作者:馬昭強(qiáng) 單位:山東省臺(tái)兒莊區(qū)水泥廠 [2000-12-5]
關(guān)鍵字:腰風(fēng)裝置 改造
摘要:
0 前言
我廠#3機(jī)立窯(主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1)生產(chǎn)線1988年建成投產(chǎn)后，其腰風(fēng)管路調(diào)偏火裝置，一直采用人工控制的方式進(jìn)行操作，基本滿足生產(chǎn)要求，對(duì)立窯燒成制度起到了較好的作用。
表1 # 3窯主要技術(shù)參數(shù)
窯 型 2.84m×10m盤(pán)塔式
上擴(kuò)大口
高度/m 1.5
角度/° 15
設(shè)計(jì)產(chǎn)量/(t·h-1) 8.5～9.5
設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)率/% 90
熟料率值
KH 0.88±0.02
SM 1.2±0.1
IM 1.8～2.0
卸料裝置轉(zhuǎn)速/(r·h-1) 0.9～9
電機(jī)功率/kW 18.5
鼓風(fēng)方式 底風(fēng)+腰風(fēng)
注：鼓風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)
隨著使用年限的增加、設(shè)備陳舊，窯系統(tǒng)操作及該腰風(fēng)裝置逐漸暴露出不少問(wèn)題，主要有：
(1)偏火方位和偏火程度的判斷受制于操作工的經(jīng)驗(yàn)和精神狀態(tài)，因此經(jīng)常出現(xiàn)判斷不準(zhǔn)或失誤現(xiàn)象。
(2)人工手調(diào)腰風(fēng)閥，時(shí)間上存在著滯后性，且開(kāi)度不易控制，有時(shí)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，造成一種惡性循環(huán)。
(3)為便于操作工判斷“底火”和“偏火”，操作中使窯面覆蓋的濕料層較薄，不能完全實(shí)現(xiàn)淺暗火或深暗火連續(xù)操作。
(4)不能實(shí)現(xiàn)閉門(mén)操作，底火上移，熱耗增加。
(5)窯面揚(yáng)塵較多，污染嚴(yán)重。又因無(wú)安全報(bào)警裝置，噴窯、架窯現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，生產(chǎn)不安全。
從1993年開(kāi)始，操作工普遍反映窯況不好控制，經(jīng)常出現(xiàn)粘邊，呲火、漏生現(xiàn)象，熟料f-CaO合格率偏低，平均標(biāo)號(hào)不高，產(chǎn)量低于9 t/h；煤耗較高，生料配煤在13.5%～14%，
人工控制的調(diào)偏火腰風(fēng)管路，已不能充分有效發(fā)揮作用。鑒于上述原因，我們將腰風(fēng)裝置改造成組合腰風(fēng)裝置，并改人工控制為微機(jī)控制，取得了較好的技改效果。
1 技改措施
在充分利用原有腰風(fēng)管路的基礎(chǔ)上，沿窯筒體中部環(huán)周安裝一排(8個(gè))中心腰風(fēng)風(fēng)嘴組成組合腰風(fēng)裝置，并用微機(jī)對(duì)上層的調(diào)偏火風(fēng)閥進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。微機(jī)系統(tǒng)以APPLEⅡ?yàn)楹诵模鈬O(shè)備為檢測(cè)、變送和轉(zhuǎn)換、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分，其中檢測(cè)部分包括窯壁溫度、煙氣溫度、熟料溫度、風(fēng)壓、風(fēng)量、窯面料位和生料流量等檢測(cè)單元；變送和轉(zhuǎn)換部分主要有溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和電流電壓相互轉(zhuǎn)換元件；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電磁調(diào)速電機(jī)，分別對(duì)腰風(fēng)底火和卸料速度實(shí)施調(diào)節(jié)。微機(jī)系統(tǒng)工作原理見(jiàn)附圖。
附圖 微機(jī)系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)檢測(cè)儀器和調(diào)節(jié)設(shè)備采取如下布置：
(1)在預(yù)熱帶下部及冷卻帶的上部窯壁上均布安裝一排(每排4支)特制的熱電偶。
(2)在冷卻帶的下排熱電偶下方間隔處安裝一排(8個(gè))100 mm調(diào)偏火腰風(fēng)嘴，分別由4臺(tái)電動(dòng)蝶閥控制入窯風(fēng)量。在窯筒體中部安裝一排中心腰風(fēng)嘴，由1臺(tái)電動(dòng)蝶閥來(lái)控制。
(3)由窯主風(fēng)管引出的支風(fēng)管分別至中心腰風(fēng)和調(diào)偏火腰風(fēng)部位呈環(huán)形管道(200 mm)，與電動(dòng)蝶閥和各腰風(fēng)噴嘴相接。
(4)料面設(shè)有料位檢測(cè)儀表，并換用可調(diào)速(直流電機(jī))的卸料裝置。
(5)在窯煙囪上安裝煙氣溫度檢測(cè)熱電偶。
(6)安裝布料位置指示器，在CRT上顯示重點(diǎn)加料位置。
(7)在料封管上端利用α-射線料位控制器自動(dòng)控制卸料，并在料封管中部安裝特制的L型熟料溫度熱電偶。
2 效果和經(jīng)濟(jì)效益
現(xiàn)以列表方式簡(jiǎn)要介紹組合腰風(fēng)使用前、使用初期(窯未使用全風(fēng))和使用后期(窯使用全風(fēng))#3窯有關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
表2 組合腰風(fēng)使用前后熟料全分析之比較
時(shí) 間 化學(xué)成分/% 率值 礦物組成/%
燒失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO KH KH-SM IM C3S C2S C3A C4AF f-CaO
使用前
0.91 19.72 5.94 4.72 62 72 4.0 2.0 93.0 89 1.83 1.26 48.64 19.728.01 15.64 2.4
使用初期
0.82 19.76 5.87 4.89 63.34 3.71 0.93 0.89 1.83 1.20 50.12 18.71 7.12 14.92 2.1
使用后期
0.88 20.01 5.52 4.96 62.84 3.52 0.93 0.89 1.83 1.08 51.26 19.01 7.72 15.71 1.8
表3 使用組合腰風(fēng)前后熟料強(qiáng)度之對(duì)比
時(shí) 間 抗壓強(qiáng)度/MPa 抗折強(qiáng)度/MPa
3d 28d 3d 28d
使用前(平均值) 31.7 54.8 5.4 8.2
使用后(平均值) 32.4 59.8 6.7 8.9
表4 使用組合腰風(fēng)前后熟料產(chǎn)量及電耗之比較
時(shí) 間 產(chǎn)量(平均)/(t·h-1) 電耗/(kWh·t-1) 窯放風(fēng)情況
使用前 8.8 23.6 25%以上
使用初期 10.2 21.2 15%以上
使用后期 11.6 20.8 10%左右
表5 使用組合腰風(fēng)前后窯面廢氣成分之比較 %
位置時(shí)間 CO2 O2 CO N2 α
邊部 使用前 20.4 3.8 8.6 68.5 1.01
使用后 26.2 6.1 7.3 59.8 1.16
二肋 使用前 22.0 2.3 11.2 64.5 0.84
使用后 21.1 5.2 6.6 67.1 1.12
中心 使用前 18.3 1.6 17.0 63.4 0.71
使用后 20.2 4.5 7.4 67.9 1.05
實(shí)踐表明，應(yīng)用微機(jī)對(duì)#3窯組合腰風(fēng)加以控制后，中心腰風(fēng)有效地加強(qiáng)了窯內(nèi)通風(fēng)，且風(fēng)量分布均勻，窯面中心部位CO含量由原來(lái)的17.0%降至7.4%，O.2的含量由1.6%提高
至4.5%。空氣過(guò)剩系數(shù)由原來(lái)的0.71提高至1.05，從而使窯內(nèi)的煅燒由還原氣氛變?yōu)檠趸瘹夥铡Ｓ捎诹锨騼?nèi)無(wú)煙煤得到比較充分的燃燒，燒成煤耗下降，生料配煤由原來(lái)的13.5%
～14%降至12.0%～12.5%。使用組合腰風(fēng)后，相對(duì)降低了入窯底風(fēng)的風(fēng)量，從而顯著地降低了窯內(nèi)流體的阻力。羅茨風(fēng)機(jī)的電流亦由260A降至232A，同時(shí)組合腰風(fēng)對(duì)窯內(nèi)的熟料進(jìn)行速冷，減少了α-C2S轉(zhuǎn)化為r-C2S，且熟料易磨性好，提高了熟料的質(zhì)量。熟料28d強(qiáng)度平均大于58MPa，出窯熟料的溫度及f-CaO含量明顯降低，組合腰風(fēng)有效地提高了窯的煅燒能力，使窯的單位截面積的生產(chǎn)能力由1 400 kg/m2·h～1 600 kg/m2·h提高到1800 kg/m2·h～2 000 kg/m2·h，年增產(chǎn)水泥2.5萬(wàn)t，增加效益52萬(wàn)元，年節(jié)電25萬(wàn)kW·h，減支12.5萬(wàn)元。生料配煤由原來(lái)的平均13.6%降至12.5%，年節(jié)煤1 580 t，減支35萬(wàn)元。以上三項(xiàng)合計(jì)可使工廠增效99.5萬(wàn)元。此外組合腰風(fēng)使窯內(nèi)底火基本控制在喇叭口上下200 mm～
250 mm，偏火現(xiàn)象得到有效控制。實(shí)現(xiàn)了閉窯暗火或深暗火連續(xù)操作，大大減少了棚窯、架窯、噴窯等惡性事故的發(fā)生，有效地提高了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。總之運(yùn)用微機(jī)對(duì)組合腰風(fēng)實(shí)施控制
，具有節(jié)電、節(jié)煤、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和生產(chǎn)文明的綜合效果。
