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技术丨5000t/d生产线篦冷机压床事故的成因与控制

来源:/ 人气: 发表时间:2017-03-09 15:06:50

据了解,多数水泥生产厂家5000t/d篦冷机在使用过程中,都曾出现过篦冷机熟料压床事故,对产质量造成严重影响。对此,笔者就本厂5000t/d新型干法水泥生产线篦冷机压床的成因与控制,进行了分析和研究。

1 篦冷机的相关情况


我厂使用的篦冷机是南京水泥工业设计院提供的NC42340推动篦式冷却机,采用先进的控制流篦冷机新技术,优点在于充分提高了熟料的骤冷效果并有效降低篦冷机出料温度,进一步提高二次风温和三次风温,减少熟料冷却用风量,大幅提高篦冷机的热回收率以及设备运转率和易磨损件的寿命,确保烧成系统的稳定高效、高运转率和低能耗。


篦冷机的主要规格参数:
规格:4.2×34.0m;
生产能力:5500~6000t/d;
入料温度:1400℃;
出料温度:≤65℃+环境温度;
篦冷机有效面积:133.2m2;
篦床冲程次数:4~25次/min;
篦床冲程:130mm(正常)、140mm(最大);
传动方式:液压三级(段)传动,压力≤30MPa。

2 篦冷机压床事故的成因

2.1篦冷机压床事故原因

高温熟料堆积在篦床上,由于某种原因未能冷却并移动,导致压住一段篦床迅速增厚,液压传动系统负荷过高跳停,篦床并使第一级传动无法再次正常起动,此时高温熟料粘连结合成大块,轻则30~40t熟料,重则60~100t熟料。

2.2篦冷机压床成因的分类

篦冷机发生压床事故的原因可分为两大类。一是由于机械或电气设备故障,篦床或冷却风机无法运行,加之采取措施不力,引起高温熟料(1100~1400℃)堆积并凝固的压床事故。二是由于工艺技术管理、操作中出现问题,未及时得到纠正而造成压床事故。

3 篦冷机压床事故的分析控制

要避免发生篦冷机压床,就必须对压床事故的不同形成原理进行分析,并有针对性地采取措施,使之处于受控状态。

3.1设备故障引起的压床事故

3.1.1冷却风机故障引起的压床事故

I段篦板冷却风机因轴承、电机、叶轮损坏停止运行时,对高温熟料不能有效冷却,在Ⅰ段(特别是阶梯篦板处)的1100~1200℃高温熟料中的C3A、C4AF等成分还带有液相,极易粘结成大块,导致篦床推压迅速升高,液压传动系统负荷过高(≥14MPa)跳停,并无法再次正常起动,同时窑内熟料还不断落入,使篦床进一步压死,此时只有被迫停窑人工处理。

在此有两点须注意:(1)熟料冷却不良结块;(2)系统负荷过高跳停。

只要在操作控制上能避免以上两种情况的出现就可以杜绝事故,因此操作员在某台篦板冷却风机 停止运行时,可不停窑采取以下措施:


(1)迅速将其它冷却风机风量开大,加强熟料冷却;

(2)迅速将篦床速度增加3~5次/min,降低料层厚度,减轻篦床负荷;

(3)降低窑速(2.5~3r/min),减小出窑熟料,随之减小投料量至300t/h;

(4)通知现场岗位工加强巡检,并注意篦床温度、压力、漏料等情况;

(5)通知现场机电人员尽快修复。

如情况恶化,出现篦板温度居高不下、篦板严重漏料、熟料结大块等情况时,应果断止料停窑保温,防止事故扩大,待设备修复后运行。

3.1.2篦冷机跳停故障引起的压床事故

篦冷机Ⅰ段或Ⅱ、Ⅲ段因篦板损坏、篦床变形、液压系统故障、破碎机堵塞等原因跳闸停机时,中控员未采取有力措施,导致熟料大量堆积在篦床上,料层增厚后不能得到有效冷却,熟料粘结成大块,进一步使篦床无法正常起动,被迫停窑人工处理。这种情况下,往往只有几分钟的时间,要求中控员能快速反应,迅速采取措施,设备的问题虽需要检修,但可避免压床事故,也为检修后及时恢复生产争取时间。

在篦冷机跳停的操作控制:

(1)Ⅰ段跳停,逐步降窑速,如5分钟内未能恢复,立即先停窑后止料,挂辅传进行保温操作;

(2)Ⅱ段跳停,逐步降窑速,降Ⅰ段篦速,如8分钟内未能恢复,立即先停窑后止料,挂辅传进行保温操作;

(3)Ⅲ段或破碎机跳停,逐步降窑速,降Ⅰ、Ⅱ段篦速,如12分钟内未能恢复,立即停窑止料,挂辅传进行保温操作。

3.2  工艺技术管理问题造成的压床事故

3.2.1篦冷机操作参数控制失调造成的压床事故

在有些新操作员刚进入工作时,或有些新线投产时管理人员由于经验不足,对篦冷机的调整思路不明确,窑产量与篦速之间、篦速与料层厚度之间、料层厚度与用风量之间的关系不匹配,在提产量时篦速及冷却风量控制过小,导致料层过厚、熟料冷却不好,最终引起压床事故。

为杜绝这种压床事故,对新投产的生产线及操作员新手,要重视篦冷机的调整,操作时采取宁高勿低的原则,并加强学习、总结经验,严防事故的发生。

3.2.2篦冷机堆雪人造成的压床事故


在回转窑正常过程中,篦冷机都会存在堆雪人现象,如果未重视并及时处理,雪人堆得过大,不仅会对窑二次风温、火焰形状产生较大影响,还存在雪人倒塌时突然压死篦床的风险。一般雪人堆大后会重达数吨,突然倒塌后造成篦床局部承载过大,篦床不平衡发生变形,篦板之间摩擦加剧,导致篦床推压突然升高,液压传动系统负荷过高(≥14MPa)跳停,并无法再次正常起动。

对此在正常过程中,操作中保持较大的阶梯篦板、Ⅰ段空气梁风机风量,采用较快的篦速,勤打前部空气炮,同时现场应加强篦冷机前堆雪人的检查,可装备推雪人装置定时进行清理或人工清理,防止雪人堆大堆高。如雪人已堆大,可采取先提篦速拉薄料层的方法,做好准备迎接雪人倒塌的冲击。

3.2.3窑内大量掉窑皮或冲料造成篦床压死

在回转窑的预热器塌料或窑内大量掉窑皮时,会引起大量物料涌入窑内,如处理不当,窑内高温熟料在1~3分钟内大量进入篦冷机Ⅰ段,造成篦床大量堆积熟料,篦床推压突然升高过负荷跳停,发生压床事故。

因此在预热器塌料或窑内大量掉窑皮时,操作员应迅速观察到变化并作出判断,迅速采取降低窑速(2r/min内)、加快篦速、加大尾排拉风等方法,预热器塌料的还应加大头煤量,让物料停留在窑内,避免篦冷机压床事故。

3.2.4火焰触料,熟料发粘引起的压床事故

有时当喷煤管调整不当,火焰下射扫料,未完全燃烧的煤粉渗入熟料,混有煤粉的熟料掉入篦冷机后,使熟料温度高而发粘、结块,并极易堆高大雪人,这种工况下稍不注意就容易发生篦板压床事故。

当发现有火焰触料,熟料发粘的现象时,应及时调整火焰坐标或煤管一次风,防止火焰下摆触料,并密切注意阶梯篦板处熟料情况,如有发粘堆雪人结大块情况时,用人工进行处理。

3.2.5熟料烧流时发生的压床事故

在新窑或新更换了窑砖的窑投料时,煅烧头煤过多或窑内生料成分过低,造成出窑熟料还呈现液相状态,在篦床上凝结成块,甚至液相熟料渗入篦板堵塞篦孔,使篦床推压急剧上升,篦床迅速被压死。因此在窑内发现熟料呈现有液相时,严禁其落入篦床上,一旦有大量液相的熟料落下篦床,就必须迅速停窑,只能减小事故进一步扩大。为防止窑内出现烧流现象,一是在新窑长时间升温后,投料要果断迅速,风、煤、料、窑速要配合适当,窑头与中控员要加强联系,熟料有发粘时及时拉大风量,提高窑速,杜绝烧流;二是在正常煅烧时,配料时注意防止KH过低、溶剂矿物过多,头煤适当,杜绝烧流。

4  篦冷机正常生产控制重点

(1)篦冷机的操作首先要注意产量与篦速、篦速与料层厚度、料层厚度与用风量之间的关系。

(2)为较好地冷却熟料,防止“红河”现象的出现,篦冷机的操作宜采取厚料层、大风量方式(注意篦下压力和篦床推压,保证设备安全运行),风量以不长时间吹穿为准。相应的各段篦速应根据料层厚度来进行调整,因此要求窑中控与窑中岗位加强联系,及时对应现场进行调整。各段料层厚度:一段600~700mm,二段500~600mm,三段400~500mm。

(3)有余热发电的,在其投入后,在尽量稳定二次风温(1100℃)的前提下,可适当提高一段篦速,让熟料在二段冷却,提高余热发电中温区温度。

(4)窑产量与篦速要匹配。因窑有出料不稳定的因素,在篦速控制上应保有适当富余能力,特别是在窑有冲料预兆时(如投料初期),应提前加快篦速,增加篦冷机用风量,加大窑头排风机风量。

(5)为保证熟料急冷和二次风温,一般一段各室风机应开至80%~90%。

(6)篦冷机前部的推雪人装置,一般每班应动作一次,防止堆雪人。在窑内结粒较差或掉窑皮时应增加频次。注意加强篦冷机灰斗放料工作,杜绝灰斗积料过多造成篦冷机设备事故。

(7)注意破碎机电流,防止大块物料过多卡死。

5  结束语

总之,篦冷机压床事故的发生是一个复杂的过程,与回转窑的整体调整控制密不可分,要达到完全杜绝压床事故,就要求我们在工艺技术管理上认真总结,归纳分析各个方面的关系,不断提升工艺技术管理水平,提高操作员操作能力,加强细节管理,避免篦冷机压床事故的发生

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