劉威 陳猛 吳大偉 宋金偉

（1.淮北礦業(yè)相山水泥公司，淮北市 235000 ； 2.淮北礦業(yè)眾城水泥公司，235000）

我公司2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線由天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用單系列高效低阻五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、DD型分解爐，窯的規(guī)格為Φ4×60m，采用皮拉德四通道煤粉燃燒器，使用燃料為煙煤。對(duì)于新型干法水泥系統(tǒng)而言，生產(chǎn)過(guò)程中的預(yù)熱器系統(tǒng)發(fā)生堵塞是預(yù)熱器系統(tǒng)較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，造成預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞的原因很多，也很復(fù)雜。它有工藝問(wèn)題，原燃料質(zhì)量和性能問(wèn)題，設(shè)備設(shè)施問(wèn)題，也與系統(tǒng)熱工不穩(wěn)定，系統(tǒng)參數(shù)選擇不當(dāng)，操作人員的操作方法和責(zé)任心等有關(guān)。由于經(jīng)驗(yàn)不足，在系統(tǒng)投產(chǎn)之初也曾發(fā)生多起預(yù)熱器堵塞事故，在吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，采取了多項(xiàng)預(yù)防措施，已多年未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。然而在2014年1月13日卻連續(xù)發(fā)生了兩起預(yù)熱器堵塞事故，給窯系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)了極大的影響，現(xiàn)對(duì)堵塞發(fā)生的經(jīng)過(guò)及原因分析進(jìn)行介紹，供同行參考。

1 堵塞經(jīng)過(guò)

根據(jù)檢修計(jì)劃于2014年1月10日停窯進(jìn)行了系統(tǒng)大修，其中對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)進(jìn)行了5級(jí)內(nèi)筒掛片更換，3、4、5級(jí)局部澆注料進(jìn)行了修補(bǔ)，對(duì)窯尾煙室縮口進(jìn)行了擴(kuò)徑改造。原直徑為1.6m現(xiàn)擴(kuò)大為1.7m。同時(shí)，利用檢修機(jī)會(huì)對(duì)篦冷機(jī)破碎機(jī)進(jìn)行了改造，將原錘破更換為輥破。于1月11日檢修完畢，1月12日23∶42系統(tǒng)按原定烘窯計(jì)劃升溫后開(kāi)始投料，23∶45現(xiàn)場(chǎng)反映C3翻板閥無(wú)動(dòng)作（無(wú)料下），中控C3錐體壓力參數(shù)隨即出現(xiàn)正壓，判斷C3下料管堵料，立即止料，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)操作孔處理清通后，又對(duì)各級(jí)錐體清掃檢查，然后于13日4∶25繼續(xù)烘窯，至7∶00再次投料，C4又出現(xiàn)堵塞，7∶02止料處理，10∶58繼續(xù)烘窯，至14∶10投料，運(yùn)轉(zhuǎn)至今，基本正常。

2 原因分析

在系統(tǒng)烘窯升溫前我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部位清掃，并投球進(jìn)行了通道確認(rèn)，預(yù)熱器系統(tǒng)管路暢通，因而初步分析認(rèn)為不是異物留存造成的堵塞，對(duì)此我們結(jié)合系統(tǒng)檢修及操作狀況進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，認(rèn)為主要有以下原因造成了系統(tǒng)堵塞。

（1）在點(diǎn)火烘窯前于1月11日上午對(duì)預(yù)熱器各級(jí)旋風(fēng)筒及下料管進(jìn)人檢查，未發(fā)現(xiàn)異物，所以在當(dāng)天夜里點(diǎn)火烘窯之前就未對(duì)系統(tǒng)再次進(jìn)行檢查確認(rèn)，但檢查后從當(dāng)天19∶00～23∶30，生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)做多次動(dòng)平衡校驗(yàn)，高溫風(fēng)機(jī)做一次，期間尾排風(fēng)機(jī)一直在拉風(fēng)，且窯內(nèi)此次清理積灰較多。在此期間，積灰在預(yù)熱器內(nèi)循環(huán)，點(diǎn)火前有部分積灰沉降在錐體部位，由于烘窯期間澆注料蒸發(fā)水分和煤灰沉降，加上窯灰遇熱也發(fā)粘，物料粘性凝聚性加強(qiáng)，形成疏松結(jié)皮，導(dǎo)致投料前清掃，集中落在下料管，因?yàn)榱狭枯^少，遇翻板閥局部阻力易結(jié)拱形成料柱，造成堵塞；

（2）由于此次堵塞部位均在翻板閥上部膨脹節(jié)部位，受清掃裝置及壓力測(cè)量位置的限制，從投料前清掃檢查和系統(tǒng)壓力狀況無(wú)法判斷出該位置。在C3堵塞處理后，初步分析時(shí)認(rèn)為，僅會(huì)在C3沉降，再加上環(huán)保要求高，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)窯煙筒冒灰意見(jiàn)大，想搶在天亮之前投料，為了盡快點(diǎn)火投料，所以在C3清通后只是對(duì)各級(jí)錐體用風(fēng)槍進(jìn)行清掃和閥板檢查，未發(fā)現(xiàn)異常后就進(jìn)行點(diǎn)火，沒(méi)有對(duì)C4及以下下料管該位置進(jìn)行全面確認(rèn)，導(dǎo)致C4的二次堵塞。

（3）我廠煤粉制備系統(tǒng)采用合肥院的HRM1700立磨，此次檢修在更換磨輥后，由于新更換的磨輥耐磨層堆焊的面積不夠，造成施壓面較原磨輥要小，在粉磨時(shí)磨機(jī)產(chǎn)量上不去，實(shí)測(cè)煤粉細(xì)度比原來(lái)要粗，其次是煤磨開(kāi)磨時(shí)因窯還未運(yùn)轉(zhuǎn)，窯頭沒(méi)有熱風(fēng)，雖然使用了熱風(fēng)爐，但實(shí)際熱風(fēng)不足，出磨風(fēng)溫要低于窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也使得煤粉細(xì)度和水份受到影響。再次是在點(diǎn)火紅窯時(shí)，基于節(jié)約烘窯用柴油的考慮，單位時(shí)間耗油量從0.5L/min調(diào)整到了0.25L/min,雖然保證了煤粉燃燒的初始條件，但在系統(tǒng)溫度低的情況下卻不能保證煤粉的充分燃燒，上述原因?qū)е旅悍廴紵Ч缓?，?shí)際黑火頭長(zhǎng)，受窯尾拉風(fēng)的影響，火焰易發(fā)飄，因而會(huì)有煤粉沉降到窯尾甚至預(yù)熱器系統(tǒng)，在條件具備時(shí)該部分煤粉產(chǎn)生二次燃燒，造成預(yù)熱器局部溫度過(guò)高，同時(shí)煤灰的富集參入又會(huì)降低粘附溫度，從而形成結(jié)皮性堵塞，我們廠烘窯時(shí)C3、C4、C5閥板是吊起的，下游預(yù)旋風(fēng)筒出口熱風(fēng)會(huì)直接從下料管部位竄入上游旋風(fēng)筒，當(dāng)分解爐給煤后，不僅分解爐溫度會(huì)上升，同時(shí)因竄風(fēng)影響也會(huì)使C3、C4級(jí)旋風(fēng)筒錐體部位溫度大幅度上升，這樣會(huì)使烘窯時(shí)沉降在該部位的煤粉達(dá)到燃點(diǎn)出現(xiàn)二次燃燒，不可避免的會(huì)使該部位出現(xiàn)粘結(jié)性結(jié)皮。

（4）窯系統(tǒng)在投料時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)始投料量定在120t/h，高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)閥開(kāi)度100%，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速操作，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在870r/min，預(yù)熱器C1出口負(fù)壓在2500MPa左右，這次投料操作基本上也是按照上述經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，只是在初始投料時(shí)高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制860 r/min，比原操作略低了10 r/min，然而這次我們大修是對(duì)窯尾煙室縮口進(jìn)行了擴(kuò)口改造，原直徑由1600mm改為現(xiàn)在的1700mm。由于系統(tǒng)阻力降低，在同樣的拉風(fēng)情況下會(huì)使旋風(fēng)筒、分解爐的風(fēng)速降低，風(fēng)的實(shí)際料荷能力低，物料懸浮分離效果變差，特別是這次固體流量計(jì)檢查后，一直未校準(zhǔn)，固體流量計(jì)第一次下料，流量波動(dòng)大，給定100噸/小時(shí)，瞬間出現(xiàn)最高近200噸/小時(shí)，且時(shí)長(zhǎng)達(dá)十幾秒，造成入預(yù)熱器系統(tǒng)料流不穩(wěn)定，也是造成系統(tǒng)堵塞原因之一。

（5）回顧本次檢修后系統(tǒng)操作來(lái)看，在系統(tǒng)投料正常后，分解爐溫度按照原先經(jīng)驗(yàn)控制在870℃左右，但在實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)控制在該溫度操作比較困難，為保證分解爐出口溫度穩(wěn)定，系統(tǒng)用煤波動(dòng)很大。同時(shí)也造成分解爐系統(tǒng)溫度波動(dòng)較大，從操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看說(shuō)明溫度控制值超過(guò)物料平衡分解的溫度較多，多用的煤沒(méi)有生料分解來(lái)平衡才導(dǎo)致分解爐系統(tǒng)溫度急劇波動(dòng)。對(duì)此有操作員對(duì)分解爐控制點(diǎn)進(jìn)行了嘗試降低調(diào)整，通過(guò)調(diào)整發(fā)現(xiàn)分解爐溫度控制830℃左右，分解爐出口溫度比較穩(wěn)定，控制操作比較容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)照五級(jí)旋風(fēng)筒錐體溫度來(lái)看，此時(shí)錐體溫度仍然有850℃，然而以前正常操作的系統(tǒng)溫度分布來(lái)看，當(dāng)分解爐出口溫度在860℃左右，五級(jí)旋風(fēng)筒錐體溫度只有810℃左右，但實(shí)際入窯生料成分并沒(méi)有多大變動(dòng)，上述的分解爐出口溫度應(yīng)該是比較接近才對(duì)。上述情況表征分解爐出口熱電偶存在測(cè)量誤差，在對(duì)分解爐出口熱電偶進(jìn)行檢校更換后分解爐溫度控制860℃比較穩(wěn)定，五級(jí)旋風(fēng)筒錐體溫度只有820℃左右，溫差接近歷史溫度分布經(jīng)驗(yàn)值。對(duì)比以上各數(shù)據(jù)表明分解爐熱電偶未檢校前的溫度測(cè)量應(yīng)該比實(shí)際溫度低30～40℃。這也說(shuō)明系統(tǒng)投料時(shí)溫度控制要比以前正常的溫度控制值要高30～40℃。也就是說(shuō)系統(tǒng)投料時(shí)，預(yù)熱器系統(tǒng)溫度場(chǎng)溫度分布要高，預(yù)熱器系統(tǒng)存在過(guò)熱現(xiàn)象，也是造成預(yù)熱器系統(tǒng)局部提前出現(xiàn)液相，形成粘結(jié)堵塞。

3 采取的措施

針對(duì)上述預(yù)熱器堵塞情況，我們嚴(yán)格按照預(yù)熱器堵塞處理的操作預(yù)案進(jìn)行處置，保證過(guò)程安全，使生產(chǎn)盡快恢復(fù)正常，同時(shí)采取了一些預(yù)防措施

（1）提高技管人員現(xiàn)場(chǎng)管理及處置能力，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，處理問(wèn)題嚴(yán)謹(jǐn)慎重，嚴(yán)抓細(xì)節(jié)，查瓶頸，找重點(diǎn)，以后烘窯時(shí)，在確保系統(tǒng)絕對(duì)暢通，方可點(diǎn)火。

（2）在系統(tǒng)拉風(fēng)后，投料之前必須對(duì)各級(jí)下料管再次進(jìn)行投球試驗(yàn)，確保下料管暢通后再進(jìn)行投料，避免類似問(wèn)題的再次發(fā)生。

（3）加強(qiáng)中控操作員的責(zé)任心培養(yǎng)，工作要細(xì)致，對(duì)系統(tǒng)不正常的參數(shù)分布提高敏感性，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)隱藏的問(wèn)題，保證系統(tǒng)處于良好狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)均衡穩(wěn)定生產(chǎn)。減少工藝操作原因?qū)ιa(chǎn)過(guò)程帶來(lái)的不良影響。

（4）檢修后應(yīng)嚴(yán)格遵守儀器儀表管理規(guī)定，特別要對(duì)影響系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)量?jī)x表重新檢測(cè)校正，保證儀器儀表測(cè)量顯示的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤，確實(shí)起到對(duì)系統(tǒng)操作調(diào)整的應(yīng)有作用。

（5）根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際改造情況，調(diào)整初始投料操作參數(shù)，將初始投料量固定在120t/h不變，高溫電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在880r/nim，比原經(jīng)驗(yàn)操作提高10r/nim，以保證系統(tǒng)有足夠的風(fēng)速，保證物料的懸浮分散和分離效果，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兩相流的流場(chǎng)穩(wěn)定，避免塌料和堵料。

通過(guò)采取上述措施，未再發(fā)生預(yù)熱器堵塞事故。