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新型干法窑中控操作要点

2020-11-11 07:05 作者:pokerking club 点击:

  新型干法窑中控操作要点_能源/化工_工程科技_专业资料。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、

  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 2 3 4 中控室操作的一般原则 新型干法窑主要的工艺操作参数 正常操作下过程变量的控制 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 热器),C1出口O2含量一般在4%~5%左右, 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。 ? 处理措施:1.窑运转时,要定时清理烟室结皮,可用空气炮 清除,效果较为理想,如果结皮严重,空气炮难以起作用时,从 壁孔人工清除,特别严重时,只能停窑清理。2.在操作中应 严格执行要求的操作参数,三班统一操作,稳定热工制度,防 止还原气氛出现,确保煤粉完全燃烧。当生料和煤粉波动 较大时,更要特别注意,必要时,可适当降低产量。 4.3.3 窑内结大蛋 ? 现象:窑尾温度降低,负压增高且波动大; 三次风、分解炉出口负压增大;窑功率高, 且波动幅度大;C5和分解炉出口温度低; 在筒体外面可听到有振动声响;窑内通风 不良,窑头火焰粗短,窑头时有正压。 ? 原因判断:1.配料不当,SM、IM低,液相量大, 液相粘度低;2.生料均化不理想,入窑生料化 学成分波动大,导致用煤量不易稳定,热工制 度不稳,此时易造成窑皮粘结与脱落,烧成带 窑皮不易保持平整牢固,均易造成结大蛋;3. 喂料量不稳定;4.煤粉燃烧不完全,煤粉到窑 后烧,煤灰不均匀掺入物料;5.火焰过长,火 头后移,窑后局部高温;6.分解炉温度过高, 使入窑物料提前出现液相;7.煤灰分高,细度 粗;8.原料中有害成分(碱、氯)高。 ? 处理措施:1.发现窑内结蛋后,应适当增加 窑内拉风,顺畅火焰,保证煤粉燃烧完全,并减 料慢窑,让大蛋“爬”上窑皮进入烧成带,用 短时大火把大蛋烧散或烧小,以免进入篦冷 机发生堵塞,或者砸坏篦板,同时要避免大蛋 碰坏喷煤管;2.若已进入篦冷机,应及时止 料,停窑,将大蛋停在低温区,人工打碎或进行 安全的爆破处理。 4.3.4 窑后结圈 ? 现象: 1.火焰短粗,窑前温度升高,火焰伸不进窑内; 2.窑尾温度降低,三次风和窑尾负压明显上升; 3.窑头负压降低,并频繁出现正压; 4.窑功率增加,波动大; 5.来料波动大,一般烧成带料减少; 6.严重时窑尾密封圈漏料。 ? 原因判断: 1.生料化学成分影响:生料中SM偏低,使煅烧中 液相量增多粘度大而易富集在窑尾; 2.入窑生料均匀性差,造成窑热工制度容易波动, 引起后结圈; 3.煅烧过程中,生料中有害挥发性组分在系统中 循环富集,从而使液相出现温度降低,同时也 使液相量增加,造成结圈。 4.煤的影响:煤灰中Al2O3较高,当煤灰集中沉 落到烧成带末端的物料上会使液相出现温度 大大降低,液相增加,液相发粘,往往易结圈。 煤灰降落量主要与煤灰中灰分含量和煤粉细 度有关,煤灰分大、煤粉粗,煤灰沉降量就大。 当煤粉粗、灰分高、水分大时,燃烧速度变慢, 火焰拉长,高温带后移,窑皮拉长易结后圈。 5.操作和热工制度的影响:用煤过多,产生还 原气氛,物料中三价铁还原为二价铁,易形 成低熔点矿物,使液相提早出现,易结圈; 6.一、二次风配合不当,火焰过长,使物料预 烧很好,液相出现早,也易结圈; 7.窑喂料过多,操作参数不合理导致热工制度 不稳定,窑速波动大,也易结圈。 8.喷煤管长时间不前后移动,后部窑皮生长快, 也易结圈。 处理措施 1.冷烧法:适当降低二次风量或加大煤管内 风开度,使火焰回缩,同时减料,在不影响快转 下保持操作不动,直到圈烧掉。 2.热烧法:适当增大二次风量或减小煤管内 风开度,拉长火焰,适当加大窑头喂煤量,在低 窑速下烧4h。若4h仍不掉,则改用冷烧。 3.冷热交替法:先减料或止料(视圈程度),移动 煤管,提高结圈处温度,烧4~6h,再移动煤管, 降低结圈处温度,再烧4~6h,反复处理。同 时加大排风,适当减少用煤,如结圈严重,则要 降低窑速,甚至停窑烧圈。 4.在结圈出现初期,每个班在0~700mm范围 内进出喷煤管各一次。 ? 中控室要实时监筒体扫描仪,密切注意温 度变化,发现结圈及时处理,避免圈的发 展,做到“有圈必烧”。 4.3.5 跑生料 ? 现象:看火电视中显示窑头起砂、昏暗,甚至无图 像;三次风温急剧升高;窑系统阻力增大,负压升 高;篦冷机篦下压力下降;窑功率急剧下降;窑 头煤粉有“爆燃”现象。 ? 原因判断:1.生料KH、SM高,难烧;2.窑头出现 瞬间断煤;3.窑有后结圈;4.喂料量过大;5.分解 率偏低,预烧不好;6.煤不完全燃烧。 ? 处理措施:1.起砂时应及时减料降窑速,慢慢烧起; 2.提高入窑分解率,同时加强窑内通风;3.跑生严 重时应止料停窑烧料。 4.3.6 红窑 ? 现象:筒体扫描仪显示温度偏高,夜间可发 现筒体出现暗红或深红,白天则发现红窑处 筒体有“爆皮”现象,用扫把扫该处可燃烧。 ? 原因判断:一般是窑衬太薄或脱落,火焰形 状不正常,垮窑皮等原因造成。 ? 处理措施:红窑应分为两种情况区别对待。 1.窑筒体所出现的红斑为暗红,一般形状不 规则,并出现在有窑皮的区域时,这种情况 一般为窑皮垮落所致,不需停窑,但必须作一 些调整,如改变火焰的形状,避免温度最高点 位于红窑区域,适当加快窑速,并将窑筒体冷 却风机集中对准红窑位置吹,使窑筒体温度 尽快降低。如窑内温度较高,还应适当减少 窑头喂煤量,降低煅烧温度。总之,要采取一 切必要的措施将窑皮补挂好,使窑筒体的红 斑消除。 2.红斑为亮红,形状规则,或红斑出现在没有 窑皮的区域,这种红窑一般是由于窑衬脱落 引起。这种情况必须停窑。但如果立即将 窑主传动停止,将会使红斑保持较长的时间, 因此,正确的停窑方法是先止煤停烧,并让窑 主传动慢转一定时间,同时将窑筒体冷却风 机集中对准红窑位置吹,使窑筒体温度尽快 下降。待红斑由亮红转为暗红时,再转由辅 助传动翻窑,并做好红窑位置的标记,为窑检 修做好准备。 ? 红窑可以通过红外扫描温度曲线观察到并能准确 判断它的位置,具体的红窑程度还需到现场去观察 和落实。一般来说,窑筒体红外扫描的温度与位置 的曲线℃时,应多加注意。尽量控 制筒体温度在350℃以下。 ? 防止红窑,关键在于保护窑皮,保护窑皮从操作的角 度说,要掌握合理的操作参数,稳定热工制度,加强 煅烧控制,避免烧大火、烧顶火,严禁烧流及跑生料。 入窑生料成分从难烧料向易烧料转变时,当煤粉热 值由低变高时,要及时调整有关参数,适当减少喂煤 量,避免窑内温度过高,保证热工制度的稳定过渡, 另外要尽量减少开停窑的次数,因开停窑对窑皮和 衬料的损伤很大,保证窑长期稳定地运转,这将会使 窑耐火材料的寿命大大提高。 4.3.7 篦冷机堆雪人 ? 现象:一室篦下压力增大;出篦冷机熟料 温度升高,甚至出现“红河”现象;窑口及 系统负压增大。 ? 原因判断:1.窑头火焰集中,出窑熟料温度 高,有过烧现象;2.生料KH、SM偏低,液相 量偏多,粘度大。 ? 处理措施:1.在篦冷机前部加装空气炮,定 时放炮清扫;2.尽量控制细长火焰煅烧,避 免窑头火焰集中,形成急烧;3.将煤管移至 窑内,降低出窑熟料温度。

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