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，因為系統(tǒng)和設(shè)備的不正常，多次開、?；剞D(zhuǎn)窯，曾經(jīng)發(fā)生過多次投料初期預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象，處理起來既費時又不安全。對于預(yù)防和處理堵塞這一問題，業(yè)界有過很多論述，但對于具體的操作很少有詳細的指導(dǎo)。結(jié)合實際生產(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)生在旋風筒錐體、各級下料管及翻板閥處。若發(fā)現(xiàn)不及時，有時能從下料管堵到預(yù)熱器錐體，甚至整個旋風筒，而分解爐、煙室斜坡、連接管道、變徑管等處有時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、責任心及操作手段等幾方面認真細致地分析研究。對每次堵塞的前兆都應(yīng)仔細分析，并找出原因，為以后生產(chǎn)中防止堵塞和出現(xiàn)堵塞時應(yīng)采取的措施提供依據(jù)。

　　2.1 投料溫度控制不當引起的堵塞
　　在投料初期系統(tǒng)溫度相對較低，操作員往往擔心會跑生料，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，當高溫風機拉風后，給料和給煤的時間如果把握得不好，在第一股料入分解爐之前，尾煤先到達，則高溫預(yù)先出現(xiàn)，加上剛投料三次風溫偏低，煤粉燃燒不完全，在爐內(nèi)燃燒時間滯后，而此時單位體積內(nèi)物料濃度較低，風速快，煤粉和物料在分解爐內(nèi)停留時間較短，真正的燃燒已經(jīng)延入C₅筒內(nèi)進行。如果分解爐出口溫度在890℃以上，則C₅筒出口溫度則會高于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，避免再次開窯時對升溫的影響。如果非正常停窯，以后的烘窯時間會更長。眾所周知，正常生產(chǎn)中硫、堿都會在窯和預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)達到一定的平衡后被廢氣帶走。當停窯時，系統(tǒng)溫度發(fā)生變化，這一平衡將會破壞。通過多次揮發(fā)，循環(huán)富集，它們在高溫時揮發(fā)、在低溫時凝聚更為劇烈。硫堿在700℃左右凝結(jié)，而停窯后各級溫度都會下降，凝點已移入C₅筒，止料后，不會有物料將其帶入窯內(nèi)。加上停窯時的頭煤燃燒，而后的烘窯升溫階段長達幾個小時，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)窯所揚起的粉塵進入預(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，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，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，沒達到投料的條件。在此階段，操作員往往擔心火滅，影響穩(wěn)定性，因此翻窯的次數(shù)少，間隔時間較長，以此來穩(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)熱器下級溫度偏高，并有部分不完全燃燒的煤粉沉積在下料管中，當拉風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，當煙室溫度達到800℃左右時，完全可以輔傳連續(xù)轉(zhuǎn)窯，不必擔心火焰熄滅，煤粉必須要經(jīng)過爆燃這一階段之后火焰才能慢慢穩(wěn)定下來。隨著物料的翻滾并吸取熱量往窯前運動，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)，抑制住尾溫的過快增長，整體上提升全窯的溫度，再者也可以起到保護窯襯的作用。

　　(4)在烘窯的后一階段，應(yīng)多次啟動預(yù)熱器系統(tǒng)空氣炮，最好投料前重新吹掃一下各級錐體及下料管。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，因為隨著頭煤的不斷增加，一次風所提供的氧氣已不能滿足燃燒所需，此時應(yīng)適當把篦冷機一室風機開啟，調(diào)整適當?shù)拈y門開度，上述現(xiàn)象基本可以消除。

　　2.2 內(nèi)漏風引起的堵塞
　　由于翻板閥鎖風不好形成內(nèi)漏風，投料時第一股料下來之后，由于物料濃度相對較低，需在筒內(nèi)循環(huán)到一定濃度后才能沖開翻板閥，而內(nèi)漏風無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，如果排料不暢，很容易形成堵塞。針對以上情況，操作上應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

　　(1)內(nèi)漏風造成的堵塞。當旋風筒的排灰閥(也稱鎖風閥)因燒壞或失靈時，下一級旋風筒的熱氣流會經(jīng)過下料管通過排灰閥漏入上一級旋風筒內(nèi)。這種通過下料管排灰閥由下一級旋風筒漏入上一級旋風筒的漏風稱為內(nèi)漏風。它不但能降低旋風筒分離效率，增加循環(huán)負荷，也是短路、塌料、堵塞的原因之一。這是因為：下一級氣體從下料管內(nèi)經(jīng)過時，會使預(yù)熱器收集下來的物料重新上升，在預(yù)熱器內(nèi)造成循環(huán)。由于下料口處風速高達40 m/s，氣流浮力較大，沒有相當數(shù)量的物料就不會向下沉落。一旦物料收集得過多具備了沉落的條件，便有一大股物料經(jīng)過排灰閥落下，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，將堵至預(yù)熱器錐體，且清堵相當困難。

　　(2)投料時不要過多加入尾煤。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)溫度過高時再減尾煤，時間滯后，已來不及，危險性很大。因此分解爐出口溫度控制在870～880℃已差不多，當料流穩(wěn)定后再慢慢往890℃上靠近，不必擔心尾煤著不了火而馬上大幅度升溫，實踐證明只要溫度在700～750℃左右尾煤都能保證著火。再者剛開始也沒多少料下來，窯內(nèi)儲存的熱量完全可以滿足，塌生料的可能性很小。前面分析過，如果溫度按正常生產(chǎn)中的參數(shù)來控制，由于硫、堿濃度及烘窯時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)漏風不可避免的情況下，投料時拉風一定要稍大。雖然拉風大時，剛開始會引起C₅筒溫度稍高，但只要兼顧到位，就不會出現(xiàn)問題，當物料下來后溫度亦隨之下降。拉大風可避免塌料的產(chǎn)生，同時篦冷機的風量要根據(jù)窯頭負壓及時調(diào)整，以免第一股料在預(yù)熱器內(nèi)因風量不足而引起塌料。剛開始投料量設(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各級翻板閥及克服內(nèi)漏風形成的阻力，當料進入窯內(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。其次高溫風機拉風后，在開始前幾分鐘不能減風。有的操作員在拉風投料后，感覺拉風好象過大，心里不踏實，馬上減風，這樣容易引起系統(tǒng)風量的改變，發(fā)生塌料現(xiàn)象。

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

　　2.4 機械故障造成的堵塞  
　　堵塞的另一類原因是外來異物機械性堵塞。如：預(yù)分解系統(tǒng)的檢查門磚鑲砌不牢垮落；旋風筒頂蓋、分解爐頂蓋及內(nèi)筒襯料剝落；旋風筒內(nèi)筒或撒料板燒壞掉下；排灰閥板燒壞或轉(zhuǎn)動不靈；檢修時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)熱器的機械堵塞。

　　(1)有兩種性質(zhì)的掉磚。一是在開窯前關(guān)閉檢查門用磚封閉時不小心，或是在打開檢查門處理堵塞時不慎，致使磚掉入預(yù)熱器內(nèi)，或因檢查門封閉不嚴，砌磚不牢，有時負壓較大將磚吸入預(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；內(nèi)筒受高溫變形導(dǎo)致內(nèi)襯開裂或在處理結(jié)皮時導(dǎo)致內(nèi)襯同物料結(jié)皮一起落入預(yù)熱器內(nèi)。

　　(2)旋風筒內(nèi)筒被燒損后剩下的殘片也能造成預(yù)熱器機械堵塞。當該級旋風筒是并列兩個時，若其中一個內(nèi)筒燒損，堵塞錐體、物料蓬架，通過該筒的風量減少，造成系統(tǒng)風量分布不均，并因此導(dǎo)致堵塞。掉內(nèi)筒造成堵塞主要發(fā)生在最末兩級旋風筒，以末級最為嚴重。

　　(3)排灰閥本身結(jié)構(gòu)不好，高溫變形，配重不當，轉(zhuǎn)動不靈有時也會發(fā)生機械性卡死，而堵死下料管。我們每次投料前都安排每一級預(yù)熱器有一個人監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)某處異常，及時安排人工開動吹風裝置吹堵或晃動翻版閥，也是最行之有效的方法。

　　2.5 其它情況
　　開、停窯時排風量過小需止料停窯時，排風量不能大幅度減小，若大幅度減小，易造成物料因風速過低沉積在水平管道內(nèi)。重新開窯投料時，開始排風量也小，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，堆積的物料越來越多，嚴重時也可以導(dǎo)致堵塞。

　　3 結(jié)束語
　　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，必須嚴格管理，強化操作，加強崗位工的責任心，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，這對保證生產(chǎn)、設(shè)備和人身安全都有很重要的作用。