粉煤灰計(jì)量管理與除塵改進(jìn)
1 技改方案及論證
某水泥廠有2臺(tái)Φ3.0m×11m閉路水泥磨,磨頭設(shè)計(jì)有三個(gè)物料倉(cāng),用于熟料、石膏和顆粒狀石灰石儲(chǔ)存,采用磨頭計(jì)量控制物料流量。該廠在進(jìn)行粉煤灰摻入水泥工藝的技改方案中,由于磨頭與聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)相連,已經(jīng)沒(méi)有位置布置粉煤灰?guī)?,這給技術(shù)改造帶來(lái)困難。本著簡(jiǎn)化工藝,便于操作的原則,進(jìn)行了以下技改可行性方案的比較與論證。
1.1 粉煤灰?guī)煳恢玫拇_定
由于磨頭沒(méi)有多余的位置,利用閉路磨的特點(diǎn),將粉煤灰?guī)觳贾迷谒嗄ノ驳哪シ績(jī)蓚?cè),并靠近磨尾提升機(jī);同時(shí)要兼顧檢修車(chē)輛的通行和大型粉煤灰車(chē)輛的??颗c卸料。
1.2 除塵方案的確定
對(duì)新增粉煤灰摻入水泥磨工藝系統(tǒng)的除塵處理,考慮了兩種方案。一是粉煤灰?guī)飒?dú)立除塵方案,見(jiàn)圖l(a),二是利用磨尾WDMCl28-7型袋式除塵器除塵,見(jiàn)圖l(b),二種方案的比較如下。
(1)方案一:加大粉煤灰?guī)祉敵龎m器處理風(fēng)量,采用LFX4-16型袋式除塵器(技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表1)對(duì)粉煤灰?guī)祉敽头勖夯逸斔托辈鄢龎m,其風(fēng)機(jī)功率為7.5 kW。該方案的特點(diǎn)是除塵器選型較大,風(fēng)機(jī)功率大,對(duì)斜槽除塵的風(fēng)管長(zhǎng)度超過(guò)20m,風(fēng)量控制比較困難。如果斜槽除塵管道選擇尺寸較小,容易造成風(fēng)管磨損較快,同時(shí)也容易造成庫(kù)頂除塵管道“短路”;如果斜槽除塵管道尺寸較大,容易出現(xiàn)管道堵塞現(xiàn)象,給崗位操作增加工作量。因粉煤灰輸送斜槽上除塵點(diǎn)離轉(zhuǎn)子秤距離較近,一些還沒(méi)有進(jìn)入轉(zhuǎn)子秤的粉煤灰很容易被強(qiáng)負(fù)壓拉走,尤其在生產(chǎn)PO42.5級(jí)水泥時(shí),粉煤灰摻入量較小(3~4.5 t/h),影響粉煤灰的計(jì)量準(zhǔn)確性。
(2)方案二則是利用水泥磨尾負(fù)壓,將斜槽尾部用風(fēng)管(Φ250mm)連接到水泥磨磨尾罩的上部,利用磨尾WDMC 128-7型袋式除塵器(技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表1)除塵。為了便于水泥磨檢修,除塵連接風(fēng)管采用法蘭連接,并設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(以達(dá)到斜槽不揚(yáng)塵為宜,風(fēng)量不宜過(guò)大)。粉煤灰?guī)祉敵龎m則采用LFX4-8型袋式除塵器(技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表l)承擔(dān),其風(fēng)機(jī)功率4 kW;并且工藝布置上取消了灰斗,將除塵器箱體直接安裝在庫(kù)頂,這不僅減輕粉煤灰?guī)祉數(shù)妮d荷,而且也降低除塵的高度,降低風(fēng)災(zāi)隱患;為了防止掉袋對(duì)粉煤灰?guī)斓挠绊?,在除塵器箱體的下部安裝50mm×50mm鋼絲網(wǎng)。
由于粉煤灰B250斜槽除塵需要的通風(fēng)量為3000 m3/h左右,水泥磨磨尾除塵器的富裕能力完全可以滿(mǎn)足需要。考慮到除塵管道磨損和堵塞問(wèn)題,從節(jié)約能源和便于生產(chǎn)維護(hù)的考慮,最終確定采用方案二實(shí)施。
1.3 粉煤灰計(jì)量方式確定
通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),粉煤灰計(jì)量方式較多,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件,我們對(duì)圖2的二種粉煤灰計(jì)量方式進(jìn)行的綜合分析對(duì)比。
1-B250粉煤灰輸送斜槽:2-螺旋秤;3-鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器;
4-螺旋閘閥;5-粉煤灰?guī)欤?-轉(zhuǎn)子秤;7-單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)
圖2 粉煤灰計(jì)量工藝布置簡(jiǎn)圖
方案一,在粉煤灰?guī)煜掳惭b螺旋秤[見(jiàn)圖2(a)]計(jì)量。此方案的設(shè)計(jì)思想是粉煤灰經(jīng)螺旋秤(技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表2)計(jì)量后,根據(jù)設(shè)定的給料量,將信號(hào)反饋給瑣風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器,通過(guò)調(diào)整鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器的轉(zhuǎn)速來(lái)控制喂料量。但在實(shí)際使用過(guò)程中由于粉煤灰下料波動(dòng)很大,螺旋秤頻繁給鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器下達(dá)指令,因控制設(shè)備的滯后性,鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器難以及時(shí)作出反映。因此,不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的控制思路,使得實(shí)際生產(chǎn)中的粉煤灰給料量波動(dòng)較大,甚至有人懷疑是螺旋秤的計(jì)量精度有問(wèn)題。還有一個(gè)重要原因是粉煤灰對(duì)鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器磨損速度快,使用一段時(shí)間后,使得鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器間歇較大,加上粉煤灰的下料不均勻,經(jīng)過(guò)鎖風(fēng)式密封鋼性葉輪給料器的粉煤灰直接進(jìn)入螺旋秤,很容易出現(xiàn)粉煤灰流量難以控制的狀況。
方案二,選用轉(zhuǎn)子秤[見(jiàn)圖2(b)]。根據(jù)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn),解決粉煤灰準(zhǔn)確計(jì)量的關(guān)鍵要解決粉煤灰的穩(wěn)流問(wèn)題,為此選用轉(zhuǎn)子秤(技術(shù)性能參數(shù)見(jiàn)表2)。其設(shè)計(jì)思想是粉煤灰經(jīng)轉(zhuǎn)子秤計(jì)量后,根據(jù)設(shè)定的給料量,將信號(hào)反饋給單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī),通過(guò)調(diào)整單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制喂料量。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)粉煤灰斷料或沖料現(xiàn)象,使得粉煤灰流量難以控制,由于單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)有2.5~3.0 m長(zhǎng)度,對(duì)瞬時(shí)的粉煤灰沖料起到延時(shí)作用,給調(diào)整單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)提供了時(shí)間,對(duì)出現(xiàn)沖料現(xiàn)象有穩(wěn)流的效果,使得計(jì)量比較準(zhǔn)確。在發(fā)現(xiàn)斷料時(shí),需有人工及時(shí)處理方能解決。
隨著粉煤灰利用退稅政策的實(shí)施。稅務(wù)部門(mén)對(duì)粉煤灰計(jì)量設(shè)備要求越來(lái)越嚴(yán)格,不僅要求現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量的準(zhǔn)確性,而且要求計(jì)量設(shè)備有累計(jì)和儲(chǔ)存的功能(方案二具備此功能),以便于稅務(wù)部門(mén)檢查。綜合上述二種方案,為確保計(jì)量準(zhǔn)確,利于水泥磨的穩(wěn)定喂料操作,最終確定采用方案二。
2 生產(chǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題及處理
雖技改方案經(jīng)多次的技術(shù)研討和不斷優(yōu)化,但實(shí)施后的生產(chǎn)過(guò)程中還是出現(xiàn)了以下一些問(wèn)題。
2.1 粉煤灰溢出及其處理
與礦渣相比,粉煤灰價(jià)格較低,不需要烘干,同時(shí)有退稅的優(yōu)惠政策,因此,粉煤灰受到多數(shù)水泥廠的青睞。正是由于上述原因,粉煤灰的市場(chǎng)供應(yīng)格局發(fā)生變化,當(dāng)水泥銷(xiāo)售旺季時(shí),因粉煤灰供不應(yīng)求而造成粉煤灰?guī)齑孑^低(低于5 m料位),由此生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)粉煤灰下料不暢或斷料現(xiàn)象,操作上只得采用人工對(duì)粉煤灰?guī)斐錃鈦?lái)松庫(kù),這樣又容易出現(xiàn)粉煤灰沖料現(xiàn)象發(fā)生,使得粉煤灰溢出計(jì)量和輸送設(shè)備。每次粉煤灰溢出事故發(fā)生時(shí),外溢粉煤灰量數(shù)十噸,這不僅造成粉煤灰埋沒(méi)輸送和計(jì)量設(shè)備,而且也造成環(huán)境污染,給崗位人員增加了清理衛(wèi)生的工作量,有時(shí)甚至造成水泥磨停產(chǎn)。
生產(chǎn)中為控制粉煤灰溢出狀況的發(fā)生,主要采取了以下措施:(1)嚴(yán)格控制粉煤灰的料位高度不低于6m為宜;(2)當(dāng)粉煤灰不下料或下料不暢需向粉煤灰?guī)斐錃鈺r(shí),計(jì)量秤和輸送設(shè)備的檢查門(mén)必須關(guān)閉牢固(以防止充氣時(shí)粉煤灰外溢),再關(guān)閉螺旋閘閥,然后開(kāi)始對(duì)粉煤灰?guī)斐錃?,停止充氣后,則慢慢開(kāi)啟螺旋閘閥,逐步達(dá)到設(shè)定流量;(3)如果粉煤灰含水較大或庫(kù)存粉煤灰較少,需要充氣才能下料時(shí),螺旋閘閥的開(kāi)啟度要盡量小,同時(shí)要求崗位人員增加檢查頻次,盡早發(fā)現(xiàn)粉煤灰外溢,防止沖料外溢事故的發(fā)生。
2.2 粉煤灰?guī)祉敁P(yáng)塵及其處理
粉煤灰摻入水泥技改完成后,運(yùn)行初期生產(chǎn)正常,粉煤灰?guī)祉敵龎m效果良好。但二個(gè)月后,粉煤灰?guī)祉攨s時(shí)常出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象,有時(shí)在晴天時(shí)突然好轉(zhuǎn);同時(shí)送粉煤灰的汽車(chē)駕駛員反映粉煤灰入庫(kù)時(shí)間大大延長(zhǎng)(增加1/3~1/2時(shí)間)。
針對(duì)粉煤灰?guī)祉敁P(yáng)塵和粉煤灰入庫(kù)時(shí)間延長(zhǎng)問(wèn)題,開(kāi)始懷疑是除塵器故障所致,但經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查,除塵器運(yùn)行正常。原因是由于粉煤灰?guī)焓遣捎娩摪逯瞥傻?,在雨雪天氣時(shí),容易在除塵器的防掉袋網(wǎng)上出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象,使得除塵器通風(fēng)阻力大幅度增加,影響除塵效果;晴天粉煤灰干燥時(shí),防掉袋網(wǎng)上板結(jié)的粉煤灰容易脫落,通風(fēng)改善,除塵效果轉(zhuǎn)好。隨后要求崗位人員用錘頭每周對(duì)粉煤灰?guī)祉敵龎m器支架槽鋼敲擊幾下(雨雪天勤敲擊)即可。
2.3 #7水泥磨提升機(jī)揚(yáng)塵嚴(yán)重甚至斷鏈及其處理
在生產(chǎn)PC32.5級(jí)水泥時(shí),粉煤灰摻加量為12~15 t/h,粉煤灰加入磨尾提升機(jī)后,#8水泥磨提升機(jī)正常運(yùn)行,#7水泥磨提升機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)P塵現(xiàn)象,造成水泥磨尾粉塵彌漫;當(dāng)減少粉煤灰摻加量時(shí),揚(yáng)塵現(xiàn)象消失。隨后,多次出現(xiàn)#7水泥磨提升機(jī)鏈條斷裂現(xiàn)象,使得水泥磨頻繁停機(jī),影響水泥磨生產(chǎn)。
為了便于工藝布置,粉煤灰加入水泥磨尾提升機(jī)的回斗側(cè),粉煤灰落入提升機(jī)后,再用斗子鏟粉煤灰入提升機(jī)斗中。由于#8水泥磨尾NE150型提升機(jī)斗子較深,容量大(見(jiàn)表3),進(jìn)料口位置對(duì)其影響較?。?7水泥磨尾TH500型提升機(jī)的斗子淺,容量小,加上實(shí)際輸送能力較小,當(dāng)選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷較大時(shí),提升機(jī)的能力顯得不足。對(duì)此。我們采取了以下措施。
(1)將粉煤灰的下料口改為提升機(jī)的進(jìn)料側(cè),使得粉煤灰直接入斗子中,減少提升機(jī)的能耗;
(2)將#7水泥磨提升機(jī)的一般鏈改為高強(qiáng)鏈,將提升機(jī)斗子總數(shù)量增加1/3,提高提升機(jī)的輸送能力;
(3)定期檢測(cè)水泥磨選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷,通過(guò)控制水泥磨喂料操作來(lái)控制選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷在120%~150%范圍,不僅達(dá)到水泥磨穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),而且減少水泥磨尾提升機(jī)的負(fù)荷。當(dāng)選粉機(jī)的循環(huán)負(fù)荷發(fā)生較大波動(dòng)時(shí),應(yīng)查明原因,及時(shí)采取措施,確保水泥磨的產(chǎn)質(zhì)量。
3 實(shí)施效果
(1)采取水泥磨尾摻入粉煤灰工藝方案,不僅解決該廠磨頭空間小的問(wèn)題,而且使得粉煤灰經(jīng)過(guò)選粉后再入磨,有利于水泥磨產(chǎn)量的提高,尤其使用粒度較細(xì)的粉煤灰時(shí),效果更好。由于當(dāng)前電廠的粉煤灰多是選粉后的級(jí)外灰,顆粒較粗,采用水泥磨尾摻入粉煤灰工藝,容易使得水泥顆粒分布變窄;但該廠因粉煤灰摻量有限,故影響程度不是很大,不會(huì)影響水泥理化性能。
(2)通過(guò)優(yōu)化除塵工藝設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化了工藝流程,不僅便于實(shí)際生產(chǎn),減少維護(hù)工作量,同時(shí)除塵器選型減小,節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用。僅除塵器節(jié)能一項(xiàng),每年節(jié)約節(jié)電7272元(8760×0.85×380×(7.5-4)×1.732×0.8×0.53/1 000=7272元);加上濾袋等除塵器配件消耗支出,每年可節(jié)約費(fèi)用將超過(guò)1萬(wàn)元。
(3)在優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)后,盡管除塵器的規(guī)格型號(hào)大大減小,由于粉煤灰?guī)祉斒仟?dú)立的除塵,無(wú)論是粉煤灰摻入水泥生產(chǎn)時(shí),還是粉煤灰入庫(kù)作業(yè)時(shí),其除塵效果良好。在出現(xiàn)除塵器防掉袋網(wǎng)板結(jié)時(shí),曾計(jì)劃采取安裝振動(dòng)器清理,考慮到粉煤灰?guī)祉敵龎m器是露天布置,為防止振動(dòng)器震動(dòng)造成焊縫裂縫而滲水問(wèn)題,最后還是采用人工敲擊清理方案,利于定期對(duì)粉煤灰?guī)鞕z查。
(4)使用轉(zhuǎn)子秤進(jìn)行粉煤灰計(jì)量后,粉煤灰的流量波動(dòng)由單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)來(lái)穩(wěn)流,提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性,與化驗(yàn)室測(cè)定數(shù)量相關(guān)性大大提高,利于實(shí)際生產(chǎn)控制。
4 結(jié)語(yǔ)
(1)粉煤灰計(jì)量準(zhǔn)確的關(guān)鍵是穩(wěn)流,與計(jì)量設(shè)備的精度關(guān)系不是很大。轉(zhuǎn)子秤的單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)采用變螺距設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),起到穩(wěn)流的作用。但是,在粉煤灰流量出現(xiàn)大的波動(dòng)時(shí),完全靠轉(zhuǎn)子秤的單管螺旋鎖風(fēng)喂料機(jī)是不夠的,這時(shí)需要崗位人員到現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)手工調(diào)整螺旋閘閥,等粉煤灰流量相對(duì)穩(wěn)定后,崗位人員才能離開(kāi)。從利于生產(chǎn)控制操作考慮,建議手動(dòng)螺旋閘閥改為電動(dòng)控制比較合理。
(2)水泥廠揚(yáng)塵點(diǎn)較多,除塵應(yīng)因地制宜,就近選擇除塵設(shè)備;在選擇除塵方案時(shí)應(yīng)盡可能減少除塵管道長(zhǎng)度和彎頭的數(shù)量,以利于節(jié)能和提高除塵效果,同時(shí)也有利于日常維護(hù)管理。由于技改項(xiàng)目對(duì)粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)要求提高[標(biāo)準(zhǔn)狀況≤30 mg/m3],建議袋式除塵器采用覆膜濾料。
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