第三代篦冷機正常運行的操作體會

　　水泥生產(chǎn)線中的篦冷機擔負著出窯熟料的冷卻、輸送和熱回收任務，其正常運行與否，將關系到冷卻效率、熱利用率和設備運轉(zhuǎn)率等諸多方面。篦冷機的正常運行除與設備的設計、制造、安裝、維護方面的因素有關外，操作控制正確與否也是不容忽視的因素。大量實踐證明因操作不當或失誤，造成篦冷機振動、撞缸、壓床，以及出篦冷機熟料溫度高，二、三次風溫忽高忽低，熱利用率低等現(xiàn)象時有發(fā)生。根據(jù)對5000t/d預分解窯生產(chǎn)線上第三代篦冷機的操作實踐, 談談保證其正常運行操作控制方法、影響各參數(shù)波動的因素及相應處理措施的體會。

　　1 正常運行操作的前提

　　篦冷機的操作應能保證其安全正常運轉(zhuǎn)為前提。根據(jù)窯系統(tǒng)運行狀況，適時調(diào)節(jié)冷卻風用量和篦床運行速度，保持穩(wěn)定的料層厚度，料層厚度的選擇及調(diào)整應以獲得最佳的熟料冷卻效果和最高的二、三次風溫為原則，從而獲得較高的冷卻效率、熱利用率和設備運轉(zhuǎn)率。

　　2 影響因素及處理措施

　　2.1 料層厚度

　　篦冷機要求采用厚料層操作技術。一是使冷風與高溫熟料有充足的熱交換時間；其二是利用厚料層，使系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力增大、冷卻風用量少的特點，來獲得較高的二、三次風溫。它取決于篦床負荷和熟料在篦冷機內(nèi)的停留時間。通常5000t/d預分解窯生產(chǎn)線一、二、三段料層厚度分別控制在650～850mm、500～650mm、350～400mm內(nèi)為宜。

　　料層厚度是通過篦下風系統(tǒng)壓力顯示來體現(xiàn)的。同時還可以結合主機電流、油壓曲線等綜合分析判斷。在篦冷機的一段，通常還裝有料層厚度監(jiān)控儀，通過監(jiān)控畫面顯示的料層上表面與篦冷機側(cè)墻耐磨墩相對高度的變化，可以判斷出高溫區(qū)比較準確的料層厚度。

　　料層厚度的控制是通過改變篦床速度（既推動頻率）來實現(xiàn)的。篦床速度慢則料層厚，熟料冷卻慢，反之則篦床速度快料層薄，熟料冷卻快。

　　在實際操作中，除了按照上述原則判斷和控制料層厚度外，還應注意料層厚度受熟料出窯溫度、配料率值及顆粒組成變化的影響。當物料易燒性好，熔酶礦物含量高，窯內(nèi)煅燒溫度高，物料易燒性好時料層應適當偏薄控制，防止物料在高溫區(qū)黏結成塊。當出現(xiàn)飛沙料或低燒料時，應偏厚控制防止冷風短路現(xiàn)象。如果料層厚度過薄，同時冷卻風量控制又偏大時，雖然對提高熟料強度有利，但二、三次風溫低，影響火焰形狀及煤粉燃燒，且篦冷機內(nèi)容易產(chǎn)生“溝流”、“騰涌”或“噴砂”現(xiàn)象，增加熟料的熱耗，既不經(jīng)濟又因粉料的出現(xiàn)而影響看火工的視線。

　　2.2  篦下風系統(tǒng)壓力

　　2.2.1  影響因素

　　在生產(chǎn)過程中，除了高溫區(qū)的料層厚度可通過監(jiān)控畫面判斷外，后續(xù)篦床的料層厚度無法直接觀測，但由于篦下風系統(tǒng)壓力隨著篦床上料層厚度的增加而增大，隨著料層厚度的降低而減小，所以中控操作員常通過監(jiān)控篦下風系統(tǒng)壓力的變化，來預測篦床上料層厚度的變化，通過調(diào)整操作來保持篦床上料層厚度的相對穩(wěn)定。由于受物料離析、窯內(nèi)煅燒等因素的影響，第一室的篦下風系統(tǒng)壓力通常呈不規(guī)律的波動，不宜作為判斷依據(jù)，見此情況可通過控制二、五、八室的篦下風系統(tǒng)壓力來調(diào)整相應的篦速?？刂品秶笾率牵憾殷飨聣毫?500～5200Pa 控制一段篦速； 五室篦下壓力3400～3600Pa控制二段篦速；八室篦下壓力1800～2100Pa 控制三段篦速。

　　影響篦下壓力的因素有很多，除了與料層厚度有關外，它還與篦床上熟料粒度、熟料在篦床上的分布情況、熟料及冷卻空氣溫度、冷卻空氣供給量等因素有關，在操作調(diào)整時應綜合考慮。

　　2.2.2  調(diào)整方法

　　當某室篦下壓力升高時，不論是何種原因引起的，在中控的操作畫面上，該室供風風機的電流降低，則篦下風系統(tǒng)壓力必然會增大。但這尚不足以說明產(chǎn)生變化的根源就是由于料層厚度的增加所致。此時應結合篦床驅(qū)動電機的電流值、該段液壓油的供油壓力、窯頭罩負壓變化來綜合分析：如果驅(qū)動電機電流、供油壓力、窯頭罩負壓（絕對值）都在逐漸升高，則說明篦床上的料層厚度在逐漸增加，這時應采取加快篦速的方法來解決；如果電機電流和供油壓力基本沒有變化，則引起篦下壓力發(fā)生變化的原因極有可能是進入篦冷機物料狀態(tài)發(fā)生了變化，如：物料中細粉料增多，透氣性變差；應結合窯內(nèi)煅燒狀況進行判斷，對于這種原因引起的壓力升高，一般不需調(diào)整篦床速度，只要相應增大該室冷卻風量即可；隨時加強窯內(nèi)煅燒控制，保持合適的熟料結粒，從根源上解決問題。若確實需要調(diào)整篦速，調(diào)節(jié)幅度應比正常偏高，調(diào)整后應密切注意篦下風系統(tǒng)壓力的變化，一旦發(fā)現(xiàn)有下降的跡象，應立即恢復正常篦速，防止冷風短路現(xiàn)象的發(fā)生。

　　如果在操作中出現(xiàn)返風現(xiàn)象，即篦下風系統(tǒng)壓力接近或超過風機額定壓力時，冷卻風吹不進去，反而從進風口返回噴出；或者發(fā)現(xiàn)供風風機電流降低很多，接近空載電流，此時應果斷的減料慢窯，防止因冷風吹不進去造成高溫區(qū)料層結塊，或因冷風受阻使篦板及大梁因受熱而發(fā)生變形。然后通過篦下觀察孔判斷冷風受阻的原因，是因篦下室積料造成還是由于篦床上料層過厚引起，進而采取相應的處理措施，盡快恢復正常的冷卻風量。

　　2.3  篦床速度的控制

　　若篦速快，出篦冷機的熟料溫度則偏高，熱利用率將偏低；相反篦速慢，料層厚因冷風透過量少則篦上熟料將容易結塊，故控制適宜的篦床速度對篦冷機的安全運轉(zhuǎn)和熱利用率極為重要。而合適的篦床速度取決于熟料產(chǎn)量和篦床上的料層厚度。產(chǎn)量高，料層厚篦速宜快，產(chǎn)量低料層薄篦速應慢。其次還應考慮驅(qū)動篦床行走機構液壓缸的實際行程長度的變化。在5000t/d生產(chǎn)線上液壓缸的有效行程大部分為150mm，篦速最快為25次／min。在生產(chǎn)中行程應控制在120～130mm。如果調(diào)整得過長，則篦速因非正常原因提快后，在慣性的作用下易產(chǎn)生撞缸現(xiàn)象。反之，如果控制偏短，在相同產(chǎn)量下，為了保持相同的料層厚度，必然要加快篦速，這樣將加劇液壓缸活塞和篦板的磨損，不利于設備的長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，另一方面，由于回轉(zhuǎn)窯煅燒不確定因素的影響，比如窯圈垮落或當大球進入篦冷機時，由于行程較短，篦速的可調(diào)節(jié)范圍小，容易產(chǎn)生壓床事故。某廠曾經(jīng)在2008年一次檢修后的投料中，中控操作員發(fā)現(xiàn)投料到正常產(chǎn)量后，二段油壓一直上升，于是提高篦速，但將篦速提到極限后，壓力依然持續(xù)上升，最終造成二段壓床。在處理事故時才發(fā)現(xiàn)，該事故正是由于行程過短，僅有60mm所致。

　　2.4  冷卻風機風量的控制

　　冷風量在使用中容易產(chǎn)生兩個誤區(qū)：一是認為越大越好，可以充分利用熟料余熱，同時又最大限度的降低了出篦冷機熟料溫度；二是認為冷風量少一點比多一點好，這樣做可以最大限度的提高二、三次風溫，有利于窯和分解爐內(nèi)煤粉的燃燒。特別是對于篦床頭排能力不足或者系統(tǒng)漏風量大，窯頭正壓突出時，這種傾向更加嚴重。實際上冷卻空氣量分布是否合適，可通過觀察篦床上熟料的冷卻狀況來確定，當熟料到達第一段篦床末端，料層上表面不能全黑，也不能紅料過多，而是絕大部分呈墨綠色，極少部分呈暗紅色。表明冷卻空氣分布基本合理，否則應調(diào)整各風機風門開度，調(diào)節(jié)時應穩(wěn)且慢，切忌大起大落，要綜合兼顧。在操作中，應在篦冷機料層厚度相對穩(wěn)定的情況下，加大篦冷機高溫區(qū)風量，適度使用中高溫區(qū)風量，在保證熟料溫度低于65℃＋環(huán)境溫度下，盡可能減少低溫區(qū)風量。

　　2.5  篦板溫度的控制

　　為了保證篦冷機的安全運行，通常在篦冷機高溫區(qū)熱端，還設有4個左右的測溫點，用于檢測篦板溫度。通過篦板溫度的高低變化來反映篦床上料層厚度、熟料結粒和所用冷卻風量的大小及波動情況。

　　DCS系統(tǒng)在設定篦板溫度報警值時，參考依據(jù)往往是設備生產(chǎn)廠家提供的設備使用說明書，或者設計院提供的調(diào)試說明書。如南京某設計院在江蘇某水泥公司的《5000t/d熟料技改工程工藝操作說明書》中，將該報警溫度設定在250℃；LBTF5000篦式冷卻機使用說明書中將報警溫度設定在230～260℃。但實際上，通過對多條生產(chǎn)線、不同設備生產(chǎn)廠家的篦冷機實際運行的數(shù)據(jù)結果來看，其熱端篦板工作溫度大都在80℃以下。篦冷機正常工作時，該溫度基本穩(wěn)定在30～60℃之間，也就是說，原有的報警值設定過高。由于在實際運行中該溫度幾乎沒有出現(xiàn)過報警，使得在操作員的頭腦中產(chǎn)生一種假象，認為篦板一直在正常溫度下工作，由于在新型干法生產(chǎn)線上需要調(diào)整監(jiān)控的參數(shù)很多，很自然就放松了對該溫度的監(jiān)控，以至于當篦板因受熱損傷后還找不到原因。因此建議原設定值調(diào)整為<60℃為宜。中控操作員應注重對該溫度的監(jiān)控，特別是遇到系統(tǒng)工況異常時更應增加監(jiān)控的頻次。當遇到該溫度報警時，應立即降低窯速，減少篦冷機進料量，然后通過篦冷機料層厚度監(jiān)控電視檢查是否因料層過薄或物料離析出現(xiàn)冷卻風吹穿現(xiàn)象，并根據(jù)供風風機電流值、風門開度、篦下壓力和運行情況判斷是否因風量過小或篦下室集料然后作出相應調(diào)整，必要時應停窯，對冷卻風機和篦床進行檢查。避免篦板或篦冷機梁因受熱過度而產(chǎn)生熱變形。

　　造成篦板溫度高的原因一般有以下幾種：

　?。?）冷卻空氣量不足，不能充分冷卻熟料；或者因篦床速度快，熟料未能及時冷卻。

　?。?）熟料率值不合適，SM較高；或熟料燒成狀況不良，結粒過細漏料量大；嚴重時積料將篦床抬起。

　?。?）由于窯皮垮落，或操作不當造成篦床上堆料，冷卻風吹不透。

　　相應的操作措施是：

　?。?）增加冷卻風量，根據(jù)熟料產(chǎn)量調(diào)整篦速，控制合適的料層厚度。

　?。?）控制熟料SM值在合適的范圍，提高煅燒溫度，保持合適的熟料粒度。同時根據(jù)篦下室集料情況調(diào)整弧形閥放料間隔時間。

　?。?）迅速提高篦速，恢復正常料層厚度，加強操作控制，增強中控人員責任心。

　　2.6  出篦冷機熟料溫度的控制

　　出篦冷機熟料溫度高影響其輸送、儲存、粉磨和水泥性能。根據(jù)各篦冷機生產(chǎn)廠家提供的資料顯示，該溫度基本上都是65℃＋環(huán)境溫度。然而在實際應用中，在200℃以上的情況比較常見。影響該溫度的主要因素是冷卻風量的大小，其次是篦速、物料成分、煅燒控制方面。

　　篦冷機出料溫度高的原因及處理措施：

　　（1）冷卻風量不夠。這時需增加冷卻風量，有時風機風門開大后仍顯風量不足，可根據(jù)風機電流值對風機風門進行檢查，根據(jù)篦下風系統(tǒng)壓力判斷是否因篦床熟料層太厚，造成冷風吹不透。有時由于系統(tǒng)漏風的影響，或者窯頭廢氣風機風葉的磨損造成系統(tǒng)抽風能力不足，而為了保證窯頭合理的負壓值，人為地減小冷卻風用量，也是造成出料溫度高的原因之一。

　?。?）篦床速度控制太快，造成熟料冷卻后移。采取措施就是降低篦速增加篦床上熟料層厚度到合理值。

　?。?）物料液相量高，窯內(nèi)煅燒溫度高，熟料結粒粗大。此時應根據(jù)物料成分控制煅燒溫度，保證煅燒狀況穩(wěn)定，改善燒成結粒狀況，保證熟料結粒細小均齊。

　　2.7  出篦冷機廢氣溫度的控制

　　出篦冷機廢氣溫度的控制是在保證窯頭收塵器正常工作的前提下盡量偏低控制。造成此溫度高的原因主要是：窯內(nèi)跑生料，流動性極強，無結粒與篦下冷卻風快速熱交換，使余風風溫迅速升高，或者由于窯內(nèi)來料不穩(wěn)定，煅燒不佳，結粒細小，粉狀料多，物料在冷卻機內(nèi)得不到有效冷卻，造成出篦冷機廢氣溫度偏高。遇到這種情況應大幅度減小一室二室風量，停止篦床推動，防止熟料粉揚起干擾窯內(nèi)火焰，防止生料的快速流動。同時應加強煅燒控制，強化看火操作，防止因風量減小后引起煤粉不完全燃燒。