(1)回轉(zhuǎn)窯結圈的癥狀
活性石灰回轉(zhuǎn)窯結圈后系統(tǒng)出現(xiàn)以下癥狀:窯主電機負荷增加,電流波動值增大,窯頭、窯尾壓力不穩(wěn)定,窯頭出現(xiàn)正壓現(xiàn)象,窯內(nèi)氣流渾濁,窯內(nèi)的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài),筒體外皮局部溫度下降。
停窯檢查窯內(nèi)結圈狀況:
窯內(nèi)總計結3道圈(以某公司2010年2月25日一次結圈為例):第一道,筒體從窯頭起至24m處結 1m 多長,厚有400mm 的整圈;第二道,筒體從窯頭起至 28.5m處結0.5m 長,厚 200mm 整圈;第三道,筒體從窯頭起至37.5m處結 0.5m多長,厚有 200mm 斷斷續(xù)續(xù)的圈。
(2)回轉(zhuǎn)窯結圈的危害
回轉(zhuǎn)窯結圈一旦形成,便阻礙了氣流的順暢,窯頭出現(xiàn)正壓現(xiàn)象,窯內(nèi)高溫氣流大部分被阻礙在結圈體前側(cè),使窯內(nèi)氣流不能平均分配,結圈體后部分的物料不能充分吸收熱量,窯內(nèi)的物料受粉塵影響其運動方式由滾動狀態(tài)變?yōu)榛瑒訝顟B(tài),物料不能均勻受熱,物料的煅燒質(zhì)量不能保證,結圈一旦形成 200mm~300mm 時,主電機電流隨時增大,嚴重時容易引發(fā)設備故障,同時能耗增加,現(xiàn)場環(huán)境嚴重破壞,增加操作者勞動強度。
(3)回轉(zhuǎn)窯結圈的原因分析
1、原料含雜質(zhì)多易造成回轉(zhuǎn)窯結圈
作為石灰原料的石灰石其主要成分是 CaCO3,一般情況都含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO、K2O 、P、S 等雜質(zhì),如果雜質(zhì)含量高,就容易產(chǎn)生結圈,特別是 Al2O3、Fe2O3、P、S 等其熔點較低,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度達到 1 250℃以上時就會產(chǎn)生熔融,熔融后的雜質(zhì),隨回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)附著在回轉(zhuǎn)窯煅燒帶最高處形成結圈。
2、高溫使粉塵熔融易造成結圈
窯前儲料場因無防雨設施遇雨雪天氣,原料表面泥土沾在礦石表面篩分不掉,隨礦石一同入窯煅燒,石灰中大量粉塵進入窯內(nèi),經(jīng)過煅燒帶,高溫使粉塵熔融易造成結圈。
3、燃燒器選擇不當直接影響回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結圈
燃燒器是煅燒石灰的主要工藝設備,直接影響火焰形狀和剛度,進而直接影響回轉(zhuǎn)窯的煅燒溫度,不同的燃料應采用不同的燃燒器,要使燃料達到充分完全燃燒,燃燒器的選擇與控制至關重要,也直接影響窯內(nèi)結圈。
4、回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速與推料時間匹配不當影響結圈
回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速與推料時間的匹配影響物料在窯內(nèi)薄厚,物料薄厚影響物料在窯內(nèi)的運動軌跡。窯速低、推料時間短會形成料層太厚,物料在窯內(nèi)出現(xiàn)拋落現(xiàn)象,料層薄,就會形成物料在窯內(nèi)整體滑動,拋落和滑動都會產(chǎn)生物料粉化,粉化量大,在煅燒帶受到較強火焰的高溫,就會熔融形成結圈。
5、生產(chǎn)操作控制不當影響結圈
1) 回轉(zhuǎn)窯預熱器出口溫度過高,物料在預熱器內(nèi)預熱和分解加速,將在煅燒帶被燒結,石灰過燒,易造成結圈。
2) 窯尾壓力控制大小,會改變火焰長度、形狀,直接影響窯況變化和石灰質(zhì)量,易產(chǎn)生結圈。
3) 在燃料流量正常情況下,煤氣壓力控制過低,燃燒火焰短粗,煅燒帶提供熱量過多使物料出現(xiàn)過燒,嚴重時煅燒帶結圈。
4) 一、二次風的合理分配直接影響煅燒和質(zhì)量的穩(wěn)定,一次風過大,火焰會短粗,高溫段過于集中,引起結圈;反之火焰瘦長,煅燒溫度低,會使石灰質(zhì)量不穩(wěn)定,易結圈。
1、嚴格原料進廠驗收制度
一是加強物理檢驗控制,進廠粒度應控制在25~45mm,減少過小顆粒原料摻入,避免入窯后大量灰粉產(chǎn)生。二是加強化驗檢驗控制,對進廠的原料進行嚴格化驗,控制 CaO 含量不低于 53%,MgO、SiO2的含量控制在 2.0%和 1.0%以下,S 含量小于0.015%,不合格品原料不入窯。
2、降低入窯原料的含粉率
為解決結圈問題,石灰石礦于 2009 年在礦石入倉前增加移動篩分設備,對 3 號皮帶頭部振動篩篩網(wǎng)由原來的編織篩網(wǎng)改為沖孔,但遇雨雪天氣篩網(wǎng)堵塞,清理過程中影響生產(chǎn),應進一步改進篩子結構,使入窯含粉率控制在 5%以內(nèi)。
3、控制窯速與推料時間的匹配
物料由窯尾運動到窯頭完成石灰石分解的全過程,而預熱器向回轉(zhuǎn)窯的推料量必須與回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速同步,也就是說,一定的產(chǎn)量必須制定相應的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速,以保證物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的料層厚度和填充量。正?刂莆锪显诟G內(nèi)的填充率在 6%~8%之間,窯的轉(zhuǎn)速快慢要達到物料顆粒自我翻滾為宜。
4、合理控制各部熱工參數(shù)
根據(jù)改進后的燃燒器,調(diào)整好燒嘴角度,合理控制窯尾風機壓力、流量和一、二次風機風量及風壓,以保證火焰的長度和剛度,使火焰與筒體保持平行;同時與燃氣廠及時溝通,要求提供熱值、壓力均穩(wěn)定的煤氣供應,其中熱值≥15 048kJ/m3,壓力在 9 800~11 000kPa 之間,按表 1 規(guī)定合理控制各部熱工參數(shù),以保證窯況的穩(wěn)定。
5、加強煅燒過程管理
1) 隨時觀察窯內(nèi)火焰、氣流、物料運動情況,如果發(fā)現(xiàn)火焰形狀發(fā)散,窯內(nèi)氣流渾濁或物料有滑動現(xiàn)象,應立即檢查產(chǎn)品實物質(zhì)量 SiO2是否偏高,同時減產(chǎn)降溫,調(diào)整窯況。選擇優(yōu)質(zhì)原料入窯,待實物質(zhì)量好轉(zhuǎn),窯內(nèi)氣流順暢,粉塵明顯減少,再逐步提產(chǎn),恢復正常生產(chǎn),避免熔融物粘窯壁產(chǎn)生結圈。
2) 每小時在窯頭從格柵側(cè)門取一次樣,用肉眼分析實物質(zhì)量,根據(jù)實物質(zhì)量情況,調(diào)整煤氣量等工藝參數(shù)。
3) 冷卻器下電振給料機均勻出灰,保證冷卻器內(nèi)高、低料位差在 100mm 左右,使二次風量供給均勻。
4) 計劃減產(chǎn)時,應按 50t/h 梯度逐步減產(chǎn),同時及時調(diào)整煤氣量等各部工藝參數(shù);恢復生產(chǎn)時,按升溫曲線進行操作(回轉(zhuǎn)窯升溫曲線見圖 2)。
6、一旦發(fā)生結圈應采取以下措施
1) 不定期短時間減產(chǎn)、停窯,同時,停一、二次風機,觀察窯襯情況,如有輕微結圈,選擇適當時間減產(chǎn)、降溫,利用高、低溫差使結圈脫落,避免窯況惡化。
2) 如果出現(xiàn)窯頭、窯尾產(chǎn)生正壓,窯內(nèi)氣流渾濁,主電機電流增大,不能完成正常產(chǎn)量、質(zhì)量等現(xiàn)象,需停窯處理。
結論
活性石灰回轉(zhuǎn)窯結圈是石灰行業(yè)普遍存在問題,結圈因素也是多方面的,既有原料、燃料影響,又與燃燒器的選擇和生產(chǎn)工藝控制等有關,只要強化各個環(huán)節(jié)的管理,預防為主,回轉(zhuǎn)窯結圈就能得到有效控制,進而不斷延長結圈周期,逐步實現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。