晨怡热管  哈尔滨晨怡热管技术有限公司  晨怡热管技术研究所

晨怡热管 嘉华南方水泥有限公司 联峰水泥制造有限公司 李新华，陈利明,唐平荣 2008-4-14 17:29:11

广东省联峰水泥制造有限公司为1条500t/d熟料余热发电窑，长期以来由于熟料质量不佳，严重影响了水泥产品的销售，尤其在2001年4月份实施新的水泥国家标准后，情况更为严重。为此，公司于2001年8月份开始组织技术攻关，采取了一系列有效措施，从9月份起，熟料质量开始逐步提高。

1　烧成系统简介

　　主机设备见表1，工艺流程见图1。

表1 主机设备一览表

设备名称(型式)		规格型号	台数	生产能力/(t/h)	技术参数
破碎机	石灰石一破(颚式)	PEF600×900	1	56～192	出料粒度75～120mm
	石灰石二破(颚式)	PC1010	1	60～80	出料粒度<15mm
生料磨	圈流	Φ2.2m×6.5m	2	24～30	细度6%～7%
	高效选粉机	HES－30	2	18～25	30000m3/h
	风机	9－26－11№14	2		31199～54594m3/h,全压52371～43051Pa
回转窑	带余热发电	Φ3.6m×70m	1	20.5	斜度3.5%， 4档支撑
	窑尾排风机	Y4－73－11№22D	1		308000m3/h，全压1746Pa
	三风道喷煤管	JRK－7.0C	1	7	外风设计风速120～140m/s,内风设  计风速100～120m/s
	喷煤罗茨风机	MJL200b	1		30.5m3/min，39.24kPa
	电动机	Y200L－4	1		1450r/min
	窑头净风机	PJL350b	1		124m3/min，19.24kPa
	电动机	Y280M－6	1		960r/min
冷却机	单筒冷却机	Φ3.0m× 32.0 m	1	20～23	斜度4%， 3.0r/min
	电动机	Y315M1－6	1
电除尘器	窑尾	70m2	1		处理烟气量176000m3/h
	煤磨	12m2	1		处理烟气量26000m3/h
发电锅炉		HG－F2000－1	1	20	2.45MPa，蒸汽温度400℃
发电机组		QFK1－3－2	1	3000kW	额定压力2.354MPa

 

 

　　图1　烧成系统工艺流程图
　　1.生料库；2.单管螺旋喂料机；3、4、16、29～32、35.链式输送机；5、15、33.提升机；6.稳压仓；7.喂料机；8.溢流仓；9.螺旋输送机；10.窑尾烟室；11.回转窑；12.单筒冷却机；13、14.链斗机；17.熟料仓；18.煤粉仓；19.双管螺旋喂料机；20.转子秤；21、22.罗茨风机；23.喷煤管；24.发电锅炉；25.增湿塔；26.电除尘器；27.排风机；28.烟囱；34.窑灰仓

 

2　技术攻关措施

　　从调整配料方案入手，以提高硅酸盐矿物为目的，改变窑的煅烧方法适应新的配料，用提高煅烧温度来满足煅烧的要求，从而实现熟料的高强度。
2.1　优化配料方案
　　攻关前的配料方案为:KH 0.89～0.92、n 1.9～2.1、P 1.25，此配料方案的特点为高熔剂、低共熔、低硅酸盐矿物(C₃S+C₂S仅70%～73%)，烧成范围窄，对操作要求不高，常规状态下窑工容易掌握，但熟料强度无法提高。将配料方案改为:KH 0.92～0.95、n 2.3～2.4、P 1.45后，与以前配方对比，矿物结构合理，硅酸盐矿物高(C₃S+C₂S可达到75%～78%)，熟料煅烧范围变宽，但由于熔剂矿物降低，易烧性变差，煅烧难度随之提高。
2.2　改进煅烧操作
　　要保证新的配料方案的实现，必须要在操作上有所突破，主要一点就是要将煅烧温度提起来，将窑快转起来。
　　具体措施如下:
　　1)将“厚料层、慢窑速、低通风、低温度、看黑影”的传统的煅烧方法，改为“薄料快转、大风大料、高温度、看结粒”的操作方法。
　　2)为了统一认识，先是多次召集有关人员开会统一要求，再对关键的操作参数书面通知至岗位，作为硬性规定，强制执行。
　　3)对升温烘窑、挂窑皮、喷煤管进退等作出了明确规定:要求大修换砖后必须按烘窑曲线进行烘窑，保证有10h以上的烘窑时间，并严格控制升温速率；烘窑完成后提高到正常煅烧温度(即高温)来挂窑皮(约2d时间)，以确保挂上去的窑皮能在正常煅烧温度下坚固、平整。规定每班必须前后移动1～2次喷煤管，以免长后窑皮和避免高温点过于集中。
　　4)具体指导窑头操作:示范如何控制系统温度和熟料结粒、控制粒度，遇到波动时如何提前预测和进行调整。
　　5)纠正操作习惯、规范调整方法，实现统一操作:以前由于看火工习惯将窑速、风、煤及料多个方面同时调整，结果窑的热工制度根本无法稳定。为此，我们规定，调整时坚持“单指标、小幅度”的原则，具体按“煤-料-窑速-风”的顺序逐步进行，不能操之过急。
　　经过一段时间的熟悉过程，看火工逐步掌握了操作要领，系统温度明显提高，窑前观察，由原来红暗色(经常可以不用看火镜看火)，变成了现在的发亮状态，黑火头明显缩短，“黑影”基本不再出现，飞砂、黄心料等现象也很少出现，窑皮比以前平整厚实。对料、劣质煤的适应性明显提高。
2.3　调整喷煤管
　　旧式三通道喷煤管突出问题是:
　　1)一次风机选配不当:风量过大为124m³/min，而此规模窑一般仅需70～80m³/min；
　　2)外风风道间隙过大，以致在如此高的风量下，经实际测定外风出口风速仅100m/s，远低于正常的要求范围，而内风出口风速却高达145m/s，正好与内外风风速要求的匹配关系相反。
　　上述结果导致因内风旋流能力过强，外风拢火能力不足，无法拢住火焰，使火焰短而粗，烧成带过短，入窑物料预烧不足，而使窑内合理的温度场分布无法保证。因此，分几个步骤对喷煤管逐步作了调整:
　　1)调整喷煤管位置:调整前火焰偏料严重，火点过低，黑火头长，煤燃烧不完全，容易出现黄心料；按图2重新调整定位后，火焰明显顺畅有力，黑火头缩短，窑头温度明显提高。
　　

 

　　图2　喷煤管定位示意

　　2)内外风风速调整:为提高外风的拢火作用，适当减轻内风的旋流作用，逐步将内风风翅后拉至20～25mm(距喷煤管端面)，并将外风出风口面积缩小20%，使得外风出口风速提高到120m/s左右，内风风速有所下降，火焰形状明显得到改善，减少了火焰粗短对窑皮和耐火材料的损伤。
　　3)内外风比例调整:对日常生产规定了外风阀门全开，内风阀门开度50%左右，使内、外风风速尽量匹配。
2.4　改造喂煤喷嘴
　　原下煤喷嘴由于存在缺陷，经常出现喷煤管堵塞、跑煤等现象，使喂煤出现波动，严重时每班都有。10月份对其进行了改造，见图3。改造后，基本没有再出现上述情况，大大提高了喂煤的稳定性。
　　

 

　　图3　改造前后下煤喷嘴示意

2.5　强化质量管理
　　1)加强对配料人员的责任要求:包括原燃材料成分动态变化、窑灰的掺入、指标的及时准确调整，并密切关注调整后窑煅烧的变化。
　　2)为了稳定入窑生料成分，对化验室控制工长增加了入窑生料成分偏差指标考核。
　　3)为保护窑皮，避免无谓的强烧，同时考虑到新的配料成分对熟料升重的影响，在完全保证熟料质量的情况下，适当放宽了升重下限指标和fCaO控制指标，为稳定窑的热工制度创造宽松的环境。
　　4)为及时给窑工提供操作依据，熟料fCaO指标由2h 1次改为1h 1次。
　　5)强调技术部门、化验部门和生产车间三者的相互协调关系，明确责任，各负其责。遇到问题不能相互推诿，而要各自找出自己的不足，由攻关小组拍板解决，避免了扯皮。
2.6　完善设备
　　1)停止窑筒体淋水，以防止因淋水而对窑体、冷却机筒体和托轮带来的设备损害。
　　2)增加了窑筒体冷却风机，加强了对筒体的保护。
　　3)购置1台红外线温度测定仪，加强对窑筒体温度的监控。每小时测定1次，并记录在册。

3　技术攻关效果

　　通过上述攻关，熟料强度以及强度增长值大幅度提高，水泥性能明显改善，销售市场也明显好转，公司的综合竞争力大幅度提高。但尚有一些问题需要继续完善，如窑头喷煤管还需进行彻底改进、进厂原燃材料的质量需进一步控制以利继续提高n和降低C₃A。攻关前后各项技术指标见表2。

表2 攻关前后各项技术指标对照

项目		攻关前	攻关后
配料	KH	0.89～0.92	0.92～0.95
	n	1.9～2.1	2.3～2.4
	P	1.25	1.45
	C3S＋C2S/%	70～73	75～78
	煤粉灰分/%	16～21	23～28
主要操作参数	投料量(喂料秤转速)/(r/min)	550	550
	窑调速电动机电压/V	160～180	180～220
	窑尾温度/℃	850～900	930～980
	排风机阀门开度/%	35～45	50～65
熟料质量	升重/(kg/L)	1.40～1.50	1.30～1.40
	fCaO/%	1.0～2.0	0.8～1.8
	R3抗压强度(ISO)/MPa	20～24	24～28
	R28抗压强度(ISO)/MPa	43～51	54～58
	R28－R3/MPa	23～27	30
	熟料热耗/(kJ/kg)	7 315	6 480
水泥质量(P·O42.5)	R3抗压强度(ISO)/MPa	27～30	31～33
	R28抗压强度(ISO)/MPa	48～51	53～56
	R28标准偏差/%	1.0～1.5	0.7～1.2
发电	发电量/(kWh/t)	131	153

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