MSP日產1000t窯外分解窯中控操作
1 煤粉細度的影響及控制
前期,煤磨系統粗粉分離器及喂料核子秤運行中波動較大(后來查出是信號干擾導致速度信號的波動),對喂料量和選粉效率的穩定十分不利,從而直接導致煤粉成品篩余忽大忽小,最大竟達26.7%,月平均值與控制值10%相近,煤的水分平均0.6%。煤的工業分析結果見表1。
Mad/% |
Aad/% |
Vad/% |
Qnet,ad/(kJ/kg) |
1.33 |
24.48 |
26.44 |
23603.1 |
從表1分析結果看,煤質不差,但在煅燒過程中,黑火頭偏長,燒成帶隨之延長到18m左右,并常結后圈,大的碳顆粒沉降造成熟料常出現黃心。分解爐系統溫度倒掛,C5出口溫度達870~890℃,爐內卻僅860℃上下,因煤粉在C5燃燒造成堵料頻繁發生,且結堵物料較致密,有時被迫停窯,待完全冷卻后,從C5人孔門進入旋風筒內,人工用風鎬清理,生產十分被動。取結堵料樣分析,已接近熟料成分。
將煤粉篩余內控指標調到6%,實際月平均值6.0%~6.5%。使用2個月后,工藝狀況理想,效果較好。為了進一步降低成本,公司采用煙煤與低揮發分煤1∶1搭配使用,混合后煤的工業分析結果見表2。
Mad/% |
Aad/% |
Vad/% |
Qnet,ad/(kJ/kg) |
1.16 |
27.28 |
24.46 |
21496.8 |
混合煤的灰分雖然偏高,與原來篩余10%的控制指標相比,主窯皮長度仍能維持15.5m左右,且黃心料問題得到扼制,爐溫倒掛、C5結堵幾乎不再發生。針對使用混合煤,略提高生料飽和比,熟料的質量也得到了保證。
2 窯爐用煤的比例
窯爐系統的工藝流程見圖1。
圖1 窯爐系統工藝流程
本著提高入窯分解率的原則,分解爐出口溫度及C5出口溫度參數控制范圍定為870~880℃,特別是在煤粉細度調整后,C5出口溫度在870℃左右,爐內溫度相對在880℃。加之,MSP分解爐的特點,一是雙噴騰效應,促使物料與熱氣流再次混合;二是出料管道的延長(22.169m)進而延長了物料在爐內的停留時間。因此,物料入窯分解率較理想,最高時達99.72%。此種狀況下,窯頭用煤僅為1.4~2.2t/h,而分解爐用煤量卻在4.6~5.6t/h,出現了前后用煤1∶4。提高入窯分解率,減輕窯頭熱負荷,按理說是趨于良性發展,但在我廠卻暴露出一些問題:
1)MF均化庫均化效果受料位影響較大,料位高時能達5.2,料位低時僅為2.1,且時常出現出磨CaO與入窯CaO合格率倒掛現象,生料成分波動大,爐系統溫度偏高控制,突遇軟料易堵塞。
2)窯尾過渡帶縮短,浮窯皮較重,物料在窯內幾乎不再發生CaCO3分解吸熱反應,尾溫近1100℃,液相提前出現。窯尾經常有結圈,影響窯內通風,進而影響熟料產質量,此段時間,臺時產量最高42t/h。
3)高溫閘板處極易結皮,每30~60min就要清理1次。物料溫度高,加之硫、堿等有害成分循環富集,易提前產生大量液相,結堵高溫閘板及窯尾斜坡。
4)分解爐錐部結皮較重,清理出厚達15cm左右有黑、黃、褐幾層不同顏色的硬質結皮,取樣分析結果見表3。
Loss |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
0.795 |
36.99 |
31.98 |
7.51 |
16.94 |
2.15 |
從表3看出,硅、鋁含量略高,鐵含量卻高出正常2~3倍。由此判斷,高溫下含鐵成分提前產生液相沉積粘結爐錐部,進而形成結皮。
針對上述現象,將爐內溫度控制范圍下調至835~855℃;正常投料量分解爐用煤3.8~4.2t/h,窯頭用煤2.4~3.0t/h。此時,入窯分解率維持在90%上下。
3 風量的合理配用
中控操作曾追隨大風大料的操作方法。生產中,高溫風機全速運行,C1出口壓力為-5.8kPa。因煤風羅茨風機選型偏大,煤風放風30%,一次風放風10%,相對提高了二次風用量,C1出口O2含量亦能維持合理范圍3.5%~5.0%。正常投料量時,C1出口溫度330~350℃。但高溫風機長期滿負荷運轉,產生了嚴重的震動。曾有1個月,因高溫風機超震停機時間177h,對正常生產影響很大。此時熟料熱耗為3510.7kJ/kg。
后將液力偶合器開度降至50%,高溫風機進口閥門開度在85%~95%,C1出口氣體溫度310~330℃,C1出口壓力為-5.0kPa,也保證了物料在旋風筒及分解爐內充分懸浮預熱。并通過關閉一次風放風,減少煤風放風量(放10%),保證了煤粉的充分燃燒,C1出口O2含量4.0%左右。調整后熟料熱耗降至3121.3kJ/kg,僅此每月可節約原煤近460t,折合資金10萬余元。
4 投料操作與提高窯速搭配
在窯內有主窯皮的情況下,點火投料或保溫后升溫投料,投料量40t/h,起步窯速1.2r/min,便于緩解初投時物料在窯后部的堆積,從而攤薄料層。同時,窯內剩余物料的盡快出窯對穩定窯頭火焰、減輕爆燃也十分有利。在尾溫上升的情況下,保持或略加料量,不斷提窯速至2.4~2.6r/min,然后風、煤、料、窯速總體平衡提加。如此操作,窯系統穩定較快,與過去低窯速投料(0.4~0.5r/min起步)相比,恢復正常操作時間縮短2h左右,提高了熟料產量,且便于穩定系統熱工制度,可操作性較強。
5 正常操作的參數控制
正常運行中,主控參數根據生產情況亦有不同程度的改變,見表4。
名稱 |
控制范圍 |
名稱 |
控制范圍 |
喂料量/(t/h) |
85~90 |
C5出口溫度/℃ |
845±10 |
窯頭煤/(t/h) |
2.4~3.0 |
爐出口溫度/℃ |
845±10 |
分解爐煤/(t/h) |
3.8~4.2 |
C1出口負壓/kPa |
5.0±0.2 |
窯速/(r/min) |
3.0~3.2 |
一室篦壓/kPa |
5.5~6.0 |
C1出口溫度/℃ |
310~330 |
爐錐負壓/Pa |
100~200 |
三次風溫/℃ |
≥750 |
尾部負壓/Pa |
≤200 |
尾溫/℃ |
1000±40 |
O2/% |
3.5~4.5 |
按照表1中的參數范圍操作,回轉窯產量得到大幅度的提高,系統穩定操作,日產1200t優質熟料。
6 SP窯的“薄料快燒”
出現非正常狀況,有時還要被迫燒SP窯。若存在主窯皮,可改變過去的“厚料慢窯”煅燒方法,采用“薄料快燒”。具體操作:噴煤管置于0~400mm位置,外風閥門開度80%,內風閥門開度30%,投料時起步窯速2.0r/min左右,投料量30t/h,C1出口壓力為-2.5kPa(較正?!昂窳下G”C1出口壓力為-2.2kPa略高,以提高物料熱交換效率),窯頭用煤4.0t/h,尾溫下降時可短時加到4.5t/h。在保證窯尾溫度上升或保持微小波動時,5~10min,窯速提到2.5~3.0r/min,從而保證物料在窯內分布均勻,料層偏薄控制。初投料時千萬不要擔心竄料而不敢提窯速,否則不僅達不到薄料煅燒的目的,還會出現竄料。
窯速不宜再提,以保證物料在窯內停留時間。正常運行下,喂料量45t/h,通過多次實際操作驗證,“薄料快燒”能體現以下幾個優點:
1)對生料成分波動適應性較強,對超出正常范圍的高料或低料,也能保證煅燒質量良好。
2)操作簡潔、靈活,在后圈嚴重、浮窯皮較重或主窯皮太厚時,采用這種操作,效果更佳,不但保住了熟料質量,對上述問題的解決也不乏是一種好的方法。
3)較“厚料慢窯”產量高3~4t/h,熟料強度比正常NSP窯熟料強度高。
當然也有不足之處,如熱耗高,尾溫高達1150℃,長時間運行窯皮薄蝕,易出現高溫等等,且不適宜在新換磚無窯皮時操作。
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