2023年新型干法窑中控操作要点及常见故障处理.doc

新型干法窑中控操作要点及常见故障处理 作者:李新华 赵志兴 1 狄东仁 2单位::1 广州市嘉华南方水泥 (510435) 2 天津水泥工业设计研究 (300400) [2023-12-4] 关键字:新型干法-中控操作-故障处理 :新型干法水泥工艺与传统的湿法、干法、半干法水泥生产有着截然不同的概念，它工艺过程复杂，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。故而要求中控操作人员必须掌握好新型干法工艺过程的特点，立足全局，科学操作和优化操作。笔者根据长期实际操作经验，抛砖引玉，以利于操作水平的共同提高。 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内核心，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。与传统的湿法、干法、半干法水泥生产相比，其工艺过程比拟复杂，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根本知识，这是提高中控室操作水平的根底。 一、中控室操作的一般原那么： 新型干法窑系统操作的一般原那么，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〞是事物开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，由于各种主、客观因素的变化干扰，难免打破原存的平衡稳定状态，这都需要操作人员予以适当调整，恢复或到达新条件下的新的均衡稳定状态，因此运用各种调节手段来保持或恢复生产的均衡稳定，是控制室操作员的主要任务。 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，力求较充分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运转率。 在烧成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〞，就是要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，维持热工制度的根本稳定。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，总结出适合本厂实际的系统操作参数，即优化参数，使窑的操作最正确化，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拟多，一般在60～65个，过程控制也比拟复杂，从国内已投产的厂生产操作来看，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2023t/d以上规模的厂,由于尚未有比拟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〕仍是人工键入效定值。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，有小局部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，而大局部那么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，操作变量可由人工或计算机主动直接改变，过程变量由适时地显示出调节后的结果，二者之间也具有互为因果的关系。烧成系统主要的操作变量及其作用见表1。 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表2。 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开展，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 1000t/d烧成系统中控室主要操作变量表   表1 序号 项   目 单位 参  数 备   注 1 投料量 t/h 70~75 风煤料平衡 2 窑速 r/min 3.0±0.2 3 窑头喂煤量 t/h 2.2±0.3 4 窑尾喂煤量 t/h 3.3±0.3 5 高温风机转速 r/min 950~1020 控制系统拉风 6 高温风机入口阀门开度 % 80~90 7 篦冷机篦速 次/min 4~8 控制料厚 8 窑头一次风机转速 r/min 830~870 火焰形状和长度及控制火点位置 9 喷煤管内外风阀开度 % 50:80 10 喷煤管位置 cm 0~70 11 三次风阀门开度 % 40~60 调节系统平衡保证煅烧需要 12 窑头排风机入口阀门开度 % 50~85 13 窑尾排风机入口阀门开度 % 70~85 14 篦冷机冷却风机入口阀门开度 % 70~90 15 高温风机入口冷风阀门开度 % 0~80 保护作用 16 窑头电收尘入口冷风阀门开度 % 0~80 17 窑尾电收尘入口冷风阀门开度 % 0~80 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开展趋势，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后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，使下述过程变量根本稳定： 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，均说明窑工况有变化， 需调整喂煤量或系统风量，如曲线持续下滑，那么需高度监视窑内来料，必要时需减料减窑速，防止跑生料。 ②入窑物料温度及最末级旋风筒出口温度 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℃± 1000t/d烧成系统中控室主要过程变量表  表2 序号 项   目 单位 参  数 备   注 1 窑尾温度 ℃ 1000±50 控制窑内煅烧壮况 2 窑主传动负荷 kw 18~30 3 窑尾负压 Pa -200±100 系统拉风量的适宜程度 4 窑头罩负压 Pa -25±15 5 预热器出口温度 ℃ 340±50 6 预热器出口负压  kPa 4.1±0.3 7 高温风机入口温度 ℃ 340±20 8 高温风机出口O2含量 % 4～5 9 高温风机电流 A 66~71 10 C5出口负压 Pa 1200±100 11 C5出口温度 ℃ 860±10 入窑物料分解率上下和分解炉内煤粉燃烧和CaCO3分解反响的平衡程度 12 C5下料温度 ℃ 850±10 13 分解炉出口温度 ℃ 880±20 14 分解炉出口负压 Pa 900±100 15 入炉三次风温 ℃ 710±50 16 入炉三次风负压 Pa 750± 17 入窑物料分解率 % 85~95 18 各级预热器锥体负压 Pa   反映预热器的工作状态 19 一室篦下压力 Pa 4500±500 反映料层厚度指标 20 二室篦下压力 Pa 3600±500 21 一、二室篦板温度 ℃ <80 22 增湿塔入口温度 ℃ 310±30 电收尘正常工作指标 23 窑头电收尘入口温度 ℃ 150±30 24 窑尾电收尘入口温度   120±30 25 窑胴体温度 ℃ <250 反映窑皮状况及烧成带位置 26 煤粉仓温度 ℃ <65 安全指标 5℃，这两个过程变量反响了入窑物料分解率上下和分解炉内煤粉燃烧和CaCO3 分解反响的平衡程度，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出预热器C1级温度和高温风机出口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℃(四级预热器)，高温风机出口O2含量一般在4～5%左右，这两个参数直接反响了系统的拉风量的适宜程度。两者偏高或偏低可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。 ④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700℃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4.2～4.5Kpa〔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。 ⑤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，那么需调整窑头收尘风机阀门开度，如其波动增大，曲线变宽，那么需综合窑功率及窑头喂煤情况加以调整。 实际上在窑正常操作条件下，诸参数均已根本稳定在一定范围内，操作人员要多看参数记录曲线，看其开展趋势和波动范围，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决或原那么条款，在此不再赘述。 四、非正常条件下的操作及故障处理： 〔一〕点火投料 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℃/分，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，窑头煤量那么根据窑尾温度控制，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40~50分钟料入冷却机，在其后的8小时内逐步加料至额定投料量，系统拉风那么应控制在出C1出口温度380～420℃之间，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。 〔二〕故障停车 故障停车