没有烧熟的熟料快速进到篦冷机使破碎机电流上升。随着粉料的增多，篦冷机的能力又不能够达到冷却的效果，所以篦冷机的废气温度急剧上升。此时窑已经跑生料。

  2:01，窑速降到50sec/r，窑产却提到181t/h，由于窑负荷率的增加，使得窑电流上升到343A。而烧点温度645℃仍然很低。

  3:08，现象同上，窑速稍提高到46sec/r，而窑产也加到188t/h，窑电流同样是因为负荷率的增加而上升到413A。判断上单纯的以为窑电流的升高就是窑况好转的现象。

  3:18，开始采取正确的操作，提高窑速到39sec/r，产量降低到151t/h，减轻窑的负荷，让这部分生料尽快的转出去。此时烧点温度略有上升。窑电流仍然在400A左右。

  3:29，经过10分钟左右的运转，篦冷机的压力下降到2.81KPa，说明生料已经运走。窑况处于恢复状态。

  3:47，窑速和窑产都没有做大的调整，窑电流下降到291A，说明生料已经转出窑内。此时，烧点温度和二次风温也有所上升，二室压力逐渐上升，废气温度和破碎机电流都恢复正常。窑逐渐在恢复正常。

  到5:21，窑电流上升到916A，窑产和窑速都相应提高。烧点温度也提高到正常。至此，窑恢复正常运转。

  由以上分析，造成跑生料的原因有：

  （1）在停窑期间下了几次大雨，雨水有漏进细粉仓使煤粉水分增大，导致燃烧速度变慢，火焰长而无力，高温部分后移，不利于烧成。更重要的是煤粉自燃的可能性也增大，极易引发事故。

  （2）在窑投料期间，分解炉温度的控制尤为重要。分解炉温度的稳定是整个投料初期窑况稳定且强的前提条件。由曲线图看出，分解炉的温度变化范围很大，不能处于一个稳定的状态。这个是造成窑跑生料的重要原因。而造成分解炉温度控制的不正常，有煤湿的因素，更多的是操作员操作的责任。

  （3）操作的失误。排除煤的因素，在这次窑投料过程中，在操作上出现严重的判断失误和操作失误。1:42的时候，窑电流下降较快，篦冷机二室压力上升较多，废气温度310℃，说明此时窑已经转弱，已经出现跑生料的现象，但是操作员仍然加产到214t/h。1:56的时候，操作员发现窑跑生料了，做减产调整到167t/h，窑速也做了调整，但是减慢的幅度很小，只从34sec/r调整到38sec/r，而此时窑电流已经降到了282A。篦冷机废气温度已经上升到489℃，处于一种非常危险的状态。2:01，操作员又做出了错误的调整，减慢窑速到50sec/r的时候，却将产量提到181t/h，直到3：08的操作也是如此，这样窑电流的确有上升的趋势，但是操作员却没有判断出这是窑负荷率上升的结果，而不是窑况本身在变好。直到3：18，将窑速提高，降低窑产后才逐渐恢复正常。

  3 总结

  （1）若停窑时间长，煤粉仓仓位较高，且天气不好，需将煤粉仓放空。

  （2）在投料期间，不论什么因素引起的煤燃烧状况的不好，也要在保证分解炉温度稳定的前提下提产。

  （3）本案中，从点火投料直至1:42之前的提产这一阶段，整个操作是正确的。转折点出现在提产到214t之后，窑电流快速下降，烧点温度也随之降低，这些变化可以看做窑况转弱的前兆。对于经验不足的操作员，根据这两项数据也许还很难做出正确的判断。而随后当窑内物料进入篦冷机，窑电流较快下降，篦冷机二室压力较大上升，废气温度也急剧上升，则可看做窑转弱的明显信号。二室压力、二次风温、三次风温、排气温度等数据急剧上升，需要引起操作员的高度重视，综合这些数据必须做出正确的判断：窑况已经恶化了。此时如不进行调节，窑况将进一步恶化。至此，操作员也判断窑况的变化了，并进行减产、降窑速的操作，但幅度不是很大。二次风温、三次风温、二室压力等数据开始下降，出现转好的趋势。但熟料破碎机电流升高，尤其是篦冷机排气温度上升到489℃，超出正常范围很大。此时冷静分析，这两项数据如此大幅度上升的原因，在篦冷机正常运行的情况下（指篦冷机无停车、无减速、无未根据窑产提速等情况），唯一的解释就是大量的高温物料涌入篦冷机。本厂生料煅烧成熟料进入篦冷机的时间约为30分钟进入篦冷机，所以提产后短短十几分钟进入篦冷机的这些大量高温物料只能是未烧透的熟料及粉状生料。作为一名操作员此时可以判断窑已经开始跑生料，即大量没有烧成的生料已经进入篦冷机。这是典型的生料跑料现象。

  本案中操作员做出减窑速和减产后5分钟，窑电流因负荷大而上升，错误的理解为是窑转强的信号出现。于是进行提产操作，此错误操作持续一个多小时。在跑生料的故障还没有消除前做出提高窑产的操作，无疑是失败的。窑提产的条件是必须将没有烧熟的生料放出，等窑况稳定，逐渐好转的时候才能恢复窑的正常加产操作。

  当判断窑跑生料时，正确的操作是提窑速、降窑产。以便使之前产生的生料尽快从烧成系统内排出。恢复阶段，最明显的特征是篦冷机二室压力、排气温度逐渐下降，随着生料的排出，窑负荷降低，窑电流下降，当二次风温、烧点温度、二室压力由降转升，这些数据出现变化，可以判断窑况正在好转。

  中控室是生产的核心，通过本次事例分析，希望能吸取教训，减少生产故障，提高窑系统的运行稳定性。