2预热器结皮堵塞的原因及处理对策

预分解系统结皮堵塞的原因及处理对策

石云生

(山西新绛威顿水泥有限责任公司山西新绛043100)

预热器系统堵塞，不仅会扰乱窑的热工制度，降低窑产量和熟料质量，影响窑的运转率,而且处理起来费时费力，甚至对人身安全造成危害。

我公司有一条1000t/d的新型干法水泥生产线，由南京设计研究院设计，于2001年8月26日点火，经过调试72小时达标一年达产，目前日产熟料达1200t/d。在投产初期，预热器系统结皮堵塞严重影响了我们的正常生产，几乎是“三天一小堵，五天一大堵”，后来我们通过对原燃材料的成分、配料方案及煅烧方案的改进，基本解决了这个问题。值得一提的是：我们在2003年5月份只因为C5筒下料管被结皮卡住止料13分钟，运转率达到了99%。下面就此问题的成因及处理作一分析。

该生产线由南京水泥工业设计研究院设计，分解炉采用南京院开发的N CⅢ型双喷腾管道式分解炉，分解炉出口带有ф2.51×42m的鹅颈管道，冷却机为第二代推动篦式冷却机。其窑系统主机设备配置如表一：

威顿公司主机设备表（表一）

一预热系统易结皮堵塞的部位

1 上升烟道至C5风管水平段，C5膨胀仓及下料管，堵塞物主要是高温粘结的物料。

2 窑尾烟室缩口和下料斜坡，堵塞物主要是结皮物料，质硬，碱含量高。

3 C5—C4风管水平段，堵塞物主要是生料沉积物，粉料多，易清吹。

4 分解炉锥部，堵塞物主要是煤灰高温熔融物。

二原因分析

1通过对原燃材料的成分分析，发现其碱含量，特别是氯含量较高，我们对进厂原燃料，入窑生料，堵料及窑灰等作了化验分析，结果如表二：

物料中的CL-含量（表二）

当原燃料中的有害成分含量高时，大量的碱会在烧成带挥发并与气相中的Cl-，SO2发生化学反应形成化合物，而在硫酸碱和氯化碱多组分系统中，最低熔点温度为650-700℃，因此窑气中的硫酸碱和氯化碱凝聚时，会以熔融态形式沉降下来，并与入窑物料和窑内粉尘一起构成粘聚性物质，而这种在生料颗粒上形成的液相物质，会阻碍生料颗粒的流动，使物料的粘度增加，造成粉料的粘结，粘附在各级管道中形成结皮，经过长期的内循环后，结皮越来越多，若不及时处理就会导致系统堵塞；当煤粉中SO3含量过高时，会形成低熔点硫化物，并在还原气氛中其熔点更低，也易导致结皮堵塞；生料中窑灰掺量过高时，由于窑灰中含有较多的有害成分，易形成熔融相，也会导致结皮堵塞。

由上表可以看出我公司石灰石中Cl-含量严重超标，使入窑生料中的Cl-含量居高不下，同时燃料中Cl-含量也偏高，这是造成频繁堵料的根本原因。

2、通过对配料方案的研究发现，由于原煤成分的波动，配料很不稳定，三率值波动范围很大，使易烧性在同一个班中变化很大，在操作中常出现窑内结大块结圈和飞砂的情况，而结圈结蛋又导致窑内通风不良，煤粉不完全燃烧，造成预热器的粘结堵塞。

3、风量分配问题，当窑与分解炉两路风量分配不当时，会使窑缩口或分解炉入口风速过低或过高，物料在预热器系统中分布不均，分解炉内气体流场混乱，导致棚料或塌料，造成结皮堆积堵塞。反之，当窑内结圈时，由于窑内通风不畅，使煤粉不完全燃烧，易使烟室结皮，导致分解炉进口风速过快，C5出口温度过高，造成粘结堵塞。

4、对操作方案及参数，刚开始我们是按照设计院给定的参数即当时1000t/d生产线的通用参数来确定的，主要参数如表三：

2002年以前系统稳定运行时的窑尾系统温度范围（表三）

由表中可以看出，操作控制参数是相对合理的，但是经过一段时间的操作发现，它并不是十

分适合我们这种有害成分较高尤其是Cl-含量较高的原料，在这样的温度控制范围内，C5筒频繁堵塞。

三．应对措施

1．在原燃材料无法改变的情况下，优化操作参数，降低预热器各处温度，特别是分解炉本体及C5出口温度，统一各班组操作方法，稳定系统热工制度，尽量消除由于操作原因而造成结皮堵塞的可能，具体操作参数如表四：

窑系统主要参数范围对比（表四）

在表中我们列举了比较典型的两天参数，由表中可以看出，参数的调整幅度很大,其中分解炉本体温度下降了30℃左右,C5出口温度下降了30℃左右,窑尾温度提高了40℃左右,与教科书上讲的窑尾温度提高会导致液相提前出现,造成烧成带与过渡带交接处结圈的说法恰好相反,我们认为窑尾温度的提高,抑制了有害成分在窑内20-40m处的低温粘结富集。另外，窑速加快，可以明显降低窑的填充率，相对增加了窑头煤的燃烧空间，减少了煤粉的不完全燃烧，有效抑制了预热

器的结皮堵塞。调整初期，也出现了游离钙偏高及分解炉塌料的情况，经过我们的努力，问题一一得到了解决。

2．对易堵塞的C5膨胀仓及下料管部位，增加了两个测压点，增设三个空气炮，中控控制，经常打炮，随时清除粘附在筒壁上的物料，更能较早地发现问题，尽快通知现场,尽快处理。

3．对于增湿塔及电收尘器收集下的窑皮，我们经过技术攻关，使其中的60%改入水泥磨系统，以减少外部的循环富集对预热器的影响。前后对比数据如表五：由表五可以看出有害成分中的Cl-含量和K2O含量有较大幅度的降低，有效抑制了预热器的结皮堵塞。

窑灰入磨对生料成分的影响（表五）

4．合理的生料配料方案和稳定的生料成分对稳定窑的热工制度，促进熟料质量，降低热耗起着重要作用。改进配料方案，稳定三率值在合适范围内。在这个控制范围内，生料的易烧性较好，又不容易引起窑内结圈结蛋，减少波动，调整前后的熟料全分析及液相量如表六。同时加强原燃料的质量控制，尽量控制入厂原料的有害成分，稳定煤的发热量及灰分，提高各项控制指标的合格率，加强生料的均化处理，保证入窑生料成分的稳定。由表六可以看出，我们的调整方向主要是降低熟料中的熔剂矿物含量，由此来弥补熟料成分中MgO含量较高的问题。

调整前后的熟料全分析对比（表六）

四．结论

通过以上措施，我厂的预热器系统结皮堵塞现象明显好转，同期因结皮堵塞停机次数及停机时间大幅减少，回转窑工况稳定，熟料产质量稳步提高。由此可见,正常生产中，原料中有害成分是引起预热器系统结皮堵塞的主要因素之一，当原料中有害成分无法改变时，我们通过加强工艺操作，现场管理可以有效地减小其对整个系统的影响。

参考文献

1. 张卫东高氯原料在预分解窑系统中的实践和应用水泥工程

2. 杨书慧于加滨2000t/d 预分解窑增产后的操作新世纪水泥导报2004.01