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作者:楊新社 單位:陜西省耀縣水泥廠 [2000-12-5]
關鍵字:2000 t/d 預熱器系統堵塞 原因
摘要:

0 前言
　　我廠2 000 t/d新型干法熟料生產線，窯外分解部分是雙系列五級預熱器帶DD型分解爐。該線自1992年9月月投入生產以來，僅預熱器系統而言，整體運行工況達到設計要求。但在1995年9月下旬至1996年2月上旬這五個月的時間內，預熱器(尤其是兩列第四級旋風筒)頻繁出現堵塞，給該生產線帶來了災難性的損失。據不完全統計，出現的預熱器堵塞達50次之多，是幾年來從未遇到過的大問題。經過大家的共同努力，反復探討，使該問題得以徹底解決。本文就該預熱器系統的堵塞情況及原因作一分析。
1 預熱器堵塞情況及原因分析
　1.1 堵塞情況統計
　　表1 預熱器堵塞情況統計
日期(年月日) 投料時間h∶min 堵料時間h∶min 運行時間min 堵塞部位
1995-09-26 　　15∶20 　　　　　16∶34 　　　　74　　　　 C4a
1995-09-27 　1∶00 　　　　　1∶38 　　　　38　　　　 C4a
3∶11 4∶23 72 C4a
9∶57 10∶30 33 C4a
14∶35 15∶37 62 C4b
1995-10-05 4∶08 5∶22  74 C4a
 9∶30 10∶03 33 C4a
12∶55 13∶32  37  C4a
17∶18 18∶06 48 C4b
1995-10-14 9∶20 10∶21 61 C4b
1995-10-15 6∶15 7∶42 87 C4b
1995-10-18 23∶37 0∶50 73 C4b
1995-10-19 3∶03 3∶20 17 C4b
7∶02 7∶28 26 C4b
 12∶53 13∶25 32 C4b
 21∶09 22∶09 60 C4a
1996-01-21 20∶40 21∶08 28 C4b
1996-01-23 22∶10 23∶11 61 C4b
1996-01-24 3∶58 5∶16 78 C4b
1996-01-27 2∶23 3∶35 72 C4a
1996-02-01 9∶20 10∶42 82 C4b
1996-02-02 0∶54 2∶03 69 C4b
 11∶02 12∶42 100  C4b
16∶16 16∶52 36 C4b
17∶21 17∶55 34  C4b
1996-02-03 20∶47 22∶25 98 C4a
1996-02-04 0∶45 1∶23 38 C4b
3∶15 5∶09 104  C4b
1995年9月至1996年2月我廠預熱器堵塞情況統計見表1。
造成預熱器堵塞的原因比較多，如操作不當，煤質不好，結構不合理，漏風，機械故障，工藝設計不合理，有害元素等。由表1可知我廠預熱器堵塞的特點是：
一：主要在兩個四級筒(C4a，C4b)堵塞；
二：有著同樣的規律性：
(1)從堵料的時間看，有效運行時間一般為30 min至90 min。
(2)絕大部分堵塞發生在兩個四級筒的下料錐體部分。
(3)堵料發現及時，料子疏松，易于清理。
(4)堵塞之前，有負壓突閃出現，在現場可以看到四級鎖風翻板閥有很大的閃動。
(5)堵料速度快，瞬間錐體壓力由-2 000 Pa變為-1 000 Pa，繼而成正壓。
1.2 系統原因查找
　　為查找原因我們先在煤、料、操作、機械等方面查找，先后進行過幾次系統檢查和處理。其一，1995年10月7日至13日更換了兩個C4內筒(由于嚴重變形、內縮、內折使內筒直徑由原來的2 250 mm縮至1 100 mm左右)，更換了燒損的翻板閥，消除內漏風；10月23日處理系統漏風，對所有下料管處的膨脹節進行密封處理，盡可能減少外漏風。第二，對預熱器系統的壓力進行了標定，并對高溫風機、窯尾排風機、增濕塔出口閥門、匯風箱內分布板、電除塵 器進、出口閥門都進行了認真檢查，并沒有發現異常情況。第三，在操作上加大了高溫風機轉速，閥門開度在98%～100%時，轉速由正常情況下880 r/min～890 r/min提到930 r/min～940 r/min，C1筒出口壓力由正常投料時-4 000 Pa～-4 500 Pa提高到-5 300 Pa，堵料現象仍然存在。另外，也進行過快速投料，短時間達到130 t/h喂料量，但預熱器的堵塞還是發生。進行了上述檢查和處理，堵塞仍發生。為此我們對每次堵塞情況及工藝參數變化情況等進行了綜合分析，據此，我們判定C4筒堵塞是由于預熱器瞬間塌料造成的。而塌料的癥結在系統用風上，主要在于篦冷機系統供風失調。因熟料冷卻機配有7臺皮帶傳動的規格不同的風機，丟轉速現象極為嚴重，導致系統供風量不足，加之篦冷機各風室下鎖風裝置失靈，漏風極為嚴重。當預熱器內溫度升高，而系統風量減少，風速降低無法使物料在預熱器上升管道內達到均勻分散并隨氣流上升時，造成瞬間塌料，從而使預熱器堵塞。對回轉窯系統用風而言，可以簡化為3臺風機的聯動使用，即2臺引風機(窯頭風機和高溫風機)和1臺鼓風機(7臺冷卻風機)，見圖1。對預熱器系統而言，上升管道和旋風筒進、出口截面的風速大小，在高溫風機轉速和閥門開度一定的情況下取決于篦冷機風機供風量和窯頭風機的排風量。由于窯頭排風機轉速恒定，閥門開度基本維持不變，故預熱器內的風速在某種程度上，取決于篦冷機的供風量，尤其是三、四室風機的供風量。由南京化工大學進行的預熱器系統的冷模試驗和反求計算，可知該系統的特征參數(見表2)，與國內部分水泥廠預熱器旋風筒的比較見表3～表5。
圖1 回轉窯風機聯動使用示意
表2 我廠預熱器各級旋風筒的空載阻力損失
　　　　　　　　C1　　 C2　 　C3　　 C4　　 C5
歐拉準數Eu 　　4.81 　 8.55　 6.58　 6.57 　6.57
阻力系數ζ 　　　9.62　 17.1 　13.16　 13.14　 13.1
工況進口風速/m·s-1
16.94 13.46 14.81 14.24 15.3
冷態壓降/Pa 1662 1867 1739 1605 1843
工況溫度/℃ 350 505 650 760 870
工況壓降/Pa 728 655 514 424 440
表3 我廠與國內部分水泥廠旋風筒進口風速之比較 m/s
廠名 C1 C2 C3 C4 C5
寧國 18.1 16.9 16.7 17.7
江西 16.5 18.1 19.6 20
冀東 19.7 20 21.4 26.8
滇西 16.9 17.5 17.2 17.2 18
山西 15.6 13.7 15.7 17.2 19.3
耀縣 16.9 13.5 14.8 14.2 15.3

表4 我廠與國內部分水泥廠預熱器旋風筒進口阻力系數
廠名 C1 C2 C3 C4 C5
冀東 10.8 6.8 5.4 7.54
山西 14.8 5.2 5.2 5.2 2.6
滇西 7 7.4 11.3 7.8 9.6
江西 13.7 14 11.9 7.2
FLS 2.67 3.37 3.51 3.51 3.44
耀縣 9.61 17.1 13.16 13.14 13.1