|
飞砂料成因的中控判断与操作
当出现飞砂料时，篦冷机高温区细粒状物料随热气流上升，窑前尘粒飞扬，窑内火焰形状不易观察。由于粉尘含量的增加，在燃烧器上容易堆积形成“鸡冠”(也有的将其称为“蜡烛”)，有时也可在燃烧器下部形成“羊胡子”。当飞砂严重时，篦冷机内混浊看不清，二次风温忽高忽低，窑内煅烧温度不易控制。含有大量尘粒的入窑二次空气，改变了煤粉的燃烧环境，使其燃烧特性随之发生变化，火焰形状极不规则，黑火头长，窑前火焰温度低是其显著特征。黑火头与白火焰有时出现脱节现象，火焰上飘发叉，甚至产生不完全燃烧和尾燃，造成窑尾温度偏高，继而引起烟室斜坡和上升烟道结皮，黄心料增多。同时随二次空气入窑的料粉中CaO、SiO2含量高，变相改变了入窑物料的化学成分，使物料变得更加难烧。对第三代篦冷机的操作控制要求是稳定篦床上的料层厚度，并采用厚料层操作,使冷却风用量少，二次风温高，有利于提高煤粉的燃烧速度和窑内温度，来达到高的热回收效率。但由于飞砂料的出现，改变了篦床上的料层特性，使料层厚度不易控制，篦下压力波动大，篦速调节频繁。当料层厚时，冷却风吹不透，物料易结块；反之，则出现“腾涌”、“勾流”，甚至发生冷却风短路，大大增加熟料烧成热耗。同时，篦下漏料增多易积料，篦床上由于物料冷却不好也容易形成“红河”现象，危及设备安全。在煅烧过程中，烧成带温度和火焰颜色基本没有变化，窑电流有轻微的下降，但离窑熟料中开始出现细粉，输送机上的熟料由表面光滑、结构致密、大小均匀一致的青灰色，逐渐转变为结构松弛的灰绿色，升重下降，fCaO增高。采取小幅度地增加喂煤量，效果不明显，料子表现吃火难烧。随着细粉的增多，飞砂现象逐渐明显，离窑物料呈现欠烧状。只有大幅度地调整煅烧控制参数，使窑内温度、火焰颜色以及窑电流均高于正常控制水平，才能遏制细粉料的增多。这时升重虽会大幅度地升高，但fCaO下降较少，依然高于正常控制指标。这种情况大多是由于入窑物料中CaO含量增加，KH 升高所致。由于KH高，在正常的煅烧温度下不能形成足够的液相量，从而使熟料中残存的fCaO 偏高。在操作上可采取加大旋流风量，使火焰变得短粗，温度释放集中，便于提高窑头温度。分解炉温度偏高控制10～15℃，入窑分解率控制在95％左右，加强物料预烧。同时适当减料，降低窑速，在保证物料填充率的前提下，延长物料在烧成带的停留时间。因SiO2含量高引起的飞砂比较容易判断，其熟料表面粗糙，有小麻点，晶体闪亮且比正常熟料多，砸开后孔多，升重低，fCaO低。在煅烧时，物料表现为耐火，不易结块，飞砂大，细粒熟料容易在燃烧器上堆积形成“鸡冠”，该“鸡冠”任其自由发展也不会长很高，多在1m以下，且比较容易处理，用高压空气对准其根部吹动即掉。在操作上应以保证窑内热工制度的稳定为主，煤风调整要小，严防大加大减，控制火色均匀。篦冷机高温区用风在保证入窑煤粉能完全燃烧的情况下可适当减小，防止细粒熟料发生二次飞扬，干扰窑内火焰。窑内火色白亮，能明显看到粉粒状物料随热气流上升，用加减煤的办法来改变窑内煅烧状况时，效果不明显，总感觉火焰短，烧不进去，二次风温高，烧成带前部窑皮恶化快，局部出现沟槽状。在某一特定的温度范围内，料子易烧，产量较高，系统参数几乎不用调节。燃烧器前端上部易长“鸡冠”，下部易出现“羊胡子”，篦冷机堆“雪人”。与SM 高形成的“鸡冠”不同的是，该“鸡冠”质地较硬，不容易处理。任其发展下去，会一直上长，直到与窑皮接触，对燃烧器的正常使用影响很大。输送机上熟料颗粒表面不是很光滑，颜色不匀，微泛白。砸开后，内部致密，砂状料粉多呈青灰色，fCaO 低。引起这些变化的原因是：Al2O3含量增加，料子烧结范围变宽，液相大量出现太迟所致。在操作上应勤移动燃烧器，使其靠里一些，火色偏中控制。加大轴流风量，使火焰变得细长，用长火焰煅烧，以适应窑内的各种变化。窑速比正常慢0.1～0.2r/min，出窑物料温度高时，篦冷机用风应偏大控制，确保物料迅速冷却，防止因冷却不好而产生粉化现象。还有一种情况是在正常用煤量的情况下，火色偏暗，火焰较长，烧成带温度波动大。离窑熟料既有大块又有细粉，粒度差大，温度稍高就易烧软。窑皮极不稳定，黏挂慢，掉落快，烧成带后部窑皮恶化快。温度稍低，粉粒状物料就大量增多，飞砂明显，篦冷机和窑内出现浑浊状态。由于操作参数变化频繁，煅烧不好控制，热工制度不稳定，甚至出现周期性波动，还容易产生结蛋现象。结皮较硬，不容易处理，此种飞砂主要是由于生料中Fe2O3含量高，熟料烧成温度较低，烧结范围过窄引起。火焰色差大，窑皮垮落容易黏挂难是其显著特征。输送机上的粉粒状物料多呈土黄色。在操作上，应适当减小外风，燃烧器向外移动，保证火焰顺畅。同时控制分解炉出口、窑尾烟室温度比正常低10～15℃，来抑制物料在煅烧进程中液相提前出现，减少结皮堵塞情况的发生。此时窑速应比正常窑速快0.1～0.2r/min。由于预均化技术的发展，以及矿山计算机控制网络化开采的应用，入窑物料中的硫、碱含量大部分都能在受控范围内波动。但有时受原材料条件的限制，或过程质量控制出现失控时，也会造成硫、碱含量的波动超过其控制范围进而影响窑的煅烧。此时，如果操作上不采取措施，更容易加剧飞砂的程度。中控观察到的现象是:火焰颜色不是很亮，窑电流偏高、波动大；窑皮厚长，在放热反应带后还容易出现结圈现象；窑尾温度不是很高，但烟室斜坡、分解炉锥体结皮量明显增多，需频繁清理，如果处理不及时，斜坡上容易积料。有时C5锥体和下料管也频繁产生结皮现象，煅烧操作难度大，温度稍高，容易出现过量液相，而温度稍低，则易出现欠烧现象。输送机上的熟料形状极不规则，圆形物料少，粒度差大。粉状物料较多，同时夹杂有白色扁平状颗粒，该颗粒色白发黄，质轻易碎有时用手指轻轻一捻即碎，fCaO高。这些现象的产生，都是由于硫碱比过高引起的。虽然硫碱比的增高增加了液相量，降低了液相黏度，有利于煅烧。但硫酸碱又降低了液相的表面张力，其结果虽然是改善了熟料颗粒的可浸润性，却降低了颗粒之间的黏着力。黏度和表面张力的降低，使熟料颗粒结构疏松，物料在窑内翻滚时难以形成较大颗粒，或形成了也会由于多次滚动而散开，产生大量细粉料。对应的操作方法是，首先应加强清堵的频次，必要时可人工定时处理结皮。压低窑尾、分解炉出口和C5下料管温度，控制入窑分解率达到90％即可。加快窑速，燃烧器适当退出些，避免用粗短的高温火焰，而采用较长的高温火焰，通过控制煅烧温度来控制液相量和液相表面张力。1)及时和化验室联系，弄清物料成分波动的原因，采取有效的控制措施，避免类似情况的发生。2)加煤时一定要慎重，只有在确保煤粉能充分燃烧的情况下才可增加用煤量。否则，只有降低系统投料量降低产量，以防止煤粉不完全燃烧，在窑内产生还原气氛，形成还原熟料，以及预热器系统结皮。3)在处理飞砂料的过程中，应加强对回转窑筒体温度的检查。随时掌握筒体温度变化情况，防止窑皮过厚形成结圈，影响窑内通风和物料的流动。或因窑皮过薄造成耐火衬料受损，甚至发生红窑事故。4)现在的预分解窑，用“电子眼”替代了我国长期人工看火的传统习惯，减轻了操作员的劳动强度，但同时也弱化了操作员现场看火的技能和习惯。“电子眼”虽可直观地、不间断地反映窑内火焰形状、煅烧状况和熟料颗粒等，但毕竟有一定的局限性，特别是遇到飞砂现象时，由于窑内和篦冷机高温区出现浑浊状态，用“电子眼”往往不易观察窑内状况。这就要求中控操作员应多到现场观察窑内的煅烧状况，及时掌握工艺变化情况，以便于正确分析飞砂形成的原因，从而采取切实有效的处理及预防措施。产生飞砂的原因是多方面的，影响因素也不是单一的，以上只是笔者自己的看法和认识，供讨论和参考。
|
