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混料式机械化石灰竖窑技术发展现状对策、操作管理
作者: 发布时间:2019-10-02 04:31

01、概述


随着我国经济转型发展和生态文明建设,绿色发展对石灰行业生产工艺及装备的生产能力、节能降耗、环境保护和自动化控制等方面提出了更高要求。作为目前国内石灰行业运行的主要炉型,混料式机械化石灰竖窑随着先进技术的引进消化吸收,窑炉的工艺改进、创新,关键工艺设备的改造开发,窑炉操作管理技术的规范,环保除尘技术的科学配套及自动化控制技术的应用,已基本形成了一整套比较完整、科学、系统的石灰生产技术体系。新发展形势下、混料式机械化石灰窑炉也必须适应行业发展,在窑型、工艺配置、环保配套、生产操作、质量管理、节能降耗等方面持续进行科学创新。以使其科学、健康发展。


02、混料式机械化石灰竖窑的发展现状


2.1混料式机械化石灰窑炉装备的发展现状


目前混料式机械石灰竖炉生产技术装备创新不够,大多仍处于仿造阶段,但一年来石灰行业竖炉装备水平整体提升很快,老厂升级改造、新厂工艺先进。典型的企业如广德青龙钙业、江西彭泽、池州银龙、桦甸汇金钙业等。

混料式机械化石灰竖窑技术发展现状对策、操作管理

竖炉行业仍普遍存在以下现象:一是部分炉型设计部分仍不科学,炉膛大肚现象仍比较普遍;二是炉容大型化进入误区,越大越先进成为假时尚;三是布料器的选型尺寸与炉口内径尺寸不匹配是普遍现象,造成布料效果不理想、冲刷炉壁;四是送风装置的结构和安装位置不合理,致使炉内燃烧不完全,这是混料式竖炉目前最关键的问题;五是废气除尘能力配置不足。


2.2混料式机械化石灰窑炉操作管理的发展现状


混料式石灰窑炉的操作管理已逐渐向科学的活性竖炉规范化操作转变,竖炉利用系数逐步提高、产品质量逐步稳定提升。但操作管理仍不够规范,随意性凭经验操作是操作管理存在的最大也是最普遍的问题。在工艺操作上存在的主要问题:一是不连续送风即停风出灰普遍;二是低料位、明火操作;三是厚料层操作;四是送风管理不规范,送风操作的随意性;五是炉况管理判断不及时,异常处理滞后。


03、混料式机械化石灰竖窑操作管理


3.1混料式机械化石灰竖窑技术方案规划的思考


规划缺失、工艺方案低档次、设备选型不合理是造成目前部分混料式石灰竖窑生产运行不正常、不达标达产的主要原因。即使生产操作管理者千方百计、绞尽脑汁也无法使窑炉顺行。


3.2混料式机械化石灰竖窑的操作管理技术


生产实践表明:高效稳定地操作能发挥工业窑炉的装备优势,实现窑炉优质、高产、低耗;规范和创新操作技术是工业窑炉“均衡、稳定、高效”生产的驱动力。有效、及时的操作调整、控制是竖炉稳定的关键。

混料式机械化石灰竖窑技术发展现状对策、操作管理

规范的竖窑操作应该是操作人员在掌握原燃料信息条件下,以燃烧理论为基础制定出最佳的操作基准,以全面准确的检测参数为依据,从炉体温度分析入手,综合分析判断炉内热工状态和发展变化趋势,查找出造成热工状态异常的原因,采取相对应调整手段抑制其发展,以使热工状态恢复到基准范围,使竖窑内各热工带处于合理高度和温度。调整参数必须有计划、逐渐分步进行,切不可忽左忽右,盲目随意。


(1)混料式机械化石灰竖炉开炉操作技术的重要性


石灰窑炉工程是一系统工程,不仅要有全面、优秀的规划设计,合理的设备选型,优良的建设能力,可靠的设备性能,更应进一步做好操作和维修人员培训、设备调试和点火开炉工作。开炉操作是工业窑炉工程管理必不可少的关键环节,点火开炉不仅是竖炉重要的烘炉步骤,不管是一步法还是二步法,目的都是稳定炉衬结构,为竖炉长寿奠定基础。点火开炉不仅是竖炉培养火层、确立操作炉型和竖炉摸索日常热工操作基准的关键,也是工程达标达产,进入良性生产的重要历程。点好火、开好炉是确保石灰竖炉生产顺行、高效、稳定的关键操作,必须引起更高度重视。


(2)混料式机械化石灰竖炉的生产操作技术


1)日常操作炉型的管理


石灰竖窑生产操作应结合原燃料状况、设备状况、窑炉内衬状况,科学地有计划地进行动态生产操作管理。生产过程中必须重视合理操作炉型的管理。


石灰竖炉日常生产中原燃料质量变化、操作不精心不规范、处理炉况不当或失误、设备故障都会造成竖炉炉况失常、操作炉型紊乱。必须加强日常操作管理的基础工作,随时掌握原燃料质量情况,及时采取上下部相结合的手段,配合竖炉四大操作制度的调整来维护和修正操作炉型。


竖炉生产过程中,开炉初期、生产中期、特别是炉役后期,炉衬不完整、炉型不规则、设备功能不完善,更应注重调整和修正操作炉型,这是竖炉操作者的主要工作。


2)混料式机械化石灰竖炉操作的管理


①竖炉操作参数设定的管理


竖炉生产量确定后,煤比及送风量的设定、调整直接关系到混料式竖炉热工制度的正常稳定,对混料式机械化石灰竖窑的操作管理十分重要。煤比设定后调整要慎重对待,应当在全面分析各方面因素后再决定。随燃料品种变化变动,随季节、天气变化微调,调整幅度不宜过大。送风量随煤比相应调整,以保持煅烧带稳定。

混料式机械化石灰竖窑技术发展现状对策、操作管理

②竖炉原、燃料及生石灰的质量管理


原、燃料质量管理的好坏直接关系到石灰煅烧品位高低,是产品质量的重要前提保证。原、燃料质量的变化也是造成竖炉炉况失常的主要原因。竖炉操作者要把大部分精力放在原、燃料管理上,在保证量的供应下,注重质量稳定、原燃料分类管理、粒度分级管理是竖炉原燃料管理最重要的几个原则。


成品生石灰的质量管理,要及时全面对生石灰的化学成分、生过烧状况、粉灰率、活性度等进行统计分析,与原、燃料统计分析相对应,以便及时了解分析炉内状况,制定操作调整原则。


③竖炉料面及排灰的管理


料面稳定对于竖炉生产稳定运行十分重要,如果料位不稳定或形状异常,则烧成带亦不稳定,炉内气流不正常,会造成炉况异常,最终影响竖炉产量和质量。


竖炉排灰量必须与竖炉煅烧带烧成速度相适应,才能保证煅烧带稳定。排灰时间过长、排灰量过大,易造成竖炉中心形成漏斗状和烧成带悬空。混料式竖炉必须选择适宜的排灰时间和排灰量,使料层下落均匀、平坦,烧成带才能保持稳定。


④混料式机械化石灰竖炉烧成的管理


A.竖炉温度及压力的管理


a.竖炉内温度的测量:煅烧带前后的温度是竖炉操作的基准,特别重要。测温点的设置必须科学合理。直接测量炉内的温度很难实现,一般间接测量温度换算成实际温度来指导竖炉炉内热工状态监控。


b.竖炉炉顶废气的监控:炉顶废气分析是分析判断竖炉内燃料燃烧状况的重要手段。炉顶密封、取样位置、灰尘状况都会影响到炉顶废气分析的准确性。


c.竖炉压力的监控:炉顶压力及风压随竖炉产量、炉内料柱透气性等不同而有变化,是炉况判断的重要依据。


B.竖炉煅烧带的控制及维护


混合烧成竖炉由于受原燃料理化性能、设备工作状况及产量等因素的影响,煅烧带的位置及形状极易波动,这就要求上述因素尽量稳定,特别要求燃料的燃烧与送风量、排灰量相平衡。煅烧带的位置及形状关乎窑炉热工状态是否正常及窑炉生产能力、产品质量和窑炉的能耗。


a.混合烧成竖炉操作管理者的职责


混合烧成竖炉操作管理者必须了解掌握以下状况:


确认设备工作状况,认真做好设备点检工作;


掌握当前原燃料粒度、水分、质量、杂质等状况;


产量、质量的确认:石灰温度、生过烧状况、活性度、CaO含量及是否有未燃尽的煤核等;


各层温度、废气、灰温变化趋势及压力状况等。


b.煅烧带位置及形状的分析判断


操作管理人员要从温度变化分析入手,及时准确判断出当前煅烧带形状。根据废气温度、成品温度、送风压力、料面燃烧状况的变化情况对煅烧带作出综合判断,制定出适宜的操作参数,作为当前操作基准。


c.煅烧带异常的及时矫正


烧成带出现异常时,应及时采取正确措施矫正,如果任其继续发展或措施不当,会引起烧成带拉长,甚至倾斜,调整矫正就相当困难。判断准确、及时的防微杜渐就会避免进入恶性循环或发生重大炉况事故。


煅烧带异常时调整矫正的三个原则:降低产量进行调整的原则;先以下部调整为主,上、下部结合调整的原则;确保炉衬及设备安全的原则。


煅烧带异常时调整矫正的对策:在综合分析判断的基础上,逐步实施调整矫正并及时修正矫正对策。煅烧带异常的主要调整矫正对策有:空气过剩系数变动调整法,主要针对烧成带下移;混合料投入变更法,主要针对烧成带上移;料面形状变更法,主要针对烧成带上下延伸;局部增加排灰法,主要针对烧成带上下延伸;送风量平衡调整法,主要针对烧成带倾斜;循环废气吹入法,主要针对烧成带倾斜。


对于恶化的煅烧带异常,单一手段无法解决,必须各种方法综合实施才能起到作用。在采取措施调整烧成带异常时,要特别注意原燃料条件是否正常,如果是由于原燃料条件变化引起烧成带异常,那么只调整操作,而不改善原燃料状况那也是没有效果的。影响竖炉烧成带稳定的因素各异,不综合分析判断,炉况自动纠偏也只是设想。


C.竖炉送风的操作管理


混料式竖窑到达竖炉煅烧带风的流量和流速决定了炉的生产能力。竖窑的送风操作管理,对于保证煅烧带燃料燃烧所需空气量的合理供应,气流在窑断面上的合理分布,保证竖炉产量、质量等方面都有很大意义。混料式竖炉的风机选型、炉内送风装置结构及安装位置、送风管道的管径选配、炉下部的密封配套都影响到炉内的气流分布状况,影响到炉内燃料燃烧状况。混料式竖炉操作管理者必须以科学、积极用风为核心的操作管理统领混合烧成竖炉的生产组织。


a.送风装置的设计及风机选型


混料式竖炉送风装置的结构和通风面积及位置设置对炉内送风到煅烧带的均匀性和流速至关重要,影响到炉内煅烧带的状况。


混料式竖炉的风机选型,不只是流量,更要重视需克服料柱阻力到达煅烧带的风压,这是混料式烧成竖炉的核心问题。


b.科学、规范用风操作进行调节、控制煅烧带是混合烧成竖炉操作者的基本操作手段。


c.维护送风制度稳定是混合烧成竖炉操作者的主要工作职责。


⑤竖炉临时停炉的操作


日常生产中经常会因各种原因而停炉,无论停产时间长短都会对炉况造成影响。所以无论计划停产或突发停产,都必须要在操作上采取相应的补救措施,尽量稳定炉况。操作上不采取补救措施,必定会影响炉况的稳定顺行。


临时停炉时的操作调整措施:


A.停产时及停产期间要视废气温度情况压料,以控制废气温度;


B.停产前及开车时燃料配比的调整;


C.停产及开车时各工序的操作顺序。


04、混料式机械化石灰竖窑几个突出问题的技术思考


4.1不连续送风的问题


竖窑的送风操作管理,对于保证煅烧带燃料燃烧所需空气量的合理供应,气流在窑断面上的合理分布,保证竖炉产量、质量等方面至关重要。科学、规范用风操作是混合烧成竖炉操作者进行调节、控制煅烧带的基本操作手段。助燃风的过剩系数即空气比的合理性对提高燃料燃烧率有不可估量的作用。连续稳定的供风是竖炉炉内气流合理分布、煅烧带稳定的先决条件。不连续送风必然会造成竖炉炉内气流的重新分布,炉内燃烧处于稳定、紊乱、形成新的状态、再紊乱的恶性循环。不连续稳定的供风更会使炉内煅烧带位置处于大的移动,造成炉内热工状态经常紊乱。这是造成竖炉炉况不顺行、高能耗的主要原因。


4.2厚料层操作的问题


混合烧成石灰竖炉“三带”平衡稳定是窑况稳定顺行的标志。煅烧带位置波动都会给竖窑炉内煅烧过程产生不良的影响。


混合烧成石灰竖炉操作以炉内料位基本稳定为基准设定,调控各操作参数。厚料层操作使煅烧带位置波动太大,致使竖炉炉内热工状态失衡。厚料层操作大量卸灰易使原稳定的煅烧火层散乱,卸灰后再重新培养新的火层致使炉内气流重新分布造成窑况不连续稳定。厚料层操作煅烧带位置波动太大,使炉内料柱阻力波动太大,致使进入炉内的鼓风量和鼓风速度发生变化(风机鼓风量随压力变化),影响竖炉内的燃烧状况。对大多使用离心风机的窑炉影响就更大。厚料层操作大量卸灰还易使炉内料面区域炉衬因温度变化大而加速损坏。


4.3混料式竖炉的大型化问题


近几年混料式石灰竖炉存在一种趋势,好像容积越大越先进、越大越时尚。700m3容积以上的混料式竖炉已成规划常态,这应引起行业关注。


混料式机械化竖窑由于自身炉型结构造成炉内物料分布孔隙率不均,通风存在“炉壁效应”。利用和控制“炉壁效应”是竖炉设计和操作的核心工作。目前竖炉容积扩大,为了适应炉顶布料和炉下出料,竖炉上口和下口未扩大,只加大了炉腹直径,形成了炉胆特大肚现象。无论是上部布料、下部出料,还是炉断面气流分布都无法满足竖炉工艺要求的均匀性。炉胆特大肚形状极易形成竖炉内混合料悬空、堆积死料流,使炉内混合料横向移动的可能性增大,极易产生“夹生”料柱。


要想实现竖炉的大型化,就必须组织技术力量在大型布料设备、大型出灰设备、大型炉内送风装备等方面进行攻关、研究开发。只有相关设备成熟后,竖炉大型化才能提上议事日程,否则就会盲目进入误区。


05、混料式机械化石灰竖窑的发展对策


5.1高起点、真科学,确保窑型工艺先进合理,符合国家产业政策


在推进高质量绿色发展的背景下,石灰行业应深入推进转型升级、持续优化产业结构。一是按(产业结构调整指导目录)(2011年本)(修订)加快淘汰落后产能,这是石灰行业实现高质量发展的首要任务。二是推动现有窑炉装备水平升级和新建窑炉装备的高水平,全面提高石灰行业工艺技术、装备、产品质量、能耗、环保等各方面水平,进一步扩大先进窑炉装备水平。竖炉窑型工艺先进合理,生产达标达产是竖炉技术进步的基本体现,也是符合国家产业政策、保持生存的首要条件。


5.2强化环保生存意识,树立全新环保理念


为了适应绿色发展的要求,石灰行业应清醒认识到环保关乎企业生存,解决绿色环保问题是石灰企业继续生存并能持续发展的必要条件。石灰生产企业必须树立全新环保理念,坚持清洁生产。


(1)树立“全封闭”环保治理的理念;


(2)树立减少污染源的理念;


(3)树立环保设备比工艺设备更重要的理念,全方位保障环保设备正常运行;


(4)工厂清洁生产必须保持持久性。


5.3强化生产操作管理,达产达标、降低能耗提高企业生存能力


石灰行业在产业结构优化、窑炉装备水平升级、绿色环保发展的同时,企业强化生产操作管理、增产达标低耗、降本增效才是企业增强市场竞争力的基本法宝,也是提高企业生存能力的根本路径,科学、规范地进行混料式竖炉的生产管理,提高产品质量水平,推动石灰竖炉健康绿色发展。

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