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钱承全     [加关注]
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2016年09月11日 18:49:39
操作篦冷机的正确方法

水泥生产线中的篦冷机担负着出窑熟料的冷却、输送和热回收任务,其正常运行与否,将关系到冷却效率、热利用率和设备运转率等诸多方面。篦冷机的正常运行除与设备的设计、制造、安装、维护方面的因素有关外,操作控制正确与否也是不容忽视的因素。大量实践证明因操作不当或失误,造成篦冷机振动、撞缸、压床,以及出篦冷机熟料温度高,二、三次风温忽高忽低,热利用率低等现象时有发生。根据对5000t/d预分解窑生产线上第三代篦冷机的操作实践, 谈谈保证其正常运行操作控制方法、影响各参数波动的因素及相应处理措施的体会。

1 正常运行操作的前提

篦冷机的操作应能保证其安全正常运转为前提。根据窑系统运行状况,适时调节冷却风用量和篦床运行速度,保持稳定的料层厚度,料层厚度的选择及调整应以获得最佳的熟料冷却效果和最高的二、三次风温为原则,从而获得较高的冷却效率、热利用率和设备运转率。

2 影响因素及处理措施

2.1 料层厚度

篦冷机要求采用厚料层操作技术。一是使冷风与高温熟料有充足的热交换时间;其二是利用厚料层,使系统产生的阻力增大、冷却风用量少的特点,来获得较高的二、三次风温。它取决于篦床负荷和熟料在篦冷机内的停留时间。通常5000t/d预分解窑生产线一、二、三段料层厚度分别控制在650~850mm、500~650mm、350~400mm内为宜。

料层厚度是通过篦下风系统压力显示来体现的。同时还可以结合主机电流、油压曲线等综合分析判断。在篦冷机的一段,通常还装有料层厚度监控仪,通过监控画面显示的料层上表面与篦冷机侧墙耐磨墩相对高度的变化,可以判断出高温区比较准确的料层厚度。

料层厚度的控制是通过改变篦床速度(既推动频率)来实现的。篦床速度慢则料层厚,熟料冷却慢,反之则篦床速度快料层薄,熟料冷却快。

在实际操作中,除了按照上述原则判断和控制料层厚度外,还应注意料层厚度受熟料出窑温度、配料率值及颗粒组成变化的影响。当物料易烧性好,熔酶矿物含量高,窑内煅烧温度高,物料易烧性好时料层应适当偏薄控制,防止物料在高温区黏结成块。当出现飞沙料或低烧料时,应偏厚控制防止冷风短路现象。如果料层厚度过薄,同时冷却风量控制又偏大时,虽然对提高熟料强度有利,但二、三次风温低,影响火焰形状及煤粉燃烧,且篦冷机内容易产生“沟流”、“腾涌”或“喷砂”现象,增加熟料的热耗,既不经济又因粉料的出现而影响看火工的视线。

2.2 篦下风系统压力

2.2.1 影响因素

在生产过程中,除了高温区的料层厚度可通过监控画面判断外,后续篦床的料层厚度无法直接观测,但由于篦下风系统压力随着篦床上料层厚度的增加而增大,随着料层厚度的降低而减小,所以中控操作员常通过监控篦下风系统压力的变化,来预测篦床上料层厚度的变化,通过调整操作来保持篦床上料层厚度的相对稳定。由于受物料离析、窑内煅烧等因素的影响,第一室的篦下风系统压力通常呈不规律的波动,不宜作为判断依据,见此情况可通过控制二、五、八室的篦下风系统压力来调整相应的篦速。控制范围大致是:二室篦下压力4500~5200Pa 控制一段篦速; 五室篦下压力3400~3600Pa控制二段篦速;八室篦下压力1800~2100Pa 控制三段篦速。

影响篦下压力的因素有很多,除了与料层厚度有关外,它还与篦床上熟料粒度、熟料在篦床上的分布情况、熟料及冷却空气温度、冷却空气供给量等因素有关,在操作调整时应综合考虑。

2.2.2 调整方法

当某室篦下压力升高时,不论是何种原因引起的,在中控的操作画面上,该室供风风机的电流降低,则篦下风系统压力必然会增大。但这尚不足以说明产生变化的根源就是由于料层厚度的增加所致。

此时应结合篦床驱动电机的电流值、该段液压油的供油压力、窑头罩负压变化来综合分析:如果驱动电机电流、供油压力、窑头罩负压(绝对值)都在逐渐升高,则说明篦床上的料层厚度在逐渐增加,这时应采取加快篦速的方法来解决;如果电机电流和供油压力基本没有变化,则引起篦下压力发生变化的原因极有可能是进入篦冷机物料状态发生了变化,如:物料中细粉料增多,透气性变差;应结合窑内煅烧状况进行判断,对于这种原因引起的压力升高,一般不需调整篦床速度,只要相应增大该室冷却风量即可;随时加强窑内煅烧控制,保持合适的熟料结粒,从根源上解决问题。

若确实需要调整篦速,调节幅度应比正常偏高,调整后应密切注意篦下风系统压力的变化,一旦发现有下降的迹象,应立即恢复正常篦速,防止冷风短路现象的发生。

如果在操作中出现返风现象,即篦下风系统压力接近或超过风机额定压力时,冷却风吹不进去,反而从进风口返回喷出;或者发现供风风机电流降低很多,接近空载电流,此时应果断的减料慢窑,防止因冷风吹不进去造成高温区料层结块,或因冷风受阻使篦板及大梁因受热而发生变形。然后通过篦下观察孔判断冷风受阻的原因,是因篦下室积料造成还是由于篦床上料层过厚引起,进而采取相应的处理措施,尽快恢复正常的冷却风量。

2.3 篦床速度的控制

若篦速快,出篦冷机的熟料温度则偏高,热利用率将偏低;相反篦速慢,料层厚因冷风透过量少则篦上熟料将容易结块,故控制适宜的篦床速度对篦冷机的安全运转和热利用率极为重要。而合适的篦床速度取决于熟料产量和篦床上的料层厚度。产量高,料层厚篦速宜快,产量低料层薄篦速应慢。其次还应考虑驱动篦床行走机构液压缸的实际行程长度的变化。

在5000t/d生产线上液压缸的有效行程大部分为150mm,篦速最快为25次/min。在生产中行程应控制在120~130mm。如果调整得过长,则篦速因非正常原因提快后,在惯性的作用下易产生撞缸现象。反之,如果控制偏短,在相同产量下,为了保持相同的料层厚度,必然要加快篦速,这样将加剧液压缸活塞和篦板的磨损,不利于设备的长期稳定运转,另一方面,由于回转窑煅烧不确定因素的影响,比如窑圈垮落或当大球进入篦冷机时,由于行程较短,篦速的可调节范围小,容易产生压床事故。

某厂曾经在2008年一次检修后的投料中,中控操作员发现投料到正常产量后,二段油压一直上升,于是提高篦速,但将篦速提到极限后,压力依然持续上升,最终造成二段压床。在处理事故时才发现,该事故正是由于行程过短,仅有60mm所致。

2.4 冷却风机风量的控制

冷风量在使用中容易产生两个误区:一是认为越大越好,可以充分利用熟料余热,同时又最大限度的降低了出篦冷机熟料温度;二是认为冷风量少一点比多一点好,这样做可以最大限度的提高二、三次风温,有利于窑和分解炉内煤粉的燃烧。特别是对于篦床头排能力不足或者系统漏风量大,窑头正压突出时,这种倾向更加严重。实际上冷却空气量分布是否合适,可通过观察篦床上熟料的冷却状况来确定,当熟料到达第一段篦床末端,料层上表面不能全黑,也不能红料过多,而是绝大部分呈墨绿色,极少部分呈暗红色。表明冷却空气分布基本合理,否则应调整各风机风门开度,调节时应稳且慢,切忌大起大落,要综合兼顾。

在操作中,应在篦冷机料层厚度相对稳定的情况下,加大篦冷机高温区风量,适度使用中高温区风量,在保证熟料温度低于65℃+环境温度下,尽可能减少低温区风量。

2.5 篦板温度的控制

为了证篦冷机的安全运行,通常在篦冷机高温区热端,还设有4个左右的测温点,用于检测篦板温度。通过篦板温度的高低变化来反映篦床上料层厚度、熟料结粒和所用冷却风量的大小及波动情况。

造成篦板温度高的原因一般有以下几种:

(1)冷却空气量不足,不能充分冷却熟料;或者因篦床速度快,熟料未能及时冷却。

(2)熟料率值不合适,SM较高;或熟料烧成状况不良,结粒过细漏料量大;严重时积料将篦床抬起。

(3)由于窑皮垮落,或操作不当造成篦床上堆料,冷却风吹不透。

相应的操作措施是:

(1)增加冷却风量,根据熟料产量调整篦速,控制合适的料层厚度。

(2)控制熟料SM值在合适的范围,提高煅烧温度,保持合适的熟料粒度。同时根据篦下室集料情况调整弧形阀放料间隔时间。

(3)迅速提高篦速,恢复正常料层厚度,加强操作控制,增强中控人员责任心。

2.6 出篦冷机熟料温度的控制

出篦冷机熟料温度高影响其输送、储存、粉磨和水泥性能。根据各篦冷机生产厂家提供的资料显示,该温度基本上都是65℃+环境温度。然而在实际应用中,在200℃以上的情况比较常见。影响该温度的主要因素是冷却风量的大小,其次是篦速、物料成分、煅烧控制方面。

篦冷机出料温度高的原因及处理措施:

(1)冷却风量不够。这时需增加冷却风量,有时风机风门开大后仍显风量不足,可根据风机电流值对风机风门进行检查,根据篦下风系统压力判断是否因篦床熟料层太厚,造成冷风吹不透。有时由于系统漏风的影响,或者窑头废气风机风叶的磨损造成系统抽风能力不足,而为了保证窑头合理的负压值,人为地减小冷却风用量,也是造成出料温度高的原因之一。

(2)篦床速度控制太快,造成熟料冷却后移。采取措施就是降低篦速增加篦床上熟料层厚度到合理值。

(3)物料液相量高,窑内煅烧温度高,熟料结粒粗大。此时应根据物料成分控制煅烧温度,保证煅烧状况稳定,改善烧成结粒状况,保证熟料结粒细小均齐。

2.7 出篦冷机废气温度的控制

出篦冷机废气温度的控制是在保证窑头收尘器正常工作的前提下尽量偏低控制。造成此温度高的原因主要是:窑内跑生料,流动性极强,无结粒与篦下冷却风快速热交换,使余风风温迅速升高,或者由于窑内来料不稳定,煅烧不佳,结粒细小,粉状料多,物料在冷却机内得不到有效冷却,造成出篦冷机废气温度偏高。遇到这种情况应大幅度减小一室二室风量,停止篦床推动,防止熟料粉扬起干扰窑内火焰,防止生料的快速流动。同时应加强煅烧控制,强化看火操作,防止因风量减小后引起煤粉不完全燃烧。

作者:钱承全  
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