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石灰回转窑操作理念自解〈改进篇〉

 唐山港陆高钙灰 2024-05-21 发布于河北

通过钙世界数字产业服务平台主办的“中国钙链产业大会”回转窑讨论组中与李工(李海山)的交流后,总结近期工作中遇到的问题发现本文原有内容不够完善并有很多问题。因原有文章已被其他平台删除,因此重新整理并结合生产总结出的新的认知做出调整。

石灰回转窑操作的关键是统一理念,而非操作参数的限定。统一理念首先要理解各主要控制参数的意义。在此记录我个人的理解及控制案例。

一次风·二次风和燃烧器

一次风机的使用应与燃烧器相互配。一次风对燃烧器火焰的控制有着至关重要的作用一次风的用量控制应结合现场火焰状态,在保证燃料充分燃烧的前提下调整火焰。窑头火焰的燃烧主要还是依靠一次风的供给,同时一次风的压力决定了燃烧器外风出速的快慢,外风出速又影响着燃烧器对二次风的卷吸效果影响高温二次风的利用率。所以一次风的使用应根据燃烧器及燃料进行有效控制。就目前行业内部分企业认为过多的一次风是冷风进入系统,对于燃料燃烧会有抑制作用,同时会增加系统热耗,但是燃料的充分燃烧才是生产稳定的保障。众所周知,近几年水泥行业调整思路也是控制一次风的进入量,目前都在采用高压低风量的一次风机,主要目的就是在保证低风量进入系统的同时提高一次风压促进燃烧器外风对高温二次风的卷吸提高高温二次风的利用率,以此来降低热耗控制成本。

对于一次风的使用行业内部分耐材厂家也对一次风的使用提出限制,说一次风太大火焰力度高,耐材承受不了。只能说如果在合理的火焰形态下未出现散焰吹扫窑砖的情况下,请考虑产品本身的质量情况。同时在此强调一点一次风低频率运行虽然火焰强度低但失去外风高出速高压力对火焰的包裹火焰短散虽然烧成带耐材使用时间增加,但窑前部在长时间火焰吹扫下一样会出现耐材损耗。如再出现先低窑速在前部形成烧结圈时间频繁长掉造成结皮扒砖现象一样会对前部窑砖造成损耗。同时不利于企业高品质石灰生产及耗降低。

对于燃烧器的使用内外风的调整至关重要,外风主要是对火焰塑形,圈吸高温二次风辅助燃烧,内风提高燃料与空气的混合度散煤粉的同时为燃烧供氧。内风,外风,中心风都一次风机提供风量,三者之间相互制约,内风降低风压,中心风及外风风压就会升高。燃烧器调整同时要考虑风速,风量,燃料特性。同时燃烧器的调节重点关注不同厂家燃烧器风路布置及相互之间的影响及作用。尤其是气煤混烧系统,要充分考虑燃气带动煤粉燃烧,首先应解决燃气的充分燃烧后促进煤粉的燃烧同时不同燃气压力下考虑燃气在燃烧器内的出速问题,不同出速下燃烧器的外风出速是否能卷吸足够的高温二次风达到使燃气充分燃烧的效果。

煤线,重点控制成品煤粉的细度和水份,保证水份细度稳定。同时结合使用煤粉的煤工业分析结果合理控制细度。

纯气烧回转窑一次风用法应注意风压控制,尽量在保证外风风压的情况下控制火焰长度及形态。内风的用量应该适当降低,过多的氧气混入造成燃气剧烈燃烧,同时造成火焰短粗。造成燃烧器前部形成高温白焰对窑砖及石灰煅烧都会产生影响。生产中燃气同样是入窑系统中的一路风,所以燃气系统燃烧器的调整要充分考虑燃气压力及燃气量的稳定。一次风机可根据燃烧器风路情况及时提高风压,加强对高温二次风的卷吸利用,燃烧器内风外风都可以在保证火焰形态下关闭打开进行调整。

回转窑

石灰回转窑操作过程中,一直以物料翻滚状态来判定物料在窑内的前行距离,但实际生产中,大多数物料是滑动前行,尤其是小料,料径越小,越容易形成滑动。而滑动的距离并没有理论值那么大,这也是很多回转窑初期生产正常,一到高产期就出现质量波动的原因。而滑动距离随着量的增加,窑内物料被带起的高度变得更低,滑行距离更短,及时提高窑速形成惯性带动强化翻滚至关重要。而低窑速下随着窑内填充率的升高导致回转窑内料层不断增厚,低窑速下物料翻滚下降滑行成为常态导致料层中间物料煅烧不足,产生质量波动。为保证煅烧增加煤量,导致成本增加。

实际生产中应该在投料初期就对窑速做出提前增加,底产期在窑头看到物料出窑时就对料层进行控制,稳定填充率。窑头料层实际要比窑尾略薄随着产量的提高窑尾料层会最先变厚,提前提高窑速就是为避免窑尾料层增加后对窑内通风产生影响。加产中首先要先提窑速,在保证质量的前提下,根据系统温度情况增加燃料,最后提高产量降低推头时间。以此保证系统填充率的平稳。减产操作反之,先提高推头时间,运行半个小时后降低窑速,最后降低燃料。

回转窑系统初期升温在传统状态下以预热器温度为主,初期投料往往是整个回转窑内温度并未达到生产要求,所以初期窑速无法快速提高,同时产量提高也相对较慢,造成不必要的成本损耗,因此初期烘窑升温应以窑尾温度为主,控制思路:

点火后主排风机开启预热器各冷风阀全部打开,根据窑头窑尾的升温情况调整拉风,保证窑尾温度根据烘窑升温曲线变化,如窑尾升温快可降低拉风或关小风机入口阀门。如窑尾温度降低优先关闭预热器及收尘管道冷风阀,总体就是保证以窑尾温度为主升温。尤其是新建生产初次点火烘窑,储料仓为保证烘窑,可暂时不装物料,棒阀全开,在窑尾温度在600度以上后关闭棒阀上料。

预热器

生产中随着产量的提高,推头时间不断降低,物料在预热器停留时间也在短。当推头时间降低到影响到预热器温度后,物料温度低在被推进入窑时对窑尾温度也产生影响,预热效果不好的物料进入烧成带后快速吸收热量,导致烧成带的温度损耗,如果窑头喷煤量不足,最终导致石灰生烧增加,煅烧不好。所以回转窑系统控制要头尾兼顾,在产量提高到一定量时应对预热器顶部温度,窑尾温度,窑头出料温度进行控制,及时做出预判提前增加燃料。

二次风及二次风机

二次风主要是冷却器冷却出窑物料的高温热风。理论来说一次风主要占系统煅烧用风的%20,系统漏风占10%,二次风占比在70%。实际生产中部分企业误解了这个占比,认为二次风越大,对燃料燃烧越好。二次风主要作用还是保证石灰急冷为主。过多的二次风不但会导致窑头正压冒灰,同时还会对系统温度产生影响低温二次风进入回转窑系统造成烧成带温度降低,造成系统燃料损耗的增加,提高生产成本,所以二次风温的控制对系统稳定降低成本有着重要作用低温二次风风量过多,对燃烧器调整不当或燃料燃烧不充分的企业形成最大的问题就是后部预热器高温。生产成本增加。

二次风的控制首窑明确不是二次风温低,而是出窑物料的温度低或是二次风机风量控制问题导致的二次风温低。所控制二次风量应该结合系统情况充分分析原因。重点是初期调整在保证出窑物料煅烧充分情况下提高二次风机频率,让进入系统的二次风始终保持为高温二次风。

冷却器

冷却器的顶部温度反映的是石灰煅烧好坏反应最快的参数。在冷却器料层稳定,二次风不做调整的情况冷却器顶部温度越高,石灰的质量越好。而在生产控制中要保证石灰迅速冷却在料层控制上应该以中低料位,尤其是针对活性要求高的生产线,应以低料层控制保证物料快速冷却的同时减少不必要的低温二次风进入系统。

看火工与操作员

随着石灰回转窑系统自动化的应用,传统看火工已经逐渐无法适应新系统,而是转变为要求更加严格的中控操作员。操作员不仅要会看火,同时也要对各重点控制参数进行调整,以达到保质保产,节能降耗。操作员不再需要去窑前看火看料而是有了更加先进的高温看火镜头一个屏幕可以看到料层,火焰温度,出料温度。操作员应具备参数的整理,分析,及调整系统的能力。企业也应该重视自动化系统操作人员的培养,通过工艺人员的提高,不断地优化操作,把控细节,以技术力量降低成本。不能只图用人便宜,一个优秀的中控操作员为生产带来的效益要远远超过其自身的高薪。

石灰回转窑节能降耗的关键因素

目前石灰回转窑随着双膛窑及新型悬浮煅烧系统的宣传推广面临的最大挑战就是能耗热耗高于二者,但就目前石灰回转窑煤耗大及热耗的损失多数情况下是因为工艺操作的问题。回转窑风、煤、料、窑速的合理匹配及时调整主要操作人员对系统理解非常重要。同时新老理念的碰撞需要的是企业管理人员自身的提高。节能降耗关键不光是整体系统的技改更重要的是行业工艺人员对原有固化理念的改变。举例来说水泥生产中不能短焰急烧主要原因是水泥硅酸三钙、铁铝酸四钙的形成会受到影响。而在石灰煅烧中单一矿物转变也在强调短焰急烧不可行。如果说短焰状态下系统运行稳定耐材设备不会受到影响尝试短焰急烧也未尝不可,最终的目的是烧出高质量氧化钙。

回转窑石灰对于未来高端产品的加工无论是高比表脱硫剂、纳米钙等产品的加工都要优于双膛窑及悬浮煅烧系统,关键就是通过工艺优化对火焰强度及窑速的调整合理控制氧化钙在窑内的形成,在氧化钙充分煅烧形成小结晶状态下快速冷却。因此工艺操作人员的预判控制能力及对系统认知的不断提高是节能降耗优质高产的另一个重要环节。

在此种条件行业内企业应重点关注人员培养为节能降耗也为企业在激烈市场竞争下的生存。甚至可以聘请行业内知名专家像李海山李工、颜克有颜工对企业人员进行短期指导。甚至依托行业平台对企业操作员进行短期培训。在以前的水泥行业经常有类似的学习。石灰回转窑工艺控制并没有想象得那么简单,想要生存只有不断提高自己。

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