分析了窑尾漏灰的原因,通过窑尾护板及相关设备位置恢复、舀料勺与内套筒改造和浇注料调整措施解决了窑尾漏灰的问题,减少了热损失,稳定了窑内的热工制度。熟料产量从5?903 t/d提升到6?348 t/d,电耗从26.43 kWh/t下降到25.81 kWh/t,煤耗从99.68 kg/t.cl下降到99.34 kg/t.cl。
我公司自2023年11月起,窑尾开始出现漏灰问题,窑尾漏灰不仅导致大量物料浪费,增加生产成本,还对周边环境造成严重污染,危害员工身体健康。同时,漏灰还会造成窑尾漏风,增大热损失,使窑内温度分布不均匀,影响熟料的煅烧质量,进而降低熟料产量和质量。因此,解决窑尾漏灰问题迫在眉睫,本文对漏灰的原因进行分析并介绍相应解决方案。
1 窑尾漏灰情况及前期措施
我公司1#线回转窑规格为Ф4.8m×74m,配套5级预热器和2RF5/5000分解炉。2023年11月,窑尾开始出现漏灰现象。公司技术人员通过控制窑尾烟室温度来维持窑内的正常工况,同时积极采取措施控制窑内结圈,但始终无法从根本上解决漏灰问题。在设备调整方面,技术人员尝试调整窑筒体上下位置,当窑筒体处于上限位时,漏灰情况有所减少,但当处于下限位时,漏灰量却明显增大,问题再次陷入困境。
2023年12月,在对窑尾进行进一步检查时,发现烟室有下沉变形的现象,回转窑左右两边溜板与窑尾护板的间距不一致,左边间距较大。为此,在2024年2月大修期间,对窑尾溜板基座进行更换,但仍未解决窑尾漏料问题。
随后,技术人员怀疑窑尾漏料与窑尾密封内筒因使用年限过长磨损有关。窑尾密封内筒磨损后,导致物料易进入回料勺,导致回料能力减弱,进而漏料。2024年4月检修对窑尾内筒进行了更换。在开启初期,漏料情况确实有所减少,但后续漏料现象再次出现。
后续因窑尾护板达到使用周期,窑尾漏料加重。2024年9月更换窑尾护板及溜板,且溜板端面焊接了150 mm长,溜板两端加大了包角。开窑后漏料有所减缓,但当C5下料管温度过高及窑电流波动时仍会漏料。
2 漏灰对生产的影响
窑尾漏灰问题对我公司的生产运营产生了多方面的影响。从生产效率来看,漏灰导致大量物料损失,物料不能在窑内充分反应生成熟料,使得熟料产量大幅下降至5?903 t/d,熟料质量也受到了显著影响。漏灰会导致窑尾漏风,大量冷空气吸入窑内,打破了窑内原本稳定的热工制度。窑内温度分布变得不均匀,物料煅烧不充分,熟料的矿物组成发生变化,从而降低了熟料的质量,影响了水泥产品的性能和强度。
能源消耗方面,漏风使得窑内热量散失增加,为了维持窑内的正常煅烧温度,需要消耗更多的燃料,导致熟料标准煤耗上升至99.68 kg/t.cl。同时,为了处理漏灰和维持生产系统的正常运行,相关设备的运行时间和负荷增加,熟料电耗也上升至26.43 kWh/t,进一步增加了生产成本,还造成环境污染,影响员工健康。
漏灰对设备寿命产生了负面影响。大量的粉尘和物料泄漏,会对窑尾相关设备如密封装置、烟室墙板、溜板等造成严重的磨损和腐蚀,缩短设备的使用寿命,增加设备维修和更换的频率,进一步提高了生产成本,影响了生产线的稳定运行。
3 窑尾漏灰原因分析
从工艺因素方面分析,窑尾烟室温度和窑尾结圈都可能引起窑尾漏料,但前期调整后排除了工艺因素,窑筒体位置也不是漏料的主要原因,从设备因素分析窑尾漏料原因如下。
3.1 烟室下沉与后收口尺寸变化
烟室下沉是导致窑内后收口尺寸扩大的主要原因,烟室是物料从预热器进入回转窑的重要通道,后收口的尺寸是根据溜板底部进行确定的,正常情况下需保持后收口距离溜板50 mm,以确保物料能够顺利进入窑内,并维持窑内的正常通风和物料流动。当烟室下沉时,溜板底板受到影响而下移,导致后收口尺寸相应地扩大。物料在进入窑内时出现分散、紊乱的流动状态,部分物料泄漏到窑尾外部。后收口尺寸扩大还会影响窑内通风,导致窑内气流分布不均匀,局部区域出现气流短路或流速过快、过慢等问题。这不仅会影响燃料的燃烧效率和熟料的煅烧质量,还会进一步加剧物料的泄漏和漏灰现象。烟室下沉还可能导致其他设备部件的损坏和变形,如密封装置、烟室墙板等,这些部件的损坏又会进一步恶化漏灰问题,形成恶性循环。
3.2 舀料勺与内套筒磨损及位置问题
舀料勺的主要作用是将废气流带入勺状环内的物料收集起来,并通过回转窑的转动把物料重新倒入窑内,以减少物料的泄漏。当舀料勺糊死时,其舀料功能丧失,无法有效地收集和返回物料,使得进入勺状环内的物料大量积聚,当积聚的物料超过一定量时,就会从密封件处溢出,形成窑尾漏料。舀料勺安装位置为以前窑尾护板位置,安装位置不当导致舀料勺无法准确地收集物料,降低了舀料效率,进一步加剧了物料的泄漏。
内套筒磨损严重且插入深度与舀料勺平齐,也对漏灰问题产生了重要影响。内套筒的主要作用是保护窑尾烟室的结构,同时增强密封效果。当内套筒磨损严重时,其密封性能下降,无法有效地阻止物料和粉尘的泄漏。插入深度不足使得内套筒无法充分发挥其密封和导流作用,导致物料在流动过程中更容易泄漏到窑尾外部。内套筒与舀料勺平齐的位置关系,也影响了物料的收集和返回过程,使得物料更容易从两者之间的间隙泄漏出去。这些设备问题相互关联,共同作用,使得窑尾漏灰问题变得更加复杂,严重影响了水泥生产的正常进行。
4 窑尾漏灰解决方案
4.1 窑尾护板及相关设备位置恢复
恢复窑尾护板是整个解决方案的关键步骤之一。在实施过程中,首先明确护板的设计尺寸、形状和安装位置等关键参数,定制了符合要求的新窑尾护板(见图1)。在安装新护板时,技术人员严格按照安装工艺要求进行操作,确保护板安装牢固、位置准确。
以窑尾护板为基准,重新确定烟室墙板和溜板轨道的位置,使用高精度的测量仪器,对窑尾护板与烟室墙板、溜板轨道之间的相对位置关系进行了精确测量后,对烟室墙板和溜板轨道进行了相应的调整和安装。在调整烟室墙板位置时,需要克服烟室下沉带来的影响,通过使用千斤顶等工具,将烟室墙板缓慢提升至合适的高度,并进行固定。在安装溜板轨道时,需确保轨道的平整度和垂直度,以保证窑尾溜板能够顺畅地运行。
新的窑尾溜板采用了高强度、耐高温的材料制作,提高其耐磨性和使用寿命。在安装过程中,技术人员仔细调整溜板的角度和位置,使其与烟室墙板和后收口之间的配合更加紧密,确保物料能够顺利进入窑内,减少漏灰的可能性。通过这些措施的实施,有效地消除了烟室下沉对窑尾系统的影响,为解决窑尾漏灰问题奠定了坚实的基础。
4.2 舀料勺改造
加大舀料勺尺寸和调整其位置是提高舀料能力的重要措施。根据窑尾的实际运行情况和物料流动特性,对舀料勺的尺寸进行了重新设计。原回料勺外圈深度为100 mm,内圈深度为70 mm,新装回料勺外圈深度为120 mm,内圈深度为100 mm,加大了舀料勺的深度和宽度,使其能够容纳更多的物料。回料板由12块增加至24块,回料板角度由30°增加至50°,同时,对舀料勺的安装位置进行了精确调整,确保由废气流带入勺状环内的物料能够被有效地收集起来,并通过回转窑的转动重新倒入窑内。
4.3 内套筒改造
调整内套筒尺寸和插入深度是增强密封效果的关键。评估后,定制了新的内套筒,采用了优质的耐磨材料制作,以提高其耐磨性和使用寿命。在安装内套筒时,在原尺寸的情况下增加挡料板长度150 mm,精确调整其插入深度,使其插入至舀料勺,加大了密封距离。这样不仅能够有效地阻止物料和粉尘的泄漏,还能够增强窑尾烟室的密封性能,减少漏风现象,提高窑内的热工效率,见图2。
4.4 浇注料调整
对窑尾护板上浇注料进行部分调整是为了优化物料流动和密封性能。窑尾护板上的浇注料在长期的高温、高磨损环境下工作,容易出现磨损、脱落等问题,影响物料的流动和密封效果。技术人员根据窑尾护板的实际磨损情况和物料流动特性,选择了耐高温、高强度、耐磨性好的刚玉浇注料(G-17M),以提高浇注料的性能和使用寿命。在施工过程中,严格按照浇注料的施工工艺要求进行操作,确保浇注料的施工质量。
对浇注料的形状和厚度进行了优化调整(见图3)。根据物料在窑尾的流动轨迹和速度,合理设计了浇注料的形状,将窑尾护板上浇注料由倾斜角改为堤坝式,增加200 mm的平面,使其能够更好地引导物料流动,减少物料在护板上的堆积和泄漏。适当增加了浇注料的厚度,特别是在易磨损的部位,提高了浇注料的耐磨性和抗冲击性。通过这些调整措施的实施,有效地优化了物料流动和密封性能,进一步提高了窑尾系统的运行效率和稳定性。
5 改造效果评估与效益分析
通过以上改造措施,窑尾漏料现象得到了彻底消除,生产现场环境得到极大改善,物料浪费问题得到有效解决。漏风现象明显改善,窑尾烟室氧含量从4.3%下降到2.5%,减少了热损失,稳定了窑内的热工制度。熟料产量从5?903 t/d提升到6?348 t/d,电耗从26.43 kWh/t下降到25.81 kWh/t,煤耗从99.68 kg/t.cl下降到99.34 kg/t.cl,生产效率显著提高,生产成本大幅降低,为公司带来了可观的经济效益。
作者单位:葛洲坝钟祥水泥有限公司
文章来源:《水泥》杂志2026年第5期
编辑:何昊
审核:胡如进
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