新型干法窑中控操作要点

新型干法窑中控操作要点及常见故障处理新型干法水泥厂的生产过程,就是以悬浮预热和窑外分解技术为核心,以新型的烘干粉磨及原燃料均化工艺及装备,采用以计算机控制为代表的自动化过程控制手段,实现高效、优质、低耗的水泥生产过程。

1中控室操作的一般原则2新型干法窑主要的工艺操作参数3正常操作下过程变量的控制4非正常条件下的操作及故障处理新型干法生产对中控室操作的要求•新型干法与传统的湿法、干法、半干法水泥生产相比,其工艺过程比较复杂,系统环节多,连续性强。

许多工序联合操作,相互影响,相互制约。

生产过程本身要求具有高度的稳定性,设备运转的可靠性和参数调节控制的及时性,这就需要中控室的操作人员必须很好地掌握新型干法工艺过程的特点,了解其工作原理和各种工艺热工过程的特性,同时具有机械、电气、自动化过程控制等方面的基本知识,这是提高中控室操作水平的基础。

一中控室操作的一般原则•新型干法窑系统操作的一般原则,就是根据工厂外部条件变化,适时调整各工艺系统参数,最大限度地保持系统“均衡稳定”的运转,不断提高设备运转率。

•“均衡稳定”是事物发展过程中的一个相对静止状态,它是有条件和暂时的。

在实际生产过程中,由稳定状态,这都需要操作人员予以适当调整,恢复达到新条件下新的均衡稳定状态,因此运用各种调手段来保持或恢复生产的均衡稳定,是控制室操作的主要任务。

•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,应是以保持优化的合理煅烧制度为主,力求较充地发挥窑的煅烧能力,根据原燃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产量和运转率。

•中控室的具体操作中坚持“抓两头,保重点,求稳定,创全优”这12字诀。

所谓“抓两头”,就是重点抓好窑尾预热器系统和窑头熟料烧成两大环节,前后兼顾、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”,就是在参数调节过程中,适时适量,小调渐调,以及时的调整克服大的波动,维持热工制度的基本稳定；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，总结出适合我厂实际的系统操作参数,即优化参数,使窑的操作最佳化,取得优质、高产、低耗、长期安全稳定文明生产的全面优良成绩。

二新型干法窑主要的工艺操作参数•新型干法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,从国内已投产厂的生产操作来看,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)仍是人工键入校定值。

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,如：投料量、拉风量、喂煤量、窑速、篦速等。

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,如：系统各温度、压力流量等。

操作变量可由人工或计算机主动直接改变,过程变量适时地显出调节后的结果,二者之间具有互为因果的关系。

•另外,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。

中控室中的显示参数大都是过程变量,其测点设置各厂也不尽相同,一般的主要过程变量参数及其作用见下表：•C1出口温度：反映系统热交换效果及温度位分布状况•C1出口压力：反映系统通风状态及各管道通畅状态•C5出口温度：反映C5入料状态及分解炉、窑的温度位分布•C5下料温度：反映C5入窑生料的下料状态及表观分解率分•解炉出口温度：反映分解炉的热交换状态及温度位分布•分解炉出口压力：反映分解炉的负荷及通风状态•分解炉入口三次风温度：反映篦冷机热交换效果及窑头二次风温度•分解炉入口压力：反映三次风通风状态•窑尾烟室温度：反映窑内温度及温度位分布•窑尾烟室压力：反映窑内通风状态，间接反映在线炉的通风状态•窑头二次风温度：反映篦冷机冷却效果、熟料结粒情况及热焓•篦床料层厚度：间接反映窑内热工的稳定性•窑头电收尘入口温度：综合二次风温、篦速反映篦冷机的冷却效果及风量分配的合理性•C1出口CO、O2浓度：反映系统过剩空气系数及煤燃烧状态是否完全•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,近几年投产的大中型厂,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,保证系统优质、高效、低耗地生产。

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阶段后已达正常额定投料量,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,使下述过程变量基本稳定。

3.1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。

无尖峰、毛刺,随窑速度变化而改变,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。

3.2入窑物料温度及C5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℃,这两个过程变量反映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。

3.3出预热器C1级温度和C1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℃(四级预含量一般在4％～5％左右,热器),C1出口O2这两个参数直接反映了系统的拉风量的适宜程度。

两者偏高或偏低可以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。

3.4 窑尾烟室温度•窑尾烟室温度的高低及稳定性直接反映窑内的热工状态的稳定程度，也间接反映头煤和尾煤比例的合理性及窑的负荷。

新型干法窑控制在＜1050℃。

在我们实际生产中要努力降低窑的热负荷，保护窑皮，以提高耐火材料的使用寿命，降低生产成本。

3.5入炉三次风温与冷却机一室篦下压力•正常条件下入分解炉三次风温一般在800℃以上,窑规模愈大,入炉三次风温愈高,篦冷机一室压力一般在4.5～5.0kPa(对富勒型厚料层冷却机),一般通过调整篦床速度来稳定冷却机料层厚度,提高入窑二次风温和入炉三次风温。

3.6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,则需调整窑头除尘风机阀门开度,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。

•具体如何调控各项操作变量,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各种口诀或原则条款,在此不再赘述。

四非正常条件下的操作及故障处理•非正常条件也就是我们常说的开停车及异常状况，一般有下列几种情况：•点火升温投料•故障或计划停窑•预热器分解炉堵塞•烟室结皮•窑内结大蛋•窑后结圈•跑生料•红窑•篦冷机堆雪人4.1点火升温投料•新型干法窑的点火投料是中控操作的重要阶段,应注意以下几点：①做好系统检查。

在点火前按操作规程顺序检查系统的密闭情况,并进行空载联动试车,确认系统各部位处于正常状态。

②控制升温速率。

升温阶段一般根据窑尾温度控制系统的点火升温速率＜2℃/min,对换砖的窑应按烘干曲线烘干衬料后再按正常速率升温。

③投料时要注意风、煤、料的平衡：一般情况下,投料时系统拉风应为正常风量的70％～80％,投料以70％开始,窑尾加煤量根据C5出口温度控制,窑头煤量则根据窑尾温度控制,密切注意预热器系统负压变化,加强吹扫,防止堵塞,待入窑物料温度及窑功率曲线开始上升时,即可加料。

每次加料一般为额定料量的3％～5％,同时要注意窑速与投料量的对应关系,先提窑速再加料。

一般投料后40～50min料入冷却机,在其后的8h内逐步加料至额定投料量,系统拉风则应控制在C1出口温度380～420℃,且宜大不宜小。

④强化篦冷机操作,尽快提高二次风温和入炉三次风温。

通过调整篦速和各室风机风量延长物料在冷却机内的滞留时间,提高热回收率,快速提高燃烧空气温度,尽快稳定窑的煅烧状况。

4.2故障停车•故障停车有两类：机电故障停车和工艺故障停车,但二者又不能截然分开,如处理不及时或处理不当有可能引起连锁反应,波及整个系统。

•无论何种故障引起停车,中控室都应及时与现场联系查明原因,首先保证人身及机电设备安全,并及时止料、止煤,根据事故的类型及排除故障所需时间确定下一步操作步骤。

4.3几种常见工艺故障的判断和处理4.3.1预热器分解炉堵塞•现象：锥体压力突然大幅度下降；同时入口与下一级出口温度急升；如C5堵,烟室、分解炉及C5出口温度急升。

•原因判断：1.煅烧温度过高造成结皮；2.内部结皮塌料高温物料来不及排出而堵塞在缩口处；3.拉风量不足,排风不流畅或拉风变化引起平台积料塌落；4.预热器内部耐火材料或内筒脱落掉卡在锥体部位；5.翻板阀失灵；6.漏风严重引起结块；7.煤粉燃烧不好,C5内仍有煤粉继续燃烧；8.生料喂料波动过大。

•处理措施：在发现锥体压力逐渐变小时,就应及时进行吹扫和加强捅堵,同时减料和调整操作参数。

当锥体压力为零时,应立刻止料停窑处理。

4.3.2烟室结皮•现象：顶部缩口部位结皮,烟室负压降低,三次风、分解炉出口负压增大,且负压波动很大；底部结皮,三次风、分解炉出口及烟室负压同时增大。

窑尾密封圈外部伴有正压或漏料现象。

•原因判断：1.温度过高；2.窑内通风不良；3.火焰长,火点后移；4.煤质差,硫含量高,煤粉燃烧不好；5.生料成分波动大,KH忽高忽低；6.生料中有害成分(硫、碱)高；7.烟室斜坡耐火材料磨损不平整,造成积料；8.窑尾密封不严,掺入冷风。