5000td預(yù)分解短窯100無煙煤煅燒ASTM IIV型熟料的生產(chǎn)調(diào)試

1、5000t/d預(yù)分解短窯100無煙煤煅燒ASTM II/V型熟料的生產(chǎn)調(diào)試2009-5-14作者: 華林，江蘇聯(lián)合水泥有限公司 我公司5000td生產(chǎn)線擴(kuò)建工程是由中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院總承包按交鑰匙方式進(jìn)行的。2004年11月29日投料試生產(chǎn)，2005年1月710日進(jìn)行熟料燒成系統(tǒng)的性能考核，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)72h滿負(fù)荷運(yùn)行，3d共生產(chǎn)熟料16773t，熟料產(chǎn)量5591td，燒成系統(tǒng)電耗22.0kWht，熱耗308lkJkg，fCaO為0.79。出冷卻機(jī)的熟料平均溫度為53.5。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到合同要求。2004年開始，為降低生產(chǎn)成本，公司領(lǐng)導(dǎo)考慮用無煙煤作燃料。經(jīng)院方對業(yè)主提

2、供的煤樣進(jìn)行常規(guī)檢測、熱分析測試和對系統(tǒng)進(jìn)行局部改造，認(rèn)為該無煙煤可作為本工程中的燃料。1  原燃材料采用石灰石、砂巖、砂巖尾礦、冶煉廢渣(鋼渣)及粉煤灰五組分配料，用無煙煤作為燃料。原材料化學(xué)成分見表l，煤工業(yè)分析見表2。表1    原材料化學(xué)成分    名稱Si02A1203Fe203CaOS03K20Na20MgOLoss石灰石3.181.250.5152.120.100.170.O30.7l41.34粉煤灰51.9728.315.573.850.001.190.361.285.94砂巖88.054.282.141.5

3、40.000.760.160.621.94砂巖尾礦76.1510.664.081.230.002.230.130.553.88冶煉廢渣13.862.3525.9842.900.000.070.038.031.56煤灰52.5032.355.663.801.341.280.730.980.OO表2      無煙煤工業(yè)分析名稱Mar/MadAadVadFCad/Qnet,ad/(kJkg)貴州六枝礦7.600.6620.477.8771.1026213晉城南城鋪礦7.800.3921.428.0470.1525929朝鮮11.600.8018.5

4、86.0174.6l27078試生產(chǎn)時，石灰石全部是民采民運(yùn)，由于礦點(diǎn)較多，品質(zhì)波動大，采用了不同礦點(diǎn)的石灰石按一定比例搭配預(yù)均化，保證了品質(zhì)的相對穩(wěn)定。由化驗(yàn)結(jié)果可知，進(jìn)廠燃煤、石灰石、砂巖和砂巖尾礦品位均高。院方對原料的工藝性能進(jìn)行試驗(yàn)，認(rèn)為原料的有害成分的存在對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行不會產(chǎn)生太大的影響。2  系統(tǒng)主要工藝配置    主機(jī)設(shè)備參數(shù)見表3。表3   主機(jī)設(shè)備參數(shù)設(shè)備名稱型號規(guī)格石灰石堆料機(jī)DC×110028.8，軌距 5m，堆料能力1100th石灰石取料機(jī)QQB90046，軌距 46m，取料能力900th生料磨UM

5、50.4N，主電動機(jī)功率3600kW，產(chǎn)能420th，R0.0912煤堆料機(jī)DC×25016.4，軌距 4m，堆料能力250th煤取料機(jī)QQBll025，軌距 25m，取料能力110th煤磨MPF2116，主電動機(jī)功率500kW，產(chǎn)能40th(磨損后期)，R0.0812預(yù)熱器系統(tǒng)雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器+在線分解爐，C1：4-5200、C2、C3：2-6900、C4、C5：2-7200，分解爐：7500×33000回轉(zhuǎn)窯5.2m×61m，主電動機(jī)功率800kW，斜度3.5，主傳動轉(zhuǎn)速0.383.8rmin冷卻機(jī)NCR408，篦床面積 138.2m2，進(jìn)料溫度l 400

6、，出料溫度：環(huán)境溫度+60        石灰石、原煤預(yù)均化均采用長方形露天堆場，規(guī)格分別為： 45m× 200m和 23m×l 60m；儲量分別為2×33000t和2×5000t。堆料機(jī)為懸臂側(cè)式；取料機(jī)為傾斜橋式。鋼渣、砂巖、砂巖尾礦和粉煤灰均儲存在 28.5m×l 20m長方形聯(lián)合儲庫內(nèi)。生料制備系統(tǒng)采用日本UBE公司制造的分體式立磨。電除塵器為高濃度高負(fù)壓型，規(guī)格為2×3112.54×90.4，處理風(fēng)量 850000m3h。生料庫為子母庫，子庫 8m，儲量1600t；

7、母庫 22.5m，儲量14000t。RF55500旋風(fēng)預(yù)熱器采用大蝸殼、短柱體、偏錐防堵結(jié)構(gòu)，其具有低阻、高分離效率和良好的防結(jié)拱堵塞性能。分解爐旋噴混合結(jié)構(gòu)和分散燃燒技術(shù)使得氣體、燃料和物料在爐內(nèi)混合均勻，形成一個穩(wěn)定的燃燒區(qū)，可有效防止局部過燒，造成爐內(nèi)結(jié)皮。回轉(zhuǎn)窯是國內(nèi)最大規(guī)格的短窯，為2檔支撐結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是2檔支撐靜態(tài)布置，沒有機(jī)械過載現(xiàn)象發(fā)生，支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，機(jī)械故障率較3檔支撐要低。熟料庫為 40m圓柱形，頂部為錐形筒庫，儲量為43000t。3  調(diào)試中出現(xiàn)的問題及有效處理3.1  生料制備系統(tǒng)  石灰石取料機(jī)取料機(jī)跨距為 46m，耙架小車行程 3

8、.8m，因自身重，取料負(fù)荷大，易發(fā)生重大事故。試生產(chǎn)初期取料機(jī)的故障嚴(yán)重制約生料磨的運(yùn)轉(zhuǎn)，故障主要表現(xiàn)為：    1)取料刮板脫落刮板和鏈條連接采用螺栓、螺母和彈簧墊片方式靠人工用普通扳手?jǐn)Q緊，易造成螺栓張緊度不一。采取的措施：使用8.8級高強(qiáng)度螺栓和螺母更換原有的普通螺栓，用雙螺母鎖緊方式。M24螺母對應(yīng)扭矩為500N·m，用扭力扳手?jǐn)Q至額定扭矩，保證刮板上每顆螺栓受力均勻，1天、3天和7天再分別復(fù)緊一次。這些措施采取后，問題基本被解決，鏈條只需每班加油潤滑即可。    2)耙架小車側(cè)擋輪軸頻繁斷裂，小車限位塊摩擦大梁側(cè)壁

9、由于石灰石顆粒 80mm以上只占5，大部分料粒不能隨著耙釘?shù)耐苿佣杂蓾L動下來，造成耙架幾乎埋入料堆，側(cè)擋輪受到較大的側(cè)壓力。對耙架角度調(diào)整到適當(dāng)位置后，液壓缸工作壓力趨于正常，側(cè)擋輪和軌道有l(wèi)mm以上的間隙，側(cè)擋輪軸未再斷裂，小車限位塊和大梁側(cè)壁有 3mm以上間隙。平時再根據(jù)天氣及料顆粒情況對耙架角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)?，F(xiàn)取料機(jī)一直工作較為正常。  配料系統(tǒng)試生產(chǎn)初期，由于未能找到裙板給料機(jī)給料量和皮帶稱重機(jī)稱重量相匹配的關(guān)系，加上各原料的裙板給料機(jī)進(jìn)料口和皮帶稱重機(jī)進(jìn)料口大小不一，使有的給料機(jī)和稱重機(jī)變頻電動機(jī)轉(zhuǎn)速在100運(yùn)行，而有的在20運(yùn)行。造成稱重機(jī)料量不夠或過多，生料出磨率值

10、得不到穩(wěn)定。在進(jìn)料口安裝調(diào)節(jié)閘板，對應(yīng)磨機(jī)喂料量380th來調(diào)節(jié)各稱重機(jī)的出口料，使裙板給料機(jī)和皮帶稱重機(jī)電動機(jī)在7080的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。同時，在程序內(nèi)修正比例參數(shù)，保證裙板機(jī)的喂料量和稱重量相吻合。    改造后，稱重機(jī)進(jìn)料口溜子內(nèi)有一定高度的料層，皮帶秤料層穩(wěn)定，出磨生料率值波動控制在有效范圍。  生料磨系統(tǒng)    1)選粉機(jī)軸承供油不夠，致使缺油燒毀自動油脂供給系統(tǒng)安裝在±0平面，選粉機(jī)軸承供油管安裝最高點(diǎn)在+ 40.6m平面，管道彎頭多、壓力損耗大，供油壓力調(diào)整到16MPa時，不斷有油脂從液壓拉開桿頭部關(guān)節(jié)軸承

11、處滲出。2005年7月，選粉機(jī)上部、下部軸承和油封全部燒毀，拆開+ 40.6m平面的油管連接頭，檢查發(fā)現(xiàn)每次供給泵開啟供油時只有幾滴油脂溢出，選粉機(jī)軸承座內(nèi)明顯缺油。為此，改為現(xiàn)場手動加油，每天補(bǔ)一次。在中控設(shè)置軸承溫度顯示，設(shè)定選粉機(jī)軸承溫度為l 00時系統(tǒng)設(shè)備跳停。通過此兩項(xiàng)措施后，選粉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好。    2)外循環(huán)斗式提升機(jī)鍛造輸送鏈負(fù)荷大、打滑被磨斷半成品生料中大量鐵質(zhì)小顆粒，將磨機(jī)出口風(fēng)管磨損漏風(fēng)。原料進(jìn)磨旋轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥設(shè)計不合理，在使用不長時間內(nèi)使進(jìn)料系統(tǒng)大量漏風(fēng)；斗式提升機(jī)驅(qū)動電動機(jī)跳停值設(shè)計不合理也是其中原因之一。最大輸送量1300th時對應(yīng)驅(qū)動功率為

12、229.6kW，而當(dāng)時設(shè)定的高報值為435kW，延時10s跳停。此設(shè)定值太高，輸送鏈條打滑時不能起到有效保護(hù)作用。大修時，用Al20356的耐磨陶瓷料在風(fēng)管內(nèi)作耐磨內(nèi)襯；更換旋轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥；設(shè)定高報值為250kW，延時l0s跳停，對磨機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)鎖重新調(diào)整。通過以上改進(jìn)，磨機(jī)產(chǎn)量有所提高，斗式提升機(jī)驅(qū)動功率從原來300320kW降至l80kW左右，鏈條不再打滑。  煤磨系統(tǒng)    1)選粉機(jī)減速箱進(jìn)煤粉選粉機(jī)減速箱非通用型，其軸承密封與磨輥軸承密封共用一臺風(fēng)機(jī)。使用不久，觀察到減速箱油變黑，油內(nèi)混有煤粉，帶齒輪的軸承有異音，選粉機(jī)晃動增大，檢查發(fā)現(xiàn)軸承滾珠已磨

13、損。更換減速箱油封，調(diào)節(jié)減速箱軸承密封風(fēng)量和磨輥軸承密封風(fēng)量之間的匹配后，仍未解決問題。原因?yàn)椋嚎偯芊怙L(fēng)量不能滿足要求。后將2個密封風(fēng)管完全分開，購置一臺相同型號的風(fēng)機(jī)專用于密封減速箱軸承，再在該風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)管前安裝一只蝶閥，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。改后未出現(xiàn)煤粉進(jìn)入選粉機(jī)減速箱的問題。    2)磨輥輥面和輪轂打滑安裝時輥面和輪轂間可能存在間隙，由于輥面存在較大的擠壓力，和輪轂慢慢產(chǎn)生移位，并逐步加重。另外，這種裝配形式存在打滑的可能。重新設(shè)計裝配方式，將輥面改為兩邊對稱的中間小兩頭大的錐形，再重新加工一對錐形環(huán)，原輪轂相對錐形環(huán)部位也對應(yīng)改為錐形。安裝時，兩錐形環(huán)分別安裝在輥

14、子兩端的輥面和輪轂之間，兩端用螺栓擰緊到額定扭矩。改后再沒有出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。3)不同礦源無煙煤對煤磨產(chǎn)量的影響在使用中發(fā)現(xiàn)，由于煤的易磨性不一，不同礦源的煤搭配比例不同，煤磨的產(chǎn)量也不同，最低時，喂料量在25th，最高時在45th。為此，先對各礦源來的無煙煤取50t左右單獨(dú)粉磨，根據(jù)產(chǎn)量和熱值的不同進(jìn)行搭配，目前磨煤的喂料量能穩(wěn)定在38th左右。3.2  燒成系統(tǒng)  C3錐部堵料試生產(chǎn)初期，由于煤磨選粉機(jī)故障，煤粉細(xì)度未得到有效控制，R0.09篩余在10以上，投料后，C3下料撒料板嚴(yán)重積料，造成C3下料管及錐部堵料。清通后，再次投料再次在原地點(diǎn)積料和堵料。原因?yàn)轭A(yù)熱器內(nèi)部都積

15、有未燃燒的煤粉，C3的溫度剛好使煤粉燃燒，產(chǎn)生局部高溫使生料出現(xiàn)少量液相黏結(jié)在撒料板上，引起堵料。將旋風(fēng)預(yù)熱器錐部、撒料板、水平段和分解爐各角落沉積的生料粉、煤粉人工從上到下逐一清理干凈；修理煤磨選粉機(jī)，控制煤粉細(xì)度R0.09篩余在4以下；在C3撒料板和錐部安裝數(shù)只空氣炮，5min振打一次；適當(dāng)控制分解爐出口溫度。采取上述措施后，預(yù)熱器堵料得到有效根治。  28 34m頻繁結(jié)圈窯內(nèi)結(jié)圈一直是困擾燒成系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)的主要因素，每次窯止料熄火再重新投料后，窯內(nèi)28 34m范圍內(nèi)都形成大小不一的圈，最嚴(yán)重的一次為2005年11月份，窯圈的長度為 6m，厚度為l .2m，處理結(jié)圈花費(fèi)105h。

16、主要原因?yàn)椋?)由于對燃燒無煙煤短窯如何配置耐火磚未能摸索出經(jīng)驗(yàn)。初期，鎂鉻磚被配置到 36m。鎂鉻磚的特性是極易掛窯皮，燒成工況波動時，液相就會提前出現(xiàn)，在 34m被黏上形成圈。2)無煙煤燃燒效果差。因停窯次數(shù)多，在升溫和保溫時，未燃盡的煤粉和煤灰沉積在 34m區(qū)域范圍，投料后，沉積的煤粉形成局部高溫，沉積的煤灰降低物料液相出現(xiàn)的溫度。    3)結(jié)圈時的溢料損壞了窯尾密封，窯尾漏風(fēng)加劇，窯內(nèi)通風(fēng)不足，煤粉后燃燒嚴(yán)重。大修時將窯尾密封整修完善，更換 36m區(qū)域鎂鉻磚為鎂鋁磚。保溫時，多使用柴油，盡量少用無煙煤，升溫時，加大柴油的用量。在投料正常后，使用適量柴油助

17、燃，同時，穩(wěn)定配料率值和適當(dāng)提高硅率。系統(tǒng)整改后，窯內(nèi)結(jié)圈的幾率大大減少。4)三次風(fēng)管閘板使用壽命短，不能有效調(diào)節(jié)窯內(nèi)通風(fēng)。由于三次風(fēng)是從窯頭罩引入分解爐，沒有經(jīng)過旋風(fēng)沉降室對熟料細(xì)粉進(jìn)行沉降，其中的高溫熟料細(xì)粉不斷沖刷閘板上的澆注料，裸露的閘板中的耐熱鋼板經(jīng)不住 900以上的三次風(fēng)的烘燒而斷裂。對此，利用停窯機(jī)會，在三次風(fēng)管閘板下，不規(guī)則扔進(jìn)一些廢耐火磚，形狀似一座小山，風(fēng)能平滑流進(jìn)流出。耐火磚高度占風(fēng)管直徑的13，使通風(fēng)面積相對減小，閥板伸入風(fēng)管內(nèi)的長度可減少，從而減少了閘板的磨損。在閘板斷裂部分后，可再調(diào)整進(jìn)入部分，三次風(fēng)閘板的利用率也有所提高。3.3  系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化

18、0;   生料磨、煤磨和燒成系統(tǒng)控制參數(shù)見表4表6。表4    生料磨控制參數(shù)喂料量(t/h)主電動機(jī)功率kW進(jìn)口壓力Pa磨內(nèi)壓差Pa進(jìn)口溫度出口溫度振動值/m選粉機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)研磨壓力MPa38041027003100-200-300500055002903107585254538.543.06.O7.O表5     煤磨控制參數(shù)喂料量(t/h)主電動機(jī)功率kW進(jìn)口壓力Pa出口壓力Pa振動值(mms) 研磨壓力MPa3540350430-200-300-6800-78002.54.09.510表6

19、     燒成系統(tǒng)控制參數(shù)投料  量/(t/h)窯喂煤量/( t/h)爐喂煤量/(t/h)窯速/(r/min)窯頭罩溫度窯頭罩壓力Pa三次風(fēng)入爐溫度三次風(fēng)管風(fēng)門開度分解爐出口溫度分解爐出口壓力/Pa煙室溫度煙室壓力Pa高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)C1出口溫度/C1出口壓力Pa物料分解率/煙室含氧量/C1出口含氧量36039512.0 14.514.5  17.53.23.4950  1100-20-4090010003545890910-600-70010501150-100-200740800335340-4600-4900

20、9193242.53.54  生產(chǎn)ASTM V型水泥熟料的體會4.1  ASTM V型水泥熟料率值的確定    ASTM II型和V型水泥標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分要求見表7，我公司生產(chǎn)控制指標(biāo)見表8。表7    ASTM型和V型水泥標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)指標(biāo)    熟料Si02A1203F0203MgOS03C 3AC4AF+2(C 3A)R20型206663806V型   62.35250.6表8    我公司生產(chǎn)控制指標(biāo)熟料KHSMIMMg0fCa

21、0R20普通0.880.922.42.61.51.7   型0.920.962.52.71.351.5531.50.6V型0.920.962.52.70.91.131.50.6由表l可知，我公司石灰石中Mg0含量低，硅質(zhì)原料和冶煉廢渣(鋼渣)中堿含量低。經(jīng)理論計算，能生產(chǎn)出符合ASTMV型要求的水泥熟料。4.2  工藝操作1)從普通水泥熟料到ASTM型再到ASTM V型，IM逐步下降，據(jù)此分34步，用10d左右的時間逐步調(diào)整熟料的率值，確保燒成系統(tǒng)處在一個穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。最終達(dá)到生產(chǎn)要求。2)短窯的特點(diǎn)是對生料率值的穩(wěn)定性較敏感。在開發(fā)ASTM型和V型熟料初期，要保證生料庫存在高料位，使入窯生料的率值在較小范圍波動。3)與普通水泥熟料相比，ASTM II型和V型水泥熟料為高KH、SM和低IM配料，液相黏度低，燒結(jié)范圍窄，料不吃火，極易形成飛砂料，在操作中應(yīng)注意以下幾問題： 控制好分解爐出口溫度在 900左右，分解率偏低控制，fCa0控制在1.0±0.2， 抑制物料的液相提前出現(xiàn)，不使生料粉黏結(jié)在C5筒壁及下料管上；注意窯筒體溫度變化，可以每2h測量一次，防止由于原燃料的成分波動使液相提早出現(xiàn)，引起窯后結(jié)圈；    窯速可偏上限控制，可防治窯輕微后結(jié)圈，同