万吨线窑系统操作故障处理体会
我公司万吨线窑预热器系统采用伯利休斯的DOPOL双系列低压损五级旋风预热器带MSC在线式分解炉；窑规格为Φ6.4m/6.0m/5.8m×90m。燃烧器为POLYSIUS三风道燃烧器，篦冷机型号为HE101845R/1845R/1845R。从2004年试生产至今，窑系统总体运行稳定，但也出现过一些问题。本文就万吨线窑系统中控操作中出现的几个典型故障案例进行分析和总结。
1 C5Ba翻板阀卡
1.1 出现的问题
2010年1月18日中班23:00，中控一些操作参数发生了变化，见表1。
表1 中控操作参数变化前后
1.2 原因分析及处理过程
从表1可看出，喂料量和入预热器提升机电流没有变化，但炉喂煤量、一段篦速、一段篦下压力、二次和三次风温以及斜拉链机负荷明显变小。C4B和预热器出口温度上升。SP炉回灰提升机电流上升反映出旋风筒收尘效率降低，中控操作员由此判断C5Bb或者C5Ba翻板阀卡，通知现场巡检班长对其检查确认。由于快到下班时间，现场在处理交接班卫生，巡检班长未对其确认就通知中控翻板阀动作正常，造成操作员随后减产到680t/h并运行到19日夜班操作员接班。交接班时夜班操作员一致意见还是C5Bb或者C5Ba翻板阀卡。随后通知现场对斜拉链入口处两侧拉警戒线，并电话通知质控、电气、机械以及夜班各部门人员不要开篦冷机任何一个孔门、不要去篦冷机以及斜拉链周围，防止发生安全事故。汇报工段和分厂相关人员；中班操作员和夜班巡检班长一起对预热器确认为C5Ba翻板阀卡，摇动翻板阀后预热器瞬间气流短路导致系统严重塌料，大量欠烧料冲向窑和篦冷机，少量冲到斜拉链，经过之前的部署未发生安全事故。减产到300t/h，经过近4h的操作调整窑系统才恢复正常。
1.3 后期防范措施
1)严格按规定操作，C1和C2翻板阀每2h摇动一次，C3～C5翻板阀每4h摇动一次，并做好记录。确保翻板阀灵活，出现问题及时处理，处理不了及时上报工段协调处理。
2）在中控操作员指令下达后，现场人员必须执行，不能汇报虚假信息影响操作员的判断。
3）操作员在操作中出现问题后要全面考虑，及时汇报并做好安全防范措施。
4）检修时联系电气人员，对预热器压力表进行调校，对不能校正的压力表进行更换。
2 生料LSF低熟料过烧
2.1 出现的问题
2011年9月14日14:20，窑况发生变化。中控主要参数变化如下：窑电流由820A慢慢下降到700A，三次风温由833℃逐渐下降到770℃，一段篦下压力由8.2kPa逐渐升至8.6kPa，NOx由750ppm下降到680ppm。当班操作员判断为生料LSF高、熟料欠烧造成。随后将喂料量由715t/h减至700t/h，窑头秤送煤压力由22kPa调整至22.6kPa，分解炉温度由878℃提高到885℃，并提高一段篦速和加大篦冷机各风机的鼓风量以降低篦床厚度。但窑况继续恶化，一段篦下压力升至9.3kPa，并且一段篦床油泵电流由之前最高52A升至78A。窑头工业电视反映窑内温度较之前高，15:00辊式破碎机电流由10.8A升至20A，6个辊因电流高频繁自动反转。入煤磨和窑头AQC炉的气体温度均下降150℃。至此才知道是因为生料LSF过低熟料过烧导致的。巡检人员对篦冷机头部开门后，反馈固定端料层较厚、料子亮发黏且有烧流现象，同时每间隔5min对篦冷机头部空气炮手动释放一次，加强物料流动性。为防止一段篦床压死做出如下调整：窑头秤送煤压力降至21kPa、窑速由3.2r/min逐渐降至2.0r/min、喂料量减至500t/h，分解炉温度及系统用风相应降低；一段篦速提到15次/min，在保证篦冷机风机不过流的前提下所有挡板开至最大，辊式破碎机由高破模式调整为高高破模式并降低三段篦速以此降低其负荷。至16:20，这股过烧料才输送结束，产量恢复正常。
2.2 原因分析
我公司矿山石灰石含大量砂岩，为实施零排废以及减少低硅砂岩的外购量，将这部分砂岩搭配石灰石经破碎机输送到石灰石堆场。石灰石采用单转子锤式破碎机，在雨季以及长期阴雨天气物料潮湿和含土量过多，造成破碎机台时产量降低，满足不了生产需求；而晴天物料干燥会加大砂岩搭配量。这样导致石灰石成分波动较大，尤其在石灰石取料机换料堆时成分波动尤为明显。
9月14日8:30，石灰石料堆1取料结束换至堆2，10:00靠堆2后由于取料机刮板开裂和抱闸故障只能断断续续取料，直到11:30恢复正常。期间出磨生料及熟料化学成分和率值见表2和表3。
表2 出磨生料化学成分和率值
表3 出窑熟料化学成分和率值
熟料LSF控制范围在94.5±2，使用煤粉灰分24.5%，生料LSF配105适中。由于当班操作员工作时间短、操作经验不足及均化库料位低均化效果不佳，加上与质量调度和生料磨操作员沟通不足，对成分变化没有引起重视，险些造成一段篦床压死的重大工艺事故。
2.3 后期防范措施
1）要求窑煤料对口跟踪记录，质控部门每个点的出磨、入窑、熟料成分均报给窑操作员，使其第一时间了解物料成分及其有害物质的变化。
2）在物料成分波动大或者石灰石取料机取料尾时，加强与质量调度和生料磨操作员沟通并关注入磨皮带上物料。第一时间与以上人员联系及时调整配料比例。
3）连续2个点以上出磨生料LSF偏高时，可以把一个均化库七区循环下料选择为手动下料，出磨生料LSF降低后恢复自动下料，使入库的生料与原库内生料混合。该方法经过2500t/d、5000t/d和10000t/d生产线使用，效果显著。
4）利用万吨线设备优势，在成分波动大或者石灰石取料机取料尾时，均化库顶汇总斜槽的分料阀以及A、B库出库喂料量适当调整，如：入库时A、B库比例为30%∶70%；出库时喂料量A库调整到450t/h、B库调整到260t/h（正常时两库出库喂料量很平均都在360t/h左右），延长成分波动大生料在库内混合均化时间，减少因成分波动大对窑况的影响。做到“入多出少，入少出多”。
5）系统的波动一般是系统温度偏低、熟料在窑内欠烧引起的，但是系统温度过高也会引起系统的波动。系统波动较大时，窑电流和二、三次风温都在波动，不适合作为判断调整的依据，而系统的NOx浓度、篦板温度、出篦冷机废气温度及破碎机电流受到的影响较小，通过综合的分析可以判断出系统温度的高低。如果NOx浓度较高，篦板温度较低，入煤磨和AQC炉废气温度较低，破碎机电流较高，说明是系统温度偏高引起的波动，要通过减少窑头用煤量降低窑内温度。反之，说明是系统温度低引起的波动，要通过增加窑头用煤量，或者适当减少喂料量，降低窑速来改善窑内煅烧状况。
3 预热器清理积料造成窑况恶化
3.1 出现的问题
2013年3月底窑系统计划检修，4月初检修结束后窑投料运行，此时产质量均受控，窑况也稳定。4月16日7:40窑况开始恶化，主要表现在：在原煤未更换、生料成分稳定适中的情况下，窑电流下降110A，二、三次风温下降近100℃，预热器压力下降200Pa，C1两个筒锥部压力下降300Pa，现场对窑尾斜坡结皮检查清理以及对C1两个筒锥部检查未发现异常。窑头工业电视上显示窑内昏暗、窑内温度低并且较多大块料掉入篦冷机头部。熟料松散、欠烧料多，fCaO多点超标，最高2.89%。通过降低喂料量至670t/h提高头煤使用量加强煅烧后于10:40逐渐扭转窑况。11:30系统压力全部恢复正常，窑电流和二、三次风温上升较快，窑况恢复正常。13:45窑况又逐渐恶化到上午的状态。现场检查发现，外单位人员打开分解炉中部两侧大检修门在喂料（检修时清理反射仓的积料）。
3.2 原因分析
由于两侧检修门打开导致分解炉内风速降低，使炉内物料减少了热交换时间并悬浮困难，大量未分解好的物料进入窑内，加重窑内负荷从而导致之前出现的种种状况。
3.3 处理措施
1）清理反射仓积料时只准开一个检修门，打开的门用彩钢瓦遮挡，只留20%的开度用于喂料，减少对分解炉的影响，巡检人员做好监督工作。
2）在清料期间适当减少喂料量、增加窑头煤用量、适当提高分解炉温度。提高两台高温风机的转速满足分解炉内物料对风速的需求。
通过以上措施，直到物料清理结束，窑况也未发生大幅度的波动。
4 相关参数的范围
笔者根据多年的生产经验，总结了操作中相关参数的一些简单速记方法。喂料量和预热器出口压力的关系：万吨线预热器出口压力=喂料量×7，如喂料量为700t/h，那么预热器出口压力控制在-4900Pa（700×7）左右即可；5000t/d生产线预热器出口负压=喂料量×2×7，如喂料量为400t/h，则预热器出口压力控制在-5 600Pa。当然还要根据窑况、使用的煤种以及系统阻力来确定。窑尾负压=（窑长/2）×10，如万吨线窑长90m，那么窑尾压力在-450Pa左右为正常范围；5000t/d生产线窑长72m，窑尾压力在-360Pa左右为正常范围。轮带最大滑移量=窑直径/200，如5000t/d生产线窑直径为4.8m，那么其最大的滑移量在24mm以内属于正常。