精細(xì)優(yōu)化操作參數(shù) 提高熟料產(chǎn)質(zhì)量

　　臨沂中聯(lián)水泥有限公司5000t/d雙系列預(yù)熱器帶NST-1型分解爐熟料生產(chǎn)線(xiàn)，公司通過(guò)加強(qiáng)精細(xì)化管理，優(yōu)化調(diào)整回轉(zhuǎn)窯工藝操作參數(shù)，提高了回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率和產(chǎn)質(zhì)量， 2010年上半年共生產(chǎn)熟料93萬(wàn)多噸，熟料 3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到31.8MPa，熟料 28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到57.6MPa，熟料質(zhì)量的提高不但降低水泥中熟料用量，增加混合材的摻加量，而且提高水泥磨產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)將工藝精細(xì)優(yōu)化調(diào)整情況進(jìn)行總結(jié)，供同行參考。

　　1.存在的問(wèn)題

　　由于各企業(yè)從事新型干法水泥生產(chǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短不同，導(dǎo)致操作水平不一樣，同時(shí)由于存在生產(chǎn)管理的精細(xì)化程度的差異，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不同，企業(yè)如何在競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的市場(chǎng)中站住腳，是每個(gè)管理者必須思考的問(wèn)題，事實(shí)證明只有不斷推行精細(xì)化管理，逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理由過(guò)去的“粗放型”向“精細(xì)化”的轉(zhuǎn)變，才能提高產(chǎn)質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)影響公司生產(chǎn)的因素進(jìn)行分析整理，主要存在一下問(wèn)題：

　　1.1 進(jìn)廠(chǎng)石灰石質(zhì)量波動(dòng)

　　進(jìn)廠(chǎng)石灰石中的CaO、MgO波動(dòng)，引起出磨生料的質(zhì)量的波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯熱工制度不穩(wěn)定，熟料煅燒操作困難，窯操作參數(shù)頻繁調(diào)整，引起熟料產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)。

　　1.2 進(jìn)廠(chǎng)原煤質(zhì)量波動(dòng)

　　由于受市場(chǎng)因素的影響，原煤供應(yīng)緊張，原煤價(jià)格上漲，進(jìn)廠(chǎng)原煤質(zhì)量頻繁波動(dòng)，廠(chǎng)內(nèi)原煤庫(kù)存量也受到限制，致使堆場(chǎng)原煤不能很好地得到均化搭配，入窯煤粉灰分波動(dòng)大，不但會(huì)引起熟料化學(xué)成分和率值波動(dòng)，而且影響熟料煅燒溫度，從而影響熟料產(chǎn)質(zhì)量。

　　1.3 熟料三率值需進(jìn)一步優(yōu)化

　　熟料率值控制范圍KH：0.91±0.02，SM：2.8±0.1，IM：1.6±0.1，率值控制不合理導(dǎo)致料子吃火，回轉(zhuǎn)窯操作困難，熟料結(jié)粒細(xì)小，窯頭飛沙嚴(yán)重，熟料立升重低，fCaO含量高，熟料強(qiáng)度低。

　　1.4 窯系統(tǒng)操作參數(shù)有待優(yōu)化

　　1.4.1 窯、爐用風(fēng)比例失調(diào)

　　預(yù)分解窯不僅存在總風(fēng)量的調(diào)節(jié)問(wèn)題，而且存在風(fēng)的分配題 即窯內(nèi)通風(fēng)和三次風(fēng)的匹配。每次更換三次風(fēng)閥體后使用不久被燒斷，造成三次風(fēng)過(guò)大，窯內(nèi)缺氧，窯內(nèi)熱力強(qiáng)度大幅下降，窯電流偏低僅410—640A，稍有不慎就竄黃料，fCaO圈合格率低。45m處結(jié)圈，熟料產(chǎn)質(zhì)量下降。

　　1.4.2 入窯生料三率值波動(dòng)較大

　　回轉(zhuǎn)窯煅燒強(qiáng)調(diào)“五穩(wěn)保一穩(wěn)”，入窯成份的穩(wěn)定在五穩(wěn)中占相當(dāng)大的比重。以前我們沒(méi)有重視對(duì)生料均化庫(kù)底六個(gè)卸料區(qū)的管理，致使入窯物料均化效果較差，入窯三率值波動(dòng)較大，窯況不穩(wěn)，影響熟料產(chǎn)質(zhì)量的提高。

　　1.4.3 分解爐沖煤現(xiàn)象頻繁

　　分解爐煤粉輸送壓力偏低且在22~28 kPa之間波動(dòng)，導(dǎo)致分解爐喂煤波動(dòng)大，穩(wěn)定性差，致使分解爐出口溫度波動(dòng)大不易控制，有時(shí)分解爐出口溫度最高1080℃，這樣導(dǎo)致入分解爐物料分解率過(guò)高，再加上窯操作參數(shù)波動(dòng)時(shí)，窯頭煤粉存在后燃現(xiàn)象，這樣易導(dǎo)致液相提前出現(xiàn)，導(dǎo)致煙室和分解爐縮口結(jié)皮；當(dāng)分解爐出口溫度控制偏低時(shí)，入窯物料分解率降低，熟料煅燒困難，影響熟料燒成質(zhì)量，同時(shí)它也是影響熟料熱耗上升的重要因素。

　　1.4.4 窯頭一次風(fēng)壓偏低

　　一次風(fēng)壓由原來(lái)的27.8kPa降至25.3kPa。外風(fēng)壓力由24.6kPa降至22.9kPa，內(nèi)風(fēng)壓力由24.9kPa降至23.1kPa，窯前火焰發(fā)飄，黑火頭很長(zhǎng)，一次風(fēng)壓偏低難以加強(qiáng)風(fēng)、煤混合，導(dǎo)致煤粉燃燒不完全，火焰相對(duì)被拉長(zhǎng)，燒成帶溫度低，窯尾溫度高，窯尾煙室結(jié)皮相當(dāng)嚴(yán)重，平均每2個(gè)小時(shí)就得清理一次窯尾煙室結(jié)皮，不但增加巡檢工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且也存在安全隱患；同時(shí)窯內(nèi)通風(fēng)偏小，導(dǎo)致窯內(nèi)結(jié)大蛋產(chǎn)生黃心料，熟料還原現(xiàn)象嚴(yán)重，熟料fCaO含量偏高，立升重大幅下降，影響熟料質(zhì)量的提高。

　　1.4.5 二、三次風(fēng)溫偏低

　　由于機(jī)械、電氣、工藝和操作等原因，篦冷機(jī)一室的壓力控制不穩(wěn)，二、三次風(fēng)溫低且波動(dòng)大，二次風(fēng)溫950~1040℃，三次風(fēng)溫在750~820℃，這樣易導(dǎo)致煤粉燃燒不完全，火焰被拉長(zhǎng)，導(dǎo)致燒成帶溫度低，窯尾溫度高，液相容易提前出現(xiàn)，導(dǎo)致煙室和分解爐的縮口結(jié)皮，物料在窯內(nèi)容易提前黏結(jié)成球，熟料煅燒不完全，導(dǎo)致熟料fCaO含量偏高，立升重大幅下降。

　　1.4.6 分解爐出口溫度偏高

　　通過(guò)檢測(cè)入窯生料的分解率，入窯生料表觀(guān)分解率高達(dá)92%~95%，分解爐出口溫度在890~910℃，窯尾溫度在1100~1180℃波動(dòng)，這樣液相易提前出現(xiàn)，導(dǎo)致窯尾煙室和分解爐縮口結(jié)皮頻繁。

　　1.4.7 窯系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，熱效率降低

　　人孔門(mén)、翻版閥蓋、檢修孔、以及澆注料的澆注孔、煙囪帽等地方存在漏風(fēng) ，燒損的翻板閥也造成的內(nèi)漏風(fēng)， 由于C5 的內(nèi)筒掛板脫落，降低了旋風(fēng)筒分離效率，使氣固兩相在旋風(fēng)筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生紊亂，進(jìn)一步影預(yù)熱器的換熱效率。

　　1.4.8 窯速偏低

　　投料量355t/h,窯速在3.65rpm，窯速過(guò)慢，窯內(nèi)物料填充率高，影響窯內(nèi)通風(fēng)，不利于煤粉充分燃燒，產(chǎn)生黃心料，熟料fCaO也高。同時(shí)大量未燃盡的煤粉落入料層造成不完全燃燒，還容易出現(xiàn)大蛋或結(jié)圈。

　　2.精細(xì)管理，優(yōu)化調(diào)整工藝參數(shù)

　　2.1 加強(qiáng)進(jìn)廠(chǎng)原材料的質(zhì)量監(jiān)控

　　加強(qiáng)對(duì)進(jìn)廠(chǎng)石灰石進(jìn)廠(chǎng)質(zhì)量管理，要求CaO≥48.5%、MgO≤2.5%,但隨著礦山的開(kāi)采不同采區(qū)MgO含量發(fā)生變化，進(jìn)廠(chǎng)石灰石中 MgO含量的上升，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)結(jié)皮、結(jié)蛋、結(jié)圈增多，影響回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　化驗(yàn)室及時(shí)對(duì)石灰石礦山各采區(qū)進(jìn)行取樣分析，根據(jù)石灰石化學(xué)分析及時(shí)調(diào)整各采區(qū)石灰石進(jìn)廠(chǎng)搭配比例，確保進(jìn)廠(chǎng)石灰石中MgO含量≤2.5%，防止因MgO含量過(guò)高產(chǎn)生結(jié)皮、結(jié)蛋、結(jié)圈，影響窯系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　2.2 加強(qiáng)對(duì)進(jìn)廠(chǎng)原煤的監(jiān)控和均化

　　煤質(zhì)的波動(dòng)不但導(dǎo)致配熱的變化，引起窯系統(tǒng)熱工制度的的不穩(wěn)定，而且引起熟料成分的變化，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，煤灰每變化1%，熟料KH變化約0.008，可見(jiàn)煤質(zhì)變化對(duì)熟料質(zhì)量的影響。煤的灰分高，熱值低，容易造成不完全燃燒，預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮堵塞；煤灰摻量過(guò)多，使窯內(nèi)的煅燒溫度降低，易造成燒成帶長(zhǎng)厚窯皮，影響窯的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　對(duì)進(jìn)廠(chǎng)原煤嚴(yán)格把關(guān)，在保證進(jìn)廠(chǎng)原煤發(fā)熱量滿(mǎn)足控制要求的前提下，重點(diǎn)控制進(jìn)廠(chǎng)原煤灰分的波動(dòng)。原煤灰分控制指標(biāo)由過(guò)去A≤23%改為20±2%；同時(shí)對(duì)進(jìn)廠(chǎng)原煤嚴(yán)格按不同客戶(hù)進(jìn)行分別堆放，根據(jù)原煤的質(zhì)量按比例進(jìn)行均化搭配進(jìn)入均化堆場(chǎng)，煤粉質(zhì)量波動(dòng)范圍大大縮小，不但穩(wěn)定熟料成分，而且熟料煅燒熱工制度的到保證，降低熟料燒成熱耗。

　　2.3 優(yōu)化調(diào)整熟料率值

　　配料的內(nèi)涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值，根據(jù)公司原燃材料和燒成系統(tǒng)的特點(diǎn)，配制出的生料易燒性要好，有利于回轉(zhuǎn)窯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因此無(wú)論是由進(jìn)廠(chǎng)石灰石中MgO含量偏大引起，還是由出磨生料中Al2O3和Fe2O3含量高引起熟料成分的變化，均導(dǎo)致生料易燒性變化，都要及時(shí)優(yōu)化調(diào)整出磨生料配料方案，三率值由原來(lái)的：KH：0.91±0.02，SM：2.8±0.1，IM：1.6±0.1，優(yōu)化調(diào)整為：0.91±0.02，SM：2.7±0.1，IM：1.5±0.1，適當(dāng)提高熟料液相量，減少窯頭飛沙，降低fCaO含量高，提高熟料強(qiáng)度。

　　2.4 優(yōu)化窯系統(tǒng)操作參數(shù)

　　2.4.1 穩(wěn)定窯、爐用風(fēng)比例

　　如何延長(zhǎng)三次風(fēng)閘閥的使用周期一直是困擾著我們的一件難題。一般情況下閥體使用不到3個(gè)月就塌落下來(lái)，造成三次風(fēng)過(guò)大，窯內(nèi)缺氧，窯內(nèi)熱力強(qiáng)度大幅下降，稍有不慎就竄黃料，fCaO合格率降低。經(jīng)過(guò)分析研究我們自己設(shè)計(jì)改用 ZGCr25Ni20 為材質(zhì)的耐熱鋼板作擋板，采用莫來(lái)石質(zhì)澆注料進(jìn)行澆注，從而延長(zhǎng)三次風(fēng)閘閥的使用周期，還可根據(jù)需要隨意調(diào)整三次風(fēng)閥，保證窯、三次風(fēng)的用風(fēng)比例，提高窯內(nèi)熱力強(qiáng)度，改善熟料煅燒質(zhì)量。

　　2.4.2 穩(wěn)定入窯生料三率值

　　制定措施加大對(duì)生料均化庫(kù)卸料區(qū)的管理，規(guī)定窯操作員必須實(shí)現(xiàn)六個(gè)區(qū)自動(dòng)卸料，兩個(gè)相對(duì)區(qū)同時(shí)下料且保持順暢，氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)靈活，為提高庫(kù)底充氣壓力，對(duì)庫(kù)底卸料充氣羅茨風(fēng)機(jī)更換，由原來(lái)22kW更換現(xiàn)在30kW，從源頭上保證了下料順暢，并且對(duì)國(guó)產(chǎn)沖板流量計(jì)更換為申克稱(chēng)，確保入窯物料計(jì)量準(zhǔn)確，減少入窯物料量波動(dòng)，穩(wěn)定熟料煅燒熱工制度，降低熟料燒成熱耗。

　　2.4.3 穩(wěn)定分解爐出口溫度

　　煤粉輸送系統(tǒng)共有三臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，尾煤輸送羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)為ZMH4-250,風(fēng)機(jī)參數(shù)為：風(fēng)壓58.8kPa，風(fēng)量92.4m3/min,電機(jī)型號(hào)為Y315M-4,功率132kW,轉(zhuǎn)速1450r/min, 頭煤輸送羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)為ZMH4-250P, 風(fēng)機(jī)參數(shù)為：風(fēng)壓58.8kPa，風(fēng)量81m3/min，電機(jī)型號(hào)為Y315M-4, 功率110kW,轉(zhuǎn)速1450r/min, 備用羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)與尾煤輸送羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)及電機(jī)型號(hào)相同，單獨(dú)使用尾煤輸送羅茨風(fēng)機(jī)時(shí)，入轉(zhuǎn)子稱(chēng)煤粉輸送壓力在23~28 kPa之間波動(dòng)，這樣導(dǎo)致尾煤轉(zhuǎn)子稱(chēng)沖煤現(xiàn)象頻繁發(fā)生,分解爐出口溫度波動(dòng)大，不易控制最高溫度達(dá)1080℃，這樣導(dǎo)致入分解爐物料分解率過(guò)高，存在安全隱患，針對(duì)尾煤轉(zhuǎn)子稱(chēng)沖煤的問(wèn)題，分析認(rèn)為是由于尾煤輸送羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)壓低且壓力波動(dòng)大所致，決定開(kāi)啟煤粉輸送備用羅茨風(fēng)機(jī)來(lái)提高煤粉輸送壓力，通過(guò)調(diào)整放風(fēng)閥提高煤粉輸送壓力，控制入尾煤轉(zhuǎn)子稱(chēng)煤粉輸送壓力在35-37 kPa之間波動(dòng)，這樣穩(wěn)定分解爐出口溫度出現(xiàn)大的波動(dòng)，分解爐出口溫度得到控制。

　　2.4.4 提高窯頭一次風(fēng)壓

　　我們嚴(yán)格控制一次風(fēng)壓力、內(nèi)外風(fēng)壓力，目的是保持窯內(nèi)升溫速率和較高的燒成溫度，且對(duì)窯襯不具有傷害性，通過(guò)仔細(xì)觀(guān)察、研究、分析認(rèn)為是由于一次風(fēng)機(jī)電機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致電機(jī)老化，電流過(guò)高，為保護(hù)電機(jī)，中控操作員不得不開(kāi)大放風(fēng)閥，致使一次風(fēng)壓降低，在窯系統(tǒng)停機(jī)檢修時(shí)更換了窯頭一次風(fēng)機(jī)電機(jī)， 窯頭一次風(fēng)壓恢復(fù)正常，為回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供物質(zhì)保障。

　　2.4.5 提高二、三次風(fēng)溫

　　自投產(chǎn)以來(lái)二次、三次風(fēng)溫一直偏低，給窯的煅燒及下一道工序的安全生產(chǎn)造成了很大的影響，通過(guò)技術(shù)論證，公司決定對(duì)篦冷機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造，取得了良好的效果。

　　為保證一段物料能夠得到充分冷卻，且又為窯內(nèi)提供充足的風(fēng)量，我們將一、二室平衡風(fēng)機(jī)由原來(lái)的75kW更為90kW，一、二室三臺(tái)活動(dòng)充氣梁風(fēng)機(jī)電機(jī)由原來(lái)75kW、90kW改為90kW、110kW，五臺(tái)風(fēng)機(jī)改造后，為采取厚料層操作創(chuàng)造了有利條件，控制一段篦床料層厚度在600-800㎜，二段篦床料層厚度在500-700㎜，一段一室風(fēng)壓控制在6000-6500Pa，二段五室風(fēng)壓控制在3200-3600Pa，這樣操作可以使二風(fēng)溫控制在1050-1150℃，三次風(fēng)溫控制在830-950℃左右，有利于煤粉的完全燃燒，提高熟料燒成溫度；強(qiáng)化熟料的冷卻效果，使出篦冷機(jī)熟料溫度達(dá)到130℃以下，改善熟料的易磨性，提高水泥磨的產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。

　　2.4.6 降低分解爐出口溫度

　　如果分解爐出口溫度控制過(guò)高，液相會(huì)提前出現(xiàn)，會(huì)在預(yù)熱器及窯尾煙室形成結(jié)皮，但分解爐出口溫度也不能控制過(guò)低，否則易導(dǎo)致物料分解緩慢，生料在分解爐運(yùn)行速度降低，停留時(shí)間延長(zhǎng)，增加爐內(nèi)負(fù)擔(dān)，使?fàn)t內(nèi)壓差增大，造成分解爐塌料，從而造成窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定。為此適當(dāng)降低分解爐出口溫度，溫度由890-910℃調(diào)整到870-890℃，使入窯物料表觀(guān)分解率由92%~95%降低到90%~92%，防止液相提前出現(xiàn)形成蛋核，影響窯系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　2.4.7 減少窯系統(tǒng)漏風(fēng)，提高熱效率

　　首先加大了對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)各級(jí)外漏風(fēng)地處理，如人孔門(mén)、翻版閥蓋、檢修孔、以及澆注料的澆注孔、煙囪帽等都用礦棉和玻璃水堵之；其次對(duì)因燒損而造成的內(nèi)漏風(fēng)的翻板閥堅(jiān)決更換；第三大修時(shí)對(duì)因使用周期過(guò)長(zhǎng)且燒損嚴(yán)重變形C3、 C4、C5 的內(nèi)筒進(jìn)行更換，使氣固兩相在旋風(fēng)筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡不產(chǎn)生紊亂，提高了旋風(fēng)筒分離效率和預(yù)熱器的換熱效率。

　　2.4.8 適當(dāng)提高窯速

　　窯速過(guò)慢，窯內(nèi)物料填充率高，影響窯內(nèi)通風(fēng)，不利于煤粉充分燃燒，物料與熱氣體熱交換差，預(yù)燒不好，生料黑影就會(huì)逼近窯頭，窯內(nèi)熱工制度稍有變化，極易跑生料，這時(shí)即使增加喂煤量，由于窯內(nèi)料層厚，燒成帶溫度回升也很緩慢，容易出現(xiàn)短火焰急燒；當(dāng)控制參數(shù)不當(dāng)有蛋核形成時(shí)，物料在窯內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于蛋核的長(zhǎng)大。投料量365t/h時(shí)窯速由3.80-3.85r/min提高到3.90r/min以上，這樣有利于減少窯內(nèi)物料填充率，增加窯內(nèi)通風(fēng)，使煤粉充分燃燒，防止窯尾局部出現(xiàn)高溫，液相提前出現(xiàn)形成蛋核；同時(shí)有利于新生CaO和SiO2反應(yīng)活性提高，提高燒成速率，生成晶格細(xì)小的、發(fā)育良好的阿利特晶體，提高熟料強(qiáng)度。

　　3.效果

　　通過(guò)強(qiáng)化窯系統(tǒng)精細(xì)化管理，優(yōu)化工藝操作參數(shù)調(diào)整等措施，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量由5300—5450 t/d提高到5600—5700 t/d，2010年上半年共生產(chǎn)熟料93萬(wàn)多噸，超額完成集團(tuán)公司下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)指標(biāo)，熟料綜合燒成電耗由62.2kWh/t下降到 60.8kWh/t，熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗有108.5kg/t下降到107.2kg/t，熟料fCaO合格率由75%提高到92%，熟料3d抗壓強(qiáng)度由29.6MPa提高到31.8MPa，熟料28d抗壓強(qiáng)度由54.9MPa提高到57.6MPa，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。