就全厂生产而言,应以保证烧成系统均衡稳定生产为中心,调整其它子项系统的操作,就烧成系统本身,应是经保持优化的合理煅烧制度为主,力求较充分的发挥窑的煅烧能力,根据原燃材料条件及设备状况适时调整各项参数,在保证熟料质量的前提下,最大限度地提高窑的运转率。
在烧成的具体操作中坚持“抓两头,保重点,求稳定,创全优”这12字诀。所谓“抓两头”,就是要重点抓好窑尾预热系统和窑头熟料烧成两大环节,前后兼故,协调运转;所谓“保重点”就是要重点保证系统喂煤、喂料设备的安全正常运行,为熟料烧成的“动平衡”创造条件;所谓“求稳定”就是在以数调节过程中,适时适量,小调渐调,以及时的调整克服大的波动,维持热式制度的基本稳定;所谓“创全优”就是要通过一段时间的操作,认真总结,结合现场热工标定等测试工作,总结出适合本厂实际的系统操作参数,即优化操作参数,使窑的操作最佳化,取得优质、高产、低耗、长期安全运转、文明生产的全面优良成绩。
喂料量达到设计能力(165~175t/h),此时如果能保持喂料量和喂煤量稳定,可获得烧成系统的最佳运行状态。一方面需要慢慢地进行各部分的调整,力求达到最佳点,另一方面必须做好准备,发生故障时,能迅速正确地处理。此外运转记录必须逐项认真填写。
以保证烧成设备的发热能力和传热能力的平衡稳定,保证烧结能力和预热能力平衡稳定为宗旨,操作中应作到:前后兼顾、窑炉协调、稳定烧结和分解温度,稳定窑、炉合理的热工制度,为此要通过风、煤、料三方面配合、调节来实现。
窑的正常操作,要求稳定窑温,前后兼顾,合理调整风、煤、料,适当拉长火焰,火焰完整有力,做到不损伤窑皮,不窜黄料,达到优质、高产、低耗。
分解炉的正常操作,则要求正确及时调整煤和通风量,保持炉中及出口气体温度,压力稳定,防止气温过高或过低,确保分解炉及预热器的安全稳定运行。
综上所述,可概括为:三固、四稳、六兼顾。
三固:固定窑速、固定喂料量、固定篦冷机篦床上料层厚度。
四稳:稳定C5出口气体温度(分解炉喂煤)、稳定预热器排风量(高温风机转速)、稳定烧成温度(窑头喂煤)、稳定窑头负压。
六兼顾:兼顾窑尾烟室O2含量及气体温度,兼顾C1出口温度、压力,兼顾分解炉内温度、压力,兼顾窑胴体表面温度,兼顾篦冷机废气量,兼顾废气处理和收尘温度。
二、 预分解窑主要的工艺操作参数
预分解窑的烧成工艺过程中需要控制的参数比较多,一般在60~65个,过程控制也比较复杂,从国内已投产的厂生产操作来看,大都以人工给定操作参数为主,辅以单参数调节回路自动控制,即使是采用计算机集中控制或集散型控制的2000t/d以上规模的厂,由于尚未有比较切合实际的数学模型,计算机很难实现全过程的自动控制。虽然电机的开停(即开关量)控制可采用PLC程序控制,但是过程控制参数(即调节量)仍是人工键入设定值。待系统稳定运转后可投入数条单参数调节回路进行自动控制。
在这些工艺参数中,有小部分属于通过人工或计算机设定可直接操作控制的参数,我们称之为操作变量或自变量,而大部分则属于由于人工调节后随之改变的过程变量或称之为因变量,操作变量可由人工或计算机主动直接改变,过程变量由适时地显示出调节后的结果,二者之间也具有互为因果的关系。
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入窑生料及煤粉的化学成分对烧成而言也属自变量,它们的变化会引起操作参数一系列的变化,但它们不由窑操作员控制。当出现原燃料成分不符合要求波动时,应及时向有关部门提出意见。
随着工业自动化水平的不断提高,尤其是采用计算机过程控制技术的发展,使得过程参数大量进入计算机检测、分析,近几年投产的在中型厂,已很少见到仪表控制,但在1000t/d以下规模的厂,由于投资和工厂技术人员素质的限制,仍较多采用仪表控制。无论何种方式均离不开操作人员的干预,这就要求操作人员充分利用控制室内的各种仪表装置或计算机,重点观察系统中各过程变量的发展趋势,加强预见性控制,正确分析,灵活掌握调整方法,保证系统体质、高效、低耗的生产。
三、 正常操作下过程变量的控制
所谓正常操作,是指窑系统经点火投料挂窑皮后,已达到正常投料量,到出现较大故障而必须转入停窑操作这一时期,正常操作的主要任务就是运用风、煤、料及窑速等操作变量的调节,保持合理的热工制度,使下述变量基本稳定:
1、 窑主传动负荷
正常喂料量下,窑主传动负荷是衡量窑运行正常与否的主要参数,正常的窑功率曲线应粗细均匀。无毛刺,随窑速度变化而变化,在稳定的煅烧条件下,如投料量和窑速未变而窑负荷曲线变细、变粗,出现尖峰或下滑,均表明窑工况有变化,需调整喂煤量或系统风量,如曲线持续下滑,则需高度监视窑内来料,必要时需减料减窑速,防止跑生料。
2、 入窑物料温度及最末级旋风筒出口温度
正常操作中,入窑物料温度一般在820~850℃左右,出最末级旋风筒温度为850±5℃,这两个过程变量反应了入窑物料分解率高低和分解炉内煤粉燃烧和CaCO3分解反应的平衡程度,通常用分解炉出口或最末一级旋风筒出口温度自动调节窑尾喂煤量来实现预热器分解炉系统的稳定。
3、 出预热器C1级温度和高温风机出口O2含量
正常操作中出预热器的系统温度应为320~350℃(五级预热器)或350~380℃(四级预热器),高温风机出口O2含量一般在4~5%左右,这两个参数直接反应了系统的拉风量的适宜程度。两者偏高或偏低可预示系统拉风偏大或偏小,需调整高温风机阀门开度或转速。
4、 入炉三次风温与篦冷机一室篦下压力
正常条件下入分解炉三次风温一般在700℃以上,窑规模愈大,入炉三次风温愈大,篦冷机一室压力一般在4.2~4.5KPa,一般通过调整篦床速度来稳定篦冷机料层厚度,提高入窑二次风温和入炉三次风温。
5、 窑头罩负压
正常条件下窑头呈微负压,一般在25±15Pa,如其增大或减小,则需调整窑头收尘风机阀门开度,如其波动增大,曲线变宽,则需综合窑功率及窑头喂煤情况加以调整。
实际上在窑正常操作条件下,诸参数均已基本稳定在一定范围内,操作人员要多看参数记录曲线,看其发展趋势和波动范围,只有这样才能提前发现故障隐患,一般条件下应优先考虑调整喂煤量和用风量,每次调整在1~2%之间,以保持热工制度的动平衡。
具体如何调控各操作变量,因各厂设备、工艺及其它条件不同,不可一概而论,许多厂的操作员在总结操作经验时均提出过
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各种口诀或原则条款,在此不再赘述。
四、 正常条件下的操作 (一) 点火前准备工作
1、 生料系统已进行带负荷运转,生料库内存有不少于3500t生料,其主要技术指标如下: 细度:R80μm<10~12%,R2000μm<0.5%,生料率值根据实际情况现场确定调整。 2、 烟煤粉应满足下列技术指标
窑头、窑尾之细度:R80μm<12~14%,水分<2.0%,热值>24244kj/kg,adv<22%
(天津院推荐窑头细度:R80μm<3~5%,水分<1.5%;窑尾细度:R80μm<1~2%,水分<1.5%;热值>23000kj/kg,adv<26%) 3、 生料磨和煤磨系统应处于随时启动状态,保证能根据煅烧需要连续供料和煤粉。
4、 封闭所有人孔门和检查孔,各级翻板阀全部复原,并调好配重保证开启灵活,检查废气处理系统及增湿塔喷水系统。 5、 确定冷却机热端空气炮可以随时投入使用。
6、 确认全系统PC正常,各种开、停车及报警信号正确。重点检查窑主传动控制系统,窑尾高温风机控制系统,窑头篦冷机控制系统的内部接线、报警信号和报警值的设定、速度调节。
7、 确认仪表系统正常,重点检查下述仪表指示是否准确可靠。下述仪表对保证系统安全运转起到决定性作用,应重点给予确认。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 测点名称 窑尾烟室温度、压力 窑主传动负荷 冷却机一室篦下压力 冷却机二室篦下压力 窑头喂煤量 五级筒出口温度 混合室出口温度 高温风机负荷 窑头罩负压 序号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 测点名称 窑尾烟室出口温度 窑尾烟室出口气体成分检测 冷却机一室篦板温度 冷却机二室篦板温度 窑尾喂煤量 一级筒出口温度、压力 预燃炉出口温度 高温风机出口温度 系统生料喂料量 8、 窑尾烟室和C5出口处热电偶易损坏,应准备两只以上备用热电偶。
9、 备齐窑头看火工具、窑尾预热器捅堵工具,捅料用个人防护用品(防护镜、石棉衣、手套)。
10、确认已按设备润滑表要求备齐各种润滑油、润滑脂。准备部分石棉绳、石棉板、硅铝酸钠(水玻璃)用于系统密封堵漏。 11、化验室每班至少向窑中控报一次煤发热量。 12、准备点火
①确认空压机压力是否正常
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②确认油箱位是否达到规定要求
③确认点火工具:点火棒、棉丝、废机油
④对点火系统进行试喷,确认无误后,再将点火系统装入燃烧器中 ⑤检查所有风机档板、下料阀门是否处于正确状态 ⑥检查所有中控参数显示是否正常 ⑦检查三次风阀门转动是否灵活
⑧检查完毕后将现场选择开关打到“集中”控制并锁定,中控室操作员接到现场备妥指令后准备开车。
(二) 点火升温过程 1、 确认各阀门位置
①高温风机入口阀门,窑头电收尘排风机入口阀门全关; ②篦冷机各风机入口阀门全关; ③窑头一次风机进口阀全关; ④窑头喷煤管各风道手动阀全开。
⑤用铁丝吊起翻板阀处于全开位置,便于烘干热风通过。
2、 启动:在外部条件(水、电、燃料供应)具备,并完成细致的准备工作后可开始烘窑操作。 3、 用5~6m长的钢管一根,端部缠上棉纱,做为临时点火棒。
4、 点火烟囱开至一定的开度,保证窑头负压10~30Pa;连接好油枪,打开篦冷机一室、二室篦上人孔门,关好窑门,确认油枪供油阀门全关,启动供油装置。
5、 将临时点火棒点燃后自窑头罩人孔门伸入窑内,全开进油、回油阀门,确认油路畅通后慢慢关小回油阀门,调整油压至2.0~2.5MPa。开启窑头一次风机,调整风机进/出口阀门至10~20%左右的开度。
6、 随着喷油量的增加,注意观察窑内火焰形状,应逐渐增大点火烟囱的开度,保持窑头微负压。 7、 用回油阀门控制油量大小,按回转窑升温制度规定的升温速率进行升温。
8、 油煤混烧及撤油的时间根据窑头火焰燃烧情况而定,一般在窑尾温度大于350℃时开始喷煤,油煤混烧时间一般在投料稳定一段时间后才能完全断油,在此期间应逐步加大一次风机风量以形成稳定燃烧的火焰。烘窑初期窑内温度低,且没有熟料出窑,故二次风温亦低,因此煤粉燃烧不稳定,操作不良时有爆燃回火危险,窑头操作应防止烫伤。
9、 烘窑过程中应遵循“慢升温,不回头”原则,为防止尾温剧升,应慢慢加大喂煤量;并注意加强传动支承系统的设备维护,仔细检查各润滑点润滑状况和轴承温升,在烘干后期要注意窑体窜动,必要时调整托轮,投入窑筒体扫描仪注意窑体表面温度变化。
10、烘干过程中不断调整窑头一次风机风量及点火烟囱开度,注意火焰形状,保持火焰稳定燃烧,防止窑筒体过热,烘干后期应控制内、外内比例,保持较长火焰,按回转窑升温制度升温。(见下图)
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温度 ℃ 800 700 600 500 400 300 200 100 8 1、 降雨时时间减半,现场用慢驱动转转窑。 2、 若兼顾预热器衬料的烘干,C1出口温度在150~200℃时恒温12h,在C5出口温度在450~500℃时恒温12h。 窑速
连续低速转窑0.4r/min 1/4r/10min 1/4r/15min 1/4r/30min 1/4r/60min 1624 32 40 48 56 64 72 时间 h
全新窑衬回转窑升温曲线 温度 ℃ 1000 900 800 700 600 500 100~120℃/h 400 300 200 用油 用油 100 2 4 60~90℃/h 30~40℃/h 30~40℃/h 停窑熄火未拉风72h以内,或拉风冷窑48h以内 150~200℃/h 120~130℃/h 停窑熄火未拉风72h以上,或拉风冷窑48h以上 烧成带换砖 窑速
大面积换砖 连续低速转窑0.4r/min 1/4r/10min 1/4r/15min 1/4r/30min 90~100℃/h 30~40℃/h 保温 30~40℃/h 1/4r/60min 停窑在24~36h之内,可以在4~6h内投料降雨时时间减半,现场用慢驱动转窑 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间 h
生产中回转窑升温曲线图 11、启动回转窑主减速机稀油站,按转窑制度,现场有慢转驱动转窑。
12、随着燃料增大,尾温沿设定趋势上升,当燃烧空气不足或窑头负压较高进,可关闭篦冷机人孔门,启动篦冷机一室平衡风机,逐步加大一室平衡风机阀门开度。当阀门开至60%,仍感风时不足时,逐步启动二室的两台固定篦床充气风机、活动篦床充气风机,乃至三室风机,增加入窑风量。
13、烘干后期可根据窑头负压和窑尾温度、窑筒体温度、窑火焰形状加大排风,关闭点火烟囱,启动窑尾电收尘排风机,打开入口阀门及高温风机入口阀门,关闭去生料磨的两个热风阀门及排风机出口阀门。
14、视情况启动窑口密封圈冷却风机。
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