投料初期預(yù)分解系統(tǒng)堵塞的原因和預(yù)防措施

　　0 引言
　　河南省第一條5000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)于2005年4月在我公司建成并投產(chǎn)，至今生產(chǎn)狀況較好。在試生產(chǎn)階段，因?yàn)橄到y(tǒng)和設(shè)備的不正常，多次開(kāi)、?；剞D(zhuǎn)窯，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多次投料初期預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象，處理起來(lái)既費(fèi)時(shí)又不安全。對(duì)于預(yù)防和處理堵塞這一問(wèn)題，業(yè)界有過(guò)很多論述，但對(duì)于具體的操作很少有詳細(xì)的指導(dǎo)。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的操作，本人作以下淺析。

　　1 堵塞的部位
　　預(yù)分解系統(tǒng)內(nèi)很多部位都可能發(fā)生堵塞，但主要發(fā)生在旋風(fēng)筒錐體、各級(jí)下料管及翻板閥處。若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，有時(shí)能從下料管堵到預(yù)熱器錐體，甚至整個(gè)旋風(fēng)筒，而分解爐、煙室斜坡、連接管道、變徑管等處有時(shí)也容易因料流不暢造成堵塞。

　　2 堵塞的原因及預(yù)防措施
　　造成預(yù)分解系統(tǒng)堵塞的因素很多也很復(fù)雜，因而必須從工藝、原燃料、熱力和物化作用、責(zé)任心及操作手段等幾方面認(rèn)真細(xì)致地分析研究。對(duì)每次堵塞的前兆都應(yīng)仔細(xì)分析，并找出原因，為以后生產(chǎn)中防止堵塞和出現(xiàn)堵塞時(shí)應(yīng)采取的措施提供依據(jù)。

　　2.1 投料溫度控制不當(dāng)引起的堵塞
　　在投料初期系統(tǒng)溫度相對(duì)較低，操作員往往擔(dān)心會(huì)跑生料，從而把分解爐溫度控制得稍高于正常生產(chǎn)中的溫度(910℃左右)，理論上分解爐出口溫度控制在870～890℃，這已為堵塞埋下了隱患。分析成因有以下幾方面：

　　(1)溫度分布的影響。在投料時(shí)，當(dāng)高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)后，給料和給煤的時(shí)間如果把握得不好，在第一股料入分解爐之前，尾煤先到達(dá)，則高溫預(yù)先出現(xiàn)，加上剛投料三次風(fēng)溫偏低，煤粉燃燒不完全，在爐內(nèi)燃燒時(shí)間滯后，而此時(shí)單位體積內(nèi)物料濃度較低，風(fēng)速快，煤粉和物料在分解爐內(nèi)停留時(shí)間較短，真正的燃燒已經(jīng)延入C₅筒內(nèi)進(jìn)行。如果分解爐出口溫度在890℃以上，則C₅筒出口溫度則會(huì)高于900℃。高溫在C₅筒內(nèi)出現(xiàn)，再加上物料少，局部高溫、液相的出現(xiàn)，就有產(chǎn)生堵塞的可能。

　　(2)硫、堿循環(huán)的影響。在投料之前的停窯中，如果正常停窯，在止料后，一般頭煤都要燒15～20 min，以便燒住最后一股料，避免再次開(kāi)窯時(shí)對(duì)升溫的影響。如果非正常停窯，以后的烘窯時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。眾所周知，正常生產(chǎn)中硫、堿都會(huì)在窯和預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到一定的平衡后被廢氣帶走。當(dāng)停窯時(shí)，系統(tǒng)溫度發(fā)生變化，這一平衡將會(huì)破壞。通過(guò)多次揮發(fā)，循環(huán)富集，它們?cè)诟邷貢r(shí)揮發(fā)、在低溫時(shí)凝聚更為劇烈。硫堿在700℃左右凝結(jié)，而停窯后各級(jí)溫度都會(huì)下降，凝點(diǎn)已移入C₅筒，止料后，不會(huì)有物料將其帶入窯內(nèi)。加上停窯時(shí)的頭煤燃燒，而后的烘窯升溫階段長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)小時(shí)，隨著溫度的升高，原存于窯內(nèi)物料，窯襯中的硫、堿隨著轉(zhuǎn)窯所揚(yáng)起的粉塵進(jìn)入預(yù)熱器，集中在C₅筒內(nèi)，慢慢凝結(jié)在下料管道或邊壁。在隨后的投料中，前幾分鐘的物料在高濃度的硫、堿環(huán)境中，一旦高溫出現(xiàn)，很容易出現(xiàn)液相，這些凝下來(lái)的物料粘附在預(yù)熱器、分解爐及聯(lián)接管道內(nèi)形成結(jié)皮，若處理不及時(shí)，繼續(xù)循環(huán)粘附，將導(dǎo)致預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮堵塞。這就為投料初期堵塞提供了條件。

　　(3)烘窯升溫階段的影響。在升溫階段，由于窯前溫度較低，火焰不穩(wěn)定，拉得較長(zhǎng)，特別是后半階段煙室溫度已很高，但窯內(nèi)整體溫度還是很低，沒(méi)達(dá)到投料的條件。在此階段，操作員往往擔(dān)心火滅，影響穩(wěn)定性，因此翻窯的次數(shù)少，間隔時(shí)間較長(zhǎng)，以此來(lái)穩(wěn)住火焰，但這樣反而得不償失。由于煤粉往后燃燒，煙室及預(yù)熱器下級(jí)溫度偏高，并有部分不完全燃燒的煤粉沉積在下料管中，當(dāng)拉風(fēng)投料后煤粉重新燃燒，再加上系統(tǒng)的高溫，容易形成堵料。所以在烘窯階段，當(dāng)煙室溫度達(dá)到800℃左右時(shí)，完全可以輔傳連續(xù)轉(zhuǎn)窯，不必?fù)?dān)心火焰熄滅，煤粉必須要經(jīng)過(guò)爆燃這一階段之后火焰才能慢慢穩(wěn)定下來(lái)。隨著物料的翻滾并吸取熱量往窯前運(yùn)動(dòng)，可以起到提升窯前溫度的作用，有利于煤粉的燃燒，從而形成良性循環(huán)，抑制住尾溫的過(guò)快增長(zhǎng)，整體上提升全窯的溫度，再者也可以起到保護(hù)窯襯的作用。

　　(4)在烘窯的后一階段，應(yīng)多次啟動(dòng)預(yù)熱器系統(tǒng)空氣炮，最好投料前重新吹掃一下各級(jí)錐體及下料管。另外，在后階段應(yīng)注意觀察分解爐出口溫度、C₅筒出口溫度和C₅筒錐體溫度，原則上C₅筒出口溫度偏低于分解爐出口溫度，C5筒溫度不能出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象，特別是在窯頭火焰基本穩(wěn)定的情況下。如出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)該判斷是氧含量不足，出現(xiàn)滯后燃燒現(xiàn)象，因?yàn)殡S著頭煤的不斷增加，一次風(fēng)所提供的氧氣已不能滿(mǎn)足燃燒所需，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)把篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)開(kāi)啟，調(diào)整適當(dāng)?shù)拈y門(mén)開(kāi)度，上述現(xiàn)象基本可以消除。

　　2.2 內(nèi)漏風(fēng)引起的堵塞
　　由于翻板閥鎖風(fēng)不好形成內(nèi)漏風(fēng)，投料時(shí)第一股料下來(lái)之后，由于物料濃度相對(duì)較低，需在筒內(nèi)循環(huán)到一定濃度后才能沖開(kāi)翻板閥，而內(nèi)漏風(fēng)無(wú)形中又增加了一定的阻力，這樣容易形成塌料，物料間歇性的一股一股下來(lái)，如果排料不暢，很容易形成堵塞。針對(duì)以上情況，操作上應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

　　(1)內(nèi)漏風(fēng)造成的堵塞。當(dāng)旋風(fēng)筒的排灰閥(也稱(chēng)鎖風(fēng)閥)因燒壞或失靈時(shí)，下一級(jí)旋風(fēng)筒的熱氣流會(huì)經(jīng)過(guò)下料管通過(guò)排灰閥漏入上一級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)。這種通過(guò)下料管排灰閥由下一級(jí)旋風(fēng)筒漏入上一級(jí)旋風(fēng)筒的漏風(fēng)稱(chēng)為內(nèi)漏風(fēng)。它不但能降低旋風(fēng)筒分離效率，增加循環(huán)負(fù)荷，也是短路、塌料、堵塞的原因之一。這是因?yàn)椋合乱患?jí)氣體從下料管內(nèi)經(jīng)過(guò)時(shí)，會(huì)使預(yù)熱器收集下來(lái)的物料重新上升，在預(yù)熱器內(nèi)造成循環(huán)。由于下料口處風(fēng)速高達(dá)40 m/s，氣流浮力較大，沒(méi)有相當(dāng)數(shù)量的物料就不會(huì)向下沉落。一旦物料收集得過(guò)多具備了沉落的條件，便有一大股物料經(jīng)過(guò)排灰閥落下，造成下料不均，分散狀態(tài)不好，加上料管內(nèi)徑較小，更容易使下料管堵塞，若處理不及時(shí)，將堵至預(yù)熱器錐體，且清堵相當(dāng)困難。

　　(2)投料時(shí)不要過(guò)多加入尾煤。由于投料前幾分鐘分解爐內(nèi)物料濃度較低，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高時(shí)再減尾煤，時(shí)間滯后，已來(lái)不及，危險(xiǎn)性很大。因此分解爐出口溫度控制在870～880℃已差不多，當(dāng)料流穩(wěn)定后再慢慢往890℃上靠近，不必?fù)?dān)心尾煤著不了火而馬上大幅度升溫，實(shí)踐證明只要溫度在700～750℃左右尾煤都能保證著火。再者剛開(kāi)始也沒(méi)多少料下來(lái)，窯內(nèi)儲(chǔ)存的熱量完全可以滿(mǎn)足，塌生料的可能性很小。前面分析過(guò)，如果溫度按正常生產(chǎn)中的參數(shù)來(lái)控制，由于硫、堿濃度及烘窯時(shí)部分煤粉的二次燃燒，液相出現(xiàn)，容易堵塞。 

　　(3)由于客觀原因，在內(nèi)漏風(fēng)不可避免的情況下，投料時(shí)拉風(fēng)一定要稍大。雖然拉風(fēng)大時(shí)，剛開(kāi)始會(huì)引起C₅筒溫度稍高，但只要兼顧到位，就不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，當(dāng)物料下來(lái)后溫度亦隨之下降。拉大風(fēng)可避免塌料的產(chǎn)生，同時(shí)篦冷機(jī)的風(fēng)量要根據(jù)窯頭負(fù)壓及時(shí)調(diào)整，以免第一股料在預(yù)熱器內(nèi)因風(fēng)量不足而引起塌料。剛開(kāi)始投料量設(shè)定在正常產(chǎn)量的90%左右，以便第一股料有一定的沖力能沖開(kāi)各級(jí)翻板閥及克服內(nèi)漏風(fēng)形成的阻力，當(dāng)料進(jìn)入窯內(nèi)，就可以把投料量減到正常產(chǎn)量的45%左右，然后根據(jù)窯況逐步增加到正常投料量，這樣，也可以防止投料初期預(yù)熱器堵塞。其次高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)后，在開(kāi)始前幾分鐘不能減風(fēng)。有的操作員在拉風(fēng)投料后，感覺(jué)拉風(fēng)好象過(guò)大，心里不踏實(shí)，馬上減風(fēng)，這樣容易引起系統(tǒng)風(fēng)量的改變，發(fā)生塌料現(xiàn)象。

　　2.3 外漏風(fēng)引起的堵塞
　　所謂外漏風(fēng)是指從預(yù)分解系統(tǒng)外漏入預(yù)熱器內(nèi)的冷空氣。它主要是從各級(jí)旋風(fēng)筒的檢查門(mén)、下料管排灰閥軸、各連接管道的法蘭、預(yù)熱器頂蓋和各測(cè)量點(diǎn)等處漏入。從預(yù)熱器檢查門(mén)、錐體底部法蘭及下料口處的法蘭漏風(fēng)影響最大。旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，若預(yù)分解系統(tǒng)密封不好，漏入冷風(fēng)，將影響物料在預(yù)熱器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可能造成物料在下料口處堆積，導(dǎo)致堵塞。

　　2.4 機(jī)械故障造成的堵塞  
　　堵塞的另一類(lèi)原因是外來(lái)異物機(jī)械性堵塞。如：預(yù)分解系統(tǒng)的檢查門(mén)磚鑲砌不牢垮落；旋風(fēng)筒頂蓋、分解爐頂蓋及內(nèi)筒襯料剝落；旋風(fēng)筒內(nèi)筒或撒料板燒壞掉下；排灰閥板燒壞或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈；檢修時(shí)有耐火磚或鋼鐵件等落入預(yù)熱器內(nèi)未清理等。這些異物容易堵塞下料管或錐體，造成預(yù)熱器的機(jī)械堵塞。

　　(1)有兩種性質(zhì)的掉磚。一是在開(kāi)窯前關(guān)閉檢查門(mén)用磚封閉時(shí)不小心，或是在打開(kāi)檢查門(mén)處理堵塞時(shí)不慎，致使磚掉入預(yù)熱器內(nèi)，或因檢查門(mén)封閉不嚴(yán)，砌磚不牢，有時(shí)負(fù)壓較大將磚吸入預(yù)熱器內(nèi)；二是在正常生產(chǎn)中發(fā)生的襯料剝落或掉磚。剝落掉磚的部位通常是預(yù)熱器平行管道的分料墻、進(jìn)出口管道和站墻，預(yù)熱器頂蓋及內(nèi)筒襯料等處。其主要原因有系統(tǒng)熱工制度不穩(wěn)、冷熱交替較頻繁；未留好膨脹縫；頂蓋漏風(fēng)；內(nèi)筒受高溫變形導(dǎo)致內(nèi)襯開(kāi)裂或在處理結(jié)皮時(shí)導(dǎo)致內(nèi)襯同物料結(jié)皮一起落入預(yù)熱器內(nèi)。

　　(2)旋風(fēng)筒內(nèi)筒被燒損后剩下的殘片也能造成預(yù)熱器機(jī)械堵塞。當(dāng)該級(jí)旋風(fēng)筒是并列兩個(gè)時(shí)，若其中一個(gè)內(nèi)筒燒損，堵塞錐體、物料蓬架，通過(guò)該筒的風(fēng)量減少，造成系統(tǒng)風(fēng)量分布不均，并因此導(dǎo)致堵塞。掉內(nèi)筒造成堵塞主要發(fā)生在最末兩級(jí)旋風(fēng)筒，以末級(jí)最為嚴(yán)重。

　　(3)排灰閥本身結(jié)構(gòu)不好，高溫變形，配重不當(dāng)，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈有時(shí)也會(huì)發(fā)生機(jī)械性卡死，而堵死下料管。我們每次投料前都安排每一級(jí)預(yù)熱器有一個(gè)人監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)某處異常，及時(shí)安排人工開(kāi)動(dòng)吹風(fēng)裝置吹堵或晃動(dòng)翻版閥，也是最行之有效的方法。

　　2.5 其它情況
　　開(kāi)、停窯時(shí)排風(fēng)量過(guò)小需止料停窯時(shí)，排風(fēng)量不能大幅度減小，若大幅度減小，易造成物料因風(fēng)速過(guò)低沉積在水平管道內(nèi)。重新開(kāi)窯投料時(shí)，開(kāi)始排風(fēng)量也小，堆積在水平管道內(nèi)的物料不能被順利地帶走，隨著下料量的不斷增加，堆積的物料越來(lái)越多，嚴(yán)重時(shí)也可以導(dǎo)致堵塞。

　　3 結(jié)束語(yǔ)
　　導(dǎo)致預(yù)分解窯預(yù)分解系統(tǒng)堵塞的因素很多，所以要想避免，必須嚴(yán)格管理，強(qiáng)化操作，加強(qiáng)崗位工的責(zé)任心，搞好系統(tǒng)密封，穩(wěn)定系統(tǒng)的熱工制度。掌握規(guī)律，預(yù)防和處理好堵塞，保證預(yù)熱器和分解爐的正常工作，這對(duì)保證生產(chǎn)、設(shè)備和人身安全都有很重要的作用。