第13--预分解窑调节与控制.pptx

u预分解窑具有四高（入窑分解率高、硅酸率高、煅烧温度高和升温速率高）、两快（窑速快、冷却快），以及控制上的多变量、自动化程度高和操作控制远离窑头等特点。u计算机控制u人工干预（点火投料、停窑、发生故障）u人工操作13.1 调节控制的目的及原则调节控制的目的及原则13.1.1 调节控制的目的u预分解窑生产过程控制的关键是均衡稳定运转，它是生产状态良好的重要标志。运转不能均衡稳定、调节控制频繁、甚至出现周期性的“恶性循环”，是窑系统生产效率低、工艺和操作参数混乱的明显迹象。因此，调节控制的目的就是要使窑系统经常保持最佳的热工制度，实现持续地均衡运转。13.1.2 一般原则 u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。u具体操作：“抓两头,保重点,求稳定,创全优”u“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；u“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；u“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；u“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，总结出适合全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。13.2 预分解窑的点火投料操作预分解窑的点火投料操作13.2.1 点火投料前的必备条件13.2.2 点火投料步骤13.3 回转窑挂窑皮操作回转窑挂窑皮操作u作用 保护烧成带耐火砖不直接受高温及化学侵蚀，从而延长耐火砖使用寿命，为窑的安全运转创造条件；可以减少烧成带筒体向周围的散热损失，提高窑的热效率。u影响窑皮形成的因素 生料化学成分 火焰与窑皮的温度 耐火砖的成分 13.4正常操作管理正常操作管理煤、风、料是影响分解窑系统热工制度的主要因素，因此，在生产操作（调节控制）过程中，确定煤、风、料之间的关系并保持相对稳定，避免大变动，从而稳定窑速，稳定热工制度，是确保优质高产的关键。13.4正常操作管理正常操作管理13.4.1 预分解窑系统调节控制参数在正常情况下过程变量控制范围1000 t/d水泥熟料烧成系统主要的操作变量及其作用 u在生产操作过程中，许多水泥厂总结出了适合本厂实际的正常操作管理制度，较为典型的是“三个固定，四个稳定，处理好五个关系”。u三个固定：固定窑速；固定下料量；固定冷却机的料层厚度。u四个稳定：稳定窑尾温度；稳定分解炉出口温度；稳定系统排风；稳定预热器出口温度。u五个关系：窑与炉的用风关系；新入生料与回料均匀入窑的关系；窑与预热器、分解炉、冷却机的关系；窑与煤磨的关系；主机与各辅机的关系。13.4.2 正常操作下过程变量的控制(1)烧成带温度：通常用比色高温计进行测量。该温度作为监控熟料烧成情况的标志之一，由于测量上的困难，往往只能测出烧成物料的温度，作为综合判断的参考。(2)氧化氮(NOx)浓度：同烧成带火焰温度有密切的关系，烧成带温度高，NOx浓度增加，故以NOx浓度作为烧成带温度变化的一种控制标志，时间滞后较小，很有参考价值。因此，可将此同其它参数一起，综合判断烧成带情况。(3)窑转动力矩：由于烧成温度较高的熟料被窑壁带动得较高，因而其转动力矩也较大，故以此结合比色高温计温度、废气中NOx浓度等参数，可以对烧成带物料煅烧情况进行综合判断。但是，由于掉窑皮以及喂料量的变化等原因，也会影响窑转动力矩的测量值。因此，当窑转动力矩与比色高温计测量值、NOx浓度发生矛盾时，必须充分考虑掉窑皮、物料变化的影响，综合权衡，做出正确的判断。(4)窑尾气体温度：它连同烧成带温度一起表征窑内各带热力分布状况，连同最上一级旋风筒出口气体温度(或连同分解炉出口气体温度)一起表征预热器(或含分解炉)系统的热力分布状况。同时，适当的窑尾温度对于窑系统物料的均匀加热及防止窑尾烟室、上升烟道及旋风筒因超温而发生结皮堵塞也十分重要。一般可根据需要控制在9001050。(5)分解炉或最低一级旋风筒出口气体温度：它表征物料在分解炉内预分解情况，一般控制在850880。保证物料在分解炉内预分解状况的稳定，从而使整个窑系统热工制度稳定，对防止结皮堵塞也十分重要。(6)最上一级旋风筒出口气体温度：一般控制在320360。超温时，应检查生料喂料是否中断、某级旋风筒或管道是否堵塞、燃料量与风量是否超过喂料量的需要等，查明原因后作出适当处理。当温度降低时，则应结合系统有无漏风及其它旋风筒温度状况酌情处理。(7)窑尾、预热器出口气体成分：它们表征窑内、分解炉或整个系统的燃料燃烧及通风情况。对窑系统燃料燃烧的要求是：既不能使燃料在空气不足的情况下燃烧而产生大量CO，又不能有过多的过剩空气而增大热耗。一般窑尾烟气中O2含量控制在1.01.5%，分解炉出口烟气中O2含量控制在3.0%以下。窑系统的通风状况，是通过预热器主排风机及安装在分解炉入口的三次风管上的调节风门闸板进行平衡和调节的。在窑系统安装有电收尘器时，对分解炉或最上一级出口(或电收尘器入口)气体中的可燃气体(CO和H2)含量必须严加限制。因为含量过高，不仅表明窑系统燃料燃烧不完全，使热耗增大，更主要的是在电收尘器内容易引起燃烧和爆炸。因此，当预热器出口或电收尘器入口气体中CO和H2含量超过0.3%时，则发出报警，达到允许极限0.6%时，电收尘器高压电源自动跳闸，以防止爆炸事故，确保设备及生产安全。(8)最上一级(C1)及最低一级(C5)旋风筒出口负压：预热器各部位负压的测量，是为了监视各部分阻力，以判断生料喂料量是否正常、风机闸门是否开启、防爆风门是否关闭以及各部分有无漏风或者堵塞情况。当最上一级旋风筒负压升高时，首先要检查旋风筒是否堵塞。如正常，则结合气体分析结果确定排风是否过大。当负压降低时，则检查喂料是否正常、防爆风门是否关闭、各级旋风筒是否漏风。如果正常，则结合气体分析结果确定排风是否足够。一般当发生结皮堵塞时，其结皮堵塞部位与预热器主排风机间的负压在O2含量正常情况下有所提高，而窑与结皮堵塞部位间的气流温度升高，结皮堵塞的旋风筒下部及下料口处的负压均有所下降。据此可判断结皮堵塞部位并加以处理。由于各级旋风筒之间的负压互相联系、自然平衡，故一般只要重点监测预热器最上一级和最下一级旋风筒的出口负压即可了解预热器系统的情况。(9)C4、C5级旋风筒锥体下部负压：它表征该两级旋风筒的工作状态，当该旋风筒发生结皮堵塞时，锥体下部负压下降。(10)预热器主排风机（高温风机）出口管道负压：在窑系统与生料磨系统联合操作时，该处负压主要指示系统风量平衡情况。当该处负压增大时，应关小收尘器的主排风机闸门。反之，则开大闸门，以保持风量平衡。(11)电收尘器入口气体温度：该温度对电收尘器设备安全及防止废气中水蒸气冷凝结露至关重要，因此必须控制在规定的范围内。一般在电收尘器上装有自动控制装置，当入口气温达到最高允许值时，电收尘器高压电源自动跳闸。在生料磨系统利用预热器废气作为烘干介质，窑、磨联合操作情况下，电收尘器入口气温有较大变化时，如果预热器系统工作正常，则需要检查生料磨系统及增湿塔出口气温状况。(12)窑速及生料喂料量：窑系统有较大的变动时，窑速与生料喂料量必须相应同步变动，确保窑系统的均衡稳定生产。(13)窑头负压：它表征窑内通风量及冷却机与入窑二次风之间的平衡。正常生产情况下，一般增加预热器主排风机风量，窑头负压增加；反之减小。而在预热器主排风机排风量及其它情况不变时，增大篦冷机冷却风机鼓风量，或者增大篦冷机鼓风机进口阀门开度，都会导致窑头负压减小，甚至出现正压。正常生产中，窑头负压一般保持在50100Pa，决不允许窑头形成正压，否则窑内细粒熟料飞出，会使窑头密封圈磨损，也影响人身安全及环境卫生，对安装在窑头的比色高温计及电视摄像头等仪表的正常工作及安全也很不利。一般采用调节篦冷机剩余空气排风机风量的方法控制窑头负压在规定的范围内。(14)篦冷机一室下压力：它不仅指示篦冷机一室篦床阻力，亦指示窑内烧成带温度变化。当烧成带温度下降时，熟料结粒减小，致使篦冷机一室料层阻力增大，在一室篦床速度不变时，一室篦床下压力必然增高。生产中常以一室压力与篦床速度构成自动调节回路，当一室压力增高时，篦床速度自动加快，以改善熟料冷却状况。(15)窑筒体温度：窑筒体温度表征了窑内窑皮、窑衬的情况，据此可监测窑皮粘挂、脱落、窑衬侵蚀、掉砖及窑内结圈状况，以便及时粘补窑皮，延长窑衬使用周期，避免红窑事故的发生，提高运转率。13.5 停窑操作停窑操作13.5.1 正常停窑13.5.2 事故停窑13.6 非正常条件下的操作及故障处理非正常条件下的操作及故障处理（1）结皮堵塞）结皮堵塞 1）碱、硫、氯等有害成分富集及危害）碱、硫、氯等有害成分富集及危害 “内循环”，“外循环”2）预热器系统结皮堵塞的原因）预热器系统结皮堵塞的原因最容易发生结皮、堵塞的部位是窑尾烟室、下料斜坡、缩口及最下一级旋风筒锥体、最下两级旋风筒等部位。但是，结皮在整个预热器系统以及预热器主排风机的叶片上都能发生。与物料中钾、钠、氯、硫的挥发系数大小有关，特别是在还原气氛中，挥发系数增大时，对结皮影响很大。与物料易烧性的有关。若物料易烧性较好，则熟料的烧成温度将会相应偏低，结皮就不易发生。与物料中所含三氧化硫与氧化钾的克分子比大小有关（硫碱比0.81）。物料中的可挥发物含量越大，窑系统的凝聚系数越大，则结皮形成的可能性就越大。结皮的主要矿物成分，一般认为是一种灰硅钙石。3）防止预热器系统结皮堵塞的措施）防止预热器系统结皮堵塞的措施减少和避免使用高氯和高硫的原料。使用低氯、低硫或中硫的煤。如果难以避免过量的氯和硫，建议丢弃一部分窑灰，以减少氯的循环或采用旁路放风系统；避免使用高灰分和灰分熔点较低的煤。对窑及预热器要精心操作，使各部的温度、压力稳定及喂料量稳定。定时清扫。4）旁路放风系统）旁路放风系统每1旁路放风量约增大熟料热耗1721 kJ/kg熟料，故一般放风量不超过25，一般为310。此外，当所用原料中碱、硫等有害成分挥发率过低，为了生产低碱熟料，可适当加入氯化钙作为外加剂，提高旁路放风效果。（2）预分解系统塌料）预分解系统塌料预分解窑系统塌料是指大股生料直接通过旋风筒或分解炉向下塌落的一种状态。发生塌料时，生料通过窑尾烟室落入窑内，导致窑内热工制度紊乱，无法控制，严重时燃烧器回火，造成设备损害和人身伤害。（3）飞砂）飞砂飞砂现象有两种：一是回转窑烧成带物料不易烧结而产生大量飞扬的细粉熟料（一般小于1 mm），称为飞砂料；二是烧成带物料过粘，成片下滑很少滚动，难以结粒，表面粉化而产生的黏散料。飞砂料的出现使窑内浑浊并对窑皮不利，影响熟料质量和窑的操作，也引起冷却机一室篦压、二次风温及风量的波动。飞砂料随三次风进入分解炉，影响炉内燃烧。（4）结圈）结圈当风煤配合不当或煤粉粗粒落在物料上，或熟料液相偏高，使窑皮出现增厚的不正常现象，通常称为结圈。圈分前圈和后圈。前结圈在烧成带和冷却带交界处，后结圈在烧成带后部。它们的存在均会影响窑内热工制度和产质量。（5）红窑）红窑指烧成带局部耐火砖被烧掉而发生窑筒体烧红的现象。当筒体扫描仪显示温度过高时，要到现场检查红斑发生在何处及情况如何。若发生轻微红斑应立即补挂窑皮；若筒体出现亮红面积大，且红斑出现在过渡带或分解带时，必须止料停窑处理。防止红窑的关键是保护窑皮和经常移动燃烧器位置。（6）堆雪人）堆雪人从篦冷机内摄像机可以看到冷却机入口处熟料产生堆积，俗称“堆雪人”。该现象会影响二次风入窑状况，或造成篦冷机不走料，是影响窑正常运转的一大障碍。（7）红河）红河“红河”是篦冷机常见现象，产生的原因是篦冷机冷却效果恶化，高温熟料在篦床上保持较长时间，从篦冷机观察孔或摄像机中可看到篦床上有较长的“红河”带。思考题：思考题：13.1 预分解窑控制的目的和原则是什么？13.2“窑皮”的作用是什么？它是如何形成的？与那些因素有关？13.3 在日常生产中，预分解窑系统需要重点监控的主要工艺参数有哪些？13.4 什么是预分解窑系统的“内循环”和“外循环”？13.5 预分解窑系统常见工艺故障有哪些？