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1、巢湖铁道水泥厂预分解窑系统几项改造及效果一、 前言巢湖铁道水泥厂是由铁道部投资兴建，原准备建设一条湿 法华兴窑，规模为年产25万吨的水泥生产线。随后进行了将建设 中的湿法华兴窑改为新型干法窑，即“湿改干”。湿改干后，窑 的规格为3.5X54M，配五级旋风预热器及分解炉，设计生产能 力为日产熟料1500吨。窑系统主要设备见表一。工程于1993年 建成并进入调试、试生产期。自此以后，窑系统出现了一系列工 艺、设备问题，生产一直徘徊不前，开、停窑频繁，运转率低， 迟迟不能达产达标，工厂生产经营十分被动。为摆脱困境，1998 年12月，工厂决定委托天津水泥设计院对窑系统进行全面诊断， 并由天津院对与工
2、厂充分协商，提出改造方案或改进措施。我厂于 1999年4月初开始，组织全厂职工，大干50天，将技改项目实 施完毕。表一 主机设备表项目设备名称 型号规格台数技术性能生产能力预分解 系统NHE型预热器 及ILC型1C1 1-6 4.8MC2 1-6 4.8MC3 1-6 5.2MC4 1-6 5.2MC5 1-6 5.2M1500T/D分解炉喷腾式分解炉1e6.3x 15M1500T/D回转窑e 3.5 x 54M1斜度4%转速 1.05-3.15RPM1500T/D篦冷机FULLER篦冷机1篦板冲程130MM冲程次数6-12次/分 有效面积46.8M22000T/D二、改造前系统存在的问题2.
3、1结长厚窑皮，结后圈严重。结长厚窑皮、结后圈、结“大蛋” 是我厂窑系统运行中出现的一大顽症，严重影响窑的安全稳定运 行。一般投料后4至5天，甚至2天窑内就形成长厚窑皮或后圈， 致使熟料质量下降，窑尾漏料，烧坏窑尾密封，最终被迫停窑。2.2窑尾上升烟道结皮严重。我厂窑尾上升烟道较长，经常结皮 且较厚，影响窑内通风，进而影响窑的产量及熟料质量。2.3 一级筒出口温度高。通常达370C以上，气体粉尘浓度大，达 200G/NM3 以上。2.4窑、炉喂煤比例失调。窑头与分解炉的喂煤比例常常是3: 7, 分解炉、五级筒出口气体温度倒挂，即出现五级筒出口温度却比 分解炉出口温度高出许多的现象。2.5篦冷机冷
4、却效果不好、运转率低。篦冷机冷却效果不好，致 使二、三次风温偏低，不利于窑系统的工况稳定；熟料冷却效果 差，出篦冷机熟料温度有时高达150C以上；自身故障频繁。2.6生料入窑成份波动大。增加了结大块、结圈的可能性，影响 了窑的运行。2.7喂煤不稳定。波动幅度大且波动频繁，而且经常出现断煤现 象，影响了窑的热工制度稳定。由于以上原因，造成窑年运转率低，产量上不去。表二列 出了 1993年以来产量完成情况。表二 1994年至1998年系统运行状况统计表（改造前）项目年度199419951996199719981999年产熟料（万吨）917.620.224.824.225.9台时产量（吨）48.74
5、5.949.656.556.858.1窑综合运转率（%）25.936.635.446.745.970.46三、技改的实施及效果针对前所提出的存在问题，提出并实施相应的技术改造方案 或改进措施。3.1篦冷机改造及使用情况我厂篦冷机是Fuller式篦冷机。由于一开始执行薄料床操作 制度，炽热的熟料容易直接与篦板接触，造成篦板、传动糅翘曲 变形，篦板之间缝隙过大或上下篦板咬紧，缝隙增大引起漏料增 多，漏料堆积在风室里，以至造成框架框架糅受热变形，风室之 间隔板变形开缝，框架糅与隔板之间的软连密封也被烧坏；相互 咬紧的篦板致使电机电流增大。最终，篦冷机整机性能大大降低， 后来欲进行厚料层操作已很困难，
6、篦床驱动电机电流大幅上升， 只得维持薄料层运行。如此结果是：相邻风室之间窜风严重；冷 却风大部分从料层中短路，二、三风温偏低，堆“雪人”、“红 河”现象司空见惯，篦板经常烧坏或脱落，篦板梁、框架梁变形 加剧。1998年，天津水泥设计院开发的第三代篦冷机的性能有重 大突破，用在几个兄弟厂家已获得成功。工厂决定引用第三代篦 冷机技术进行改造。具体改造内容：将一段篦床的篦板、篦板梁 全部拆除，更换新的框架梁、新篦板梁及新篦板，且前端6排篦 板改为充气固定篦板（加设两台高压风机供风强行冷却）；在篦 冷机一段端墙上安装五台空气炮及以防范“雪人”；在一、二段 顶篷交接处安装一台用于监视篦床上熟料厚度和冷却
7、效果的工业 电视监视器；同时对二段篦床也进行了全面的整修。改造后经使用，篦冷机效果十分明显。冷风与熟料之间热交 换加强，二、三次风温大幅提高，“雪人”、“红河”现象消失， 出篦冷机熟料温度低于100C，篦床漏料几近于零。经过一年多 的运行，从没发生过因篦冷机故障造成的停窑，篦板、篦板梁仍 完好如初，监视电视不但能看到熟料的分布及运动情况，还能看 到熟料结粒情况、熟料温度的高低以及是否掉窑皮，二、三次风 温的提高也进一步促进了窑内工况的稳定。改造前后使用情况对 比见表三。表三篦冷机改造前后有关情况对比时间造成停窑 次数影响窑运行 时间出篦冷机熟 料平均温度三次风温改前199811378H126C
8、600-700C改后99.500H71C800-900C3.2采取针对措施，提高喂煤的稳定性我厂窑头、分解炉喂煤皆采用申克秤系统，这两套系统在 使用过程中，经常出现断煤、喂煤量常常大幅波动现象。经分析 认为，是由于计量仓锥部常棚料等而造成上述现象的产生。工厂 本想借此次篦冷机大改选机会，对喂煤系统出进行一次大的改造， 彻底解决问题，但考虑到资金有限，决定把大的改造放在将来进 行。针对分析出来的问题，采取了改进措施，也就是在计量仓的 锥部增设环形空气喷吹装置，在中控室增设手自动清吹开关，随 时手动或定时自动喷吹，克服计量仓棚料现象。从使用效果来看， 喂煤波动现象虽未完全克服，但与原来比较，已有较
9、大地改善， 对稳定窑的操作非常有利。3.3加强和改进措施，提高生料质量充分利用荧光分析速度快，能做全分析的特点，每小时对 出磨生料做一次全分析，根据全分结果来调整各原料之间的配比。立磨主电机电流，在立磨产量、抽风量等相对稳定的情况 下，与石灰石含量有较稳定的因变关系，即石灰石量变动时，电 流值也跟着改变。根据这一特点，随时小幅度修改已定配比（各 原料仓底下料量之间的比例），以保持立磨电机电流值稳定在一 定范围。这看似矛盾的做法，实际上是稳定了各原料之间的真实 配比。加强管理，石灰石按要求比例搭配进厂；石灰石与粘土按 要求预配比一同进预均化堆场；保证配料站各仓，特别是混合料 仓下料通畅，尽可能减
10、少堵塞。通过上述各种措施，出磨生料合格率已大大提高，高合格 率的生料再经生料均化库均化，入窑生料合格率得到保证，合格 率已达到80%-90%，这为窑的运行打下了坚实基础。3.4分解炉改造及使用3.4.1分解炉改造的动因及内容原分解炉型式见图1。这种分解炉属斯密斯公司第二代产 品，窑尾废气与三次风在上升烟道混合喷腾入炉，煤粉在分解解 炉锥部对称喷入，炉顶为水平切向出口。C4来的物料在三次风入 口位置的对面且低三次风入口位置的地方进入上升烟道。自1993 年生产以来，分解炉出口与C5出口温度倒挂严重，入窑物料分解 率低，上升烟道常结皮且厚，处理困难，分解炉喂煤比例过大， 窑产量上不去，结圈时常发生
11、且重，由此导致频繁停窑。分析认 为，这种分解炉的结构形式与窑尾废气、三次风、煤粉、物料进 入方式不尽合理，具体说，C4来的物料完全依靠窑尾废气携带入 炉，一旦窑尾废气或C4来料发生扰动，很可能短路入窑，过长的 上升烟道又很可能使混合气体形成“柱流”进入分解炉，造成分 解炉里存在特稀浓度区，气、固混合作用不强，整个分解炉温度 并不均匀，煤粉不能完全燃烧，有后燃烧现象。当然，存在喂煤 量、生料量波动大以及生料成份均匀性差的不利因素，这也会引 起煤粉不完全燃烧。既然分解炉的结构不尽合理，那就必须进行 改造。天津院有关专家结合现场条件来考虑，将分解炉改成了如 图2的型式。具体改造如下：将分解炉圆柱体部
12、分向下延长6.3M，上升烟道由7.1M改 为高度仅为0.8M的缩口（带膨胀节），利用原分解炉锥体作为新 分解炉的锥体，在柱体中部增设上缩口，使物料形成二次喷腾。将原单一喷腾改为喷腾-旋流复合型，三次风由原来在上 升烟道与窑尾废气混合再入分解炉，改为由分解炉锥部割向喷入， 并且三次风管进锥部时向下倾斜15.8，使三次风进炉产生较强 的旋流效应。C4来料由原上升烟道加入，改为由分解炉柱体下部分两 路加入。喷煤嘴由原锥体两侧对称喷入，改为一只由三次风管与 分解炉锥体联接的相关线上的最高处向下倾斜喷入，另一只由三 次风管进炉处的右侧向下倾斜喷入。3.4.2技改后的使用及改进分解炉技改后，在99年6-7
13、月份的调试中，生产较以前有 所好转，但似存在部分工艺问题：长厚窑皮、结圈未能彻底解 决，影响了熟料质量，窑尾轻微漏料现象时有出现。烟室、缩 口处、分解炉锥体部位结皮现象存在。熟料中含有部分疏松.形 状不规则的“灰白色料”，有时出现大量的这种“灰白色料”， 这会使熟料立升重、f-cao达不到要求。通过现场观察发现，当 有较多的“灰白色料”出现时，缩口、烟室等挂料、结皮现象严 重，清理后，“灰白色料”会有所减少乃到消失，但几个小时以 后又如故，如此反复。对这些现象进行分析认为，烟室、缩口结皮是引起窑内 结长、厚窑皮、结后圈的关键因素，同时与分解炉锥体部位的结 皮有较大关系。分解炉内旋流效应偏强，且
14、有一只喷煤嘴在三 次风管入口附近富氧区燃烧，易形成局部局部高温，从而造成锥 体部位结皮。“灰白色料”来自窑后圈后面的物料部分结成的 大球，这种大球到烧成带烧不透、烧不散，这种球的中心里灰白 色，有时略带黄色。烟室肩部挂料结皮，可能是由C5来料在斜 坡处的二次飞扬严重，使得烟室粉尘浓度过高易结皮所致。针对 上述分析，我们再次采用了优化措施。扩大斜坡处通风面积， 减少分解炉缩口内径。见图3所示， 将后窑口最高处至斜坡的垂直距离 H值由原来1.2M增大到1.3M，使此 处风速降低，减轻二次飞扬；将分 解炉缩口径消除物料在此处短路入 窑可能性。调整2#分解炉的喷煤 管的位置与喷射方向，防止局部高 温而
15、造成结皮。用好窑头三通管喷煤管。调整好内、外风比例， 确定喷煤管合理的位置，尽可能提高煤粉燃尽度。保证火焰形状 粗短有力。如前面提到的，采取积极措施，提高生料质量，并 确定率值指标为：KH=0.9 0.02, SM=2.50.1, IM=1.60.1。 提高喂煤的稳定性，减少波动，同时，降低煤粉细度，控制在 8.01%。在保证系统用风量的前提下，尽量减少系统总抽风， 以降低窑上升烟道风速。经过对分解炉的优化改造，一年来的生产实践证明其效果 显著：长厚窑皮及结后圈虽时有存在，但对系统运行已影响不 大；“黄料”基本消除；产量有较大幅度的上升，日产由原 来的1250吨提高到1600以上；窑炉喂煤比例合适，比例接近 4:6；分解炉锥部结皮基本消除；窑尾上升烟道及分解炉缩口 虽有少量结皮，但已不致影响窑况的大幅波动；分解出口和C5 出口温度倒挂现象已十分罕见。3.5合理加长一级筒内筒将原C1内筒长度由2.3米增加到3.3米后，C1出口温度较 以前正常降低了近30C，基本保持在350C以下，气体的含尘浓 度下降，缓解了增湿塔回灰绞刀的压力，减轻了窑尾电收尘的负 担，提高了收尘效率。3.6加强生产管理在进行技术改造的同时,我们对生产管理进一步加强，制定
