水泥窑煅烧工艺异常情况原因分析及处理措施

一、造成回转窑热耗高的原因1、热耗高的原因：（1）预热预分解系统、回转窑、篦冷机表面散热。（2）不完全燃烧造成的热损失。（3）系统漏风导致废气量升高造成的热损失。（4）生料水分大、细度粗，换热不充分。（5）撒料装置效果差，物料分散不均匀。2、减少热损失的途径：（1）采取隔热措施降低系统表面热损失。（2）在燃料完全燃烧的前提下，保持较少的过剩空气系数，减少废气带走的热量。（3）严格控制煤粉的细度和水分，保证完全燃烧。（4）保证喂煤量的稳定，消除不完全燃烧。（5）加强密封堵漏，消除预热器系统内外漏风、窑头和窑尾外漏风、篦冷机系统内外漏风。（6）提高篦冷机效率，减少篦冷机熟料热损失。（7）降低废气带走的热损失。（8）降低窑灰及蒸发（生料和煤粉）水分带走的热损失。二、预分解窑的塌料1、造成塌料的原因：（1）预热器或分解炉的设计或结构缺陷；（2）生料及燃料质量的影响；（3）生产设备及故障的影响。2、预热器或分解炉的设计或结构缺陷影响及措施：（1）热风管道风速太低，通过加缩口提高风速解决。（2）窑尾缩口尺寸过大，缩口风速太低（28m/s～35m/s），降低缩口尺寸保证缩口风速。（3）各级撒料器的位置、撒料板伸入长度及角度不合理。保证撒料板的来料能充分撒开。（4）下料管设计空间角小于55°或拐弯太多、物料填充率低、翻板阀配重太重。设法技改解决。（5）旋风筒平管道或分解炉鹅颈管积料。通过改造解决。（6）预热器内筒插入深度太少，内循环物料过多造成富集。3、生料及燃料质量波动的影响及措施：有害成分碱、硫循环富集，物料易烧发粘、煤粉不完全燃烧等导致旋风筒内壁结皮或附着在旋风筒内壁的物料出现塌料。通过配料及工艺操作调整解决。4、生产操作及设备故障的影响及措施：（1）开窑时的低温、长火焰、低产量、慢窑速导致管道风速低，产生积料或在预热器内富集导致塌料。采取快升温、加大料、提窑速的方法操作。（2）窑、炉风量不平衡，窑内通风不足，缩口风速过低，导致塌料。调节窑、炉风量实现平衡。（3）喂料量、喂煤量不稳定易产生物料脉冲、短路，导致塌料。保证风煤料的稳定。内筒损坏、预热器系统局部内衬跨落导致积料，造成塌料。采取相应措施解决。三、预热器的堵塞1、预热系统堵塞时“症兆”：（1）排灰阀静止不动。（2）堵料部位以上各处负压剧烈上升，堵塞部位以下部位则出现了正压，捅料孔、排风阀等处向外冒灰，窑头通风不好，严重时往外冒火。（3）排风机入口、一级筒出口、分解炉出口、窑尾等处温度异常升高，甚至达到或超过危险温度范围。（4）预热器锥体负压急剧减小或下料温度减小。如果发现不及时，旋风筒内几分钟就积满了料粉，但往窑内下料却很少。当堵窑料量过大时，就会出现突然塌料，料粉冲出窑酿出事故。2、预热系统内容易堵塞的主要部位：（1）四级旋风筒C4垂直烟道、C4锥体。两者堵塞物相似，主要是高温未燃尽的煤粒和生料沉积物。（2）窑尾烟室缩口和窑尾斜坡。堵塞物主要是结皮物料，冷却后很硬，碱含量R2O高。（3）五级旋风筒C4锥体及下料管。堵塞物主要是结皮物料。（4）分解炉及其连接管道。C4筒及分解炉连接管道堵塞物中有大量结皮，有的质地很硬，结皮物上有大量未燃尽的煤粒子，用高压风吹时会出现明火。3、预热系统堵塞原因分析：（1）工艺原因：在预热器中和回转窑入口处的沉积物含有较高的硫酸碱和氯化碱，窑气中含有的硫酸碱因熔融凝聚而分离出来，形成与燃烧物质和窑灰相结合的物质。这样的熔融物在生料颗粒上形成薄膜，使流动恶化并在预热器内造成堵塞。（2）操作原因：喂料不均、生料成分波动、火焰形成不当、窑内还原气氛、不完全燃烧等容易造成预热系统结皮堵塞。（3）设备维护方面：窑尾密封处、人孔、冷风闸门等漏风、预热器内衬剥蚀、翻板阀太紧不灵活等造成预热系统结皮堵塞。4、处理方法：（1）接到堵塞报告后，应立即采取止料、减煤、慢转窑等措施。（2）抓紧探明堵塞情况及堵塞部位。（3）商定清堵方案、组织人力、物力统一行动。（4）如果堵塞较轻微，稍桶即可清堵时，可适当减煤，继续转窑；如果堵塞严重时，则停料同时慢转窑。（5）捅堵时可用压缩空气喷枪对准堵塞部位直接桶捣。（6）清堵时应本着“先下后上”的原则。（7）清堵时要保持预热器系统内呈负压状态，便于桶堵。（8）捅堵完毕后，进行预热系统详细检查，确保各级旋风筒恢复正常。（9）点火、升温、投料。5、预防措施：（1）严格控制进厂原料、燃料质量；合理匹配风、料、煤及窑速，稳定窑内热工制度，切忌猛增猛减，大调大动。（2）稳定生料成分，控制窑尾温度、分解炉出口温度等。使温度与成分相匹配，防止局部过热，防止窑炉不完全燃烧和还原气氛的形成，再通过密封各级预热器漏风点及翻板阀严密锁风，确保系统工况稳定。（3）在频繁结皮堵塞的部位合理设置捅料孔、监测报警装置、空气炮等。四、低质燃料的利用1、低质燃料：低质燃料是指灰分高，发热量在3000大卡/Kg以下的燃料。有煤矸石、煤泥等。2、利用低质燃料的作用：（1）可以降低优质燃料的消耗，降低煤耗成本；（2）劣质燃料的灰分可以替代生料配料中的粘土或砂岩。3、劣质燃料的燃烧特征：（1）燃烧温度低：在单位时间内燃烧释放出的热量少，面向周围散失的热量增加，实际燃烧温度降低。一是低质燃料的灰分大，加热时需要相当多的热量，使燃烧温度降低；二是低质燃料的挥发分少，着火温度升高，加之散热的影响，实际燃烧温度降低。三是燃烧后总烟气量较大：碳酸盐分解伴随燃烧同时发生，CO2逸出混入烟气，使烟气总体积增加。CO2较空气吸热多，使燃烧后实际燃烧温度降低（优质燃料燃烧时，在窑内只有当烟气进入分解带后，分解出的CO2才混入烟气并降低它的温度，但不影响烧成带的燃烧温度）。（2）燃烧速度慢：燃烧时物料中分解出的CO2使烟气量增大，空气预热温度不够（温度场影响）；由于低质燃料的热值低，挥发物少，灰分大，可燃物与氧气接触的面积相对减少，燃烧速度减慢（浓度场影响）。4、利用劣质煤的措施：（1）细磨煤粉，提高煤粉燃烧速度。（2）加强风、煤混合。（3）强化分解炉的旋流和喷腾效应。（4）加强均化，保证劣质煤热值和成分的稳定。（5）提高二、三次风的温度。五、窑尾温度过低六、窑尾温度过高七、窑主传负荷的判读操作窑电机的电流和功率消耗不仅提供了煅烧情况，也提供了结皮状况。轻微的波动表明正常和均匀的结皮，然而大的波动表明了结皮不平整或单侧有结皮，窑电流曲线相应地变窄或变宽。窑传动电流是窑转速、喂料量、窑皮状况、窑内热量和物料中液相量及其液相粘度的函数，它反映了窑的综合情况，比其他任何参数代表的意义都大得多。（1）窑传动电流平稳、窑曲线平整。表明窑系统很平稳、热工制度很稳定。（2）窑电流曲线细，说明窑内窑皮平整或虽不平整但在窑传动过程中所施加给窑的扭矩是平衡的。（3）窑电流曲线粗，说明窑内窑皮不平整或，在窑传动过程中所施加给窑的扭矩呈周期性变化。（4）窑传动电流突然升高然后逐渐下降，说明窑内有窑皮或窑圈跨落。升高幅度越大、则跨落的窑皮或窑圈越多。大部分跨落发生在窑口与烧成带之间，这种情况要根据曲线上升的幅度降低窑速，同时适当减少喂料量及分解炉燃料，然后再根据曲线下滑的速度采取进一步措施。此时篦冷机篦速加快，料层推薄。在曲线出现转折后再逐步增加窑速、喂料量分解炉燃料等，使窑转入正常。如遇这种情况时处理不当，则会出现物料生烧、篦冷机过载或温度过高使篦板受损等不良后果。（5）窑传动电流居高不下。第一，窑内过热、烧成带长，物料在窑内被带得很高，此时要减少系统燃料。第二，窑长窑口圈、窑内物料填充率高，由此引起物料结粒不好，从篦冷机返回窑内的粉料增加。这种情况应适当减少喂料量并采取烧前圈措施。第三、物料结粒性能差。由于物料粘散，物料由翻滚变为滑动，使窑转动困哪难。第四，窑皮厚、窑皮长。这时要缩短火焰，压短烧成带。（6）窑电流很低。第一，窑内欠烧严重，近于跑生料。第二，窑内后结圈，物料在圈后聚集到一定程度冲入烧成带，造成烧成带短，料急烧，易结大块。熟料多黄心，游离钙也高。第三，窑皮薄短，这时要伸长火焰，适当延长烧成带。（7）窑传动电流逐渐增加。第一，窑内向温度高的趋势发展。如原来熟料欠烧，则表明窑正趋于正常；如原来窑内烧成正常，则表明窑内正趋于过热，应采取加料或减少燃料的措施加以调整。第二，窑开始长窑口圈，物料填充率逐步增加，烧成带的粘散料在增加。第三，长厚窑皮正在形成。（8）窑传动电流逐渐降低。第一，窑内向温度低的趋势发展。加料或减少燃料都可产生这种结果。第二，窑皮或前圈跨落之后卸料量增加也可出现这种情况。（9）窑传动电流突然下降这种情况也有两种原因，第一，预热器分解炉系统塌料大量未经预热好的物料突然涌入窑内，造成各带前移窑前逼烧，弄不好还会跑生料。这时，要采取降低窑速适当减少喂料量的措施，逐步恢复正常。第二，大块结皮掉在窑尾斜坡上阻塞物料积到一定程度后，突然大量入窑产生与第一种情况同样的影响，同时大块结皮也阻碍通风燃料燃烧不好，系统温度低也会使窑传动电流低。八、窑内结圈和结料球的原因1、窑内结圈和结料球的原因：（1）生料成分配比不合适，饱和比过低和硅酸率过低，形成过多的液相量，在分解炉温度、窑尾煅烧温度、火焰控制和窑速不合适的情况下，形成料球或者窑内结圈。（2）煤的灰分过高，加上燃烧器的位置及火焰形状控制不当，造成窑内结圈或结料球。（3）热工制度控制不稳定，导致窑内工况变化大，即高低温起伏较大，造成窑内结圈或者结球。2、窑内结圈和结料球的处理方法：（1）降低煤粉细度和水分；（2）移动喷煤管位置，改变煤管沉降位置，增大温差波动。（3）提高出磨生料SM，出磨生料直接部分入窑，稳定入窑生料成份；降低分解炉温度，降低窑尾温度，延缓液相出现时间；（4）定时移动喷煤管位置，增大温差波动。（5）料球处理要视情况而定，对较小料球可以直接落入篦冷机内。若料球过大超过窑内的有效半径时，要在料球未到达燃烧器喷头前停火，让其落入篦冷机内，进行二次人工处理。九、火焰刷窑皮的原因及解决办法（1）燃烧器的位置问题。重新调整燃烧器。（2）火焰的形状不合适。内风过大火焰发散造成刷窑皮要进行调整。（3）燃烧器喷头处有异物。进行清理。（4）燃烧器喷头处有结焦。进行清理。（5）或浇注料脱落导致燃烧器喷头变形。重新修复、更换。十、窑筒体高温，红窑解决办法（1）确认高温部位，通知现场用测温仪测出实际温度，做到心中有数；（2）采用轴流风机强制冷却；（3）若高温在烧成带时，采取拉长火焰，改变火点位置，适当减窑头煤等措施；（4）红窑分两种情况区别对待：①一是筒体所出现的红斑为暗红并出现在有窑皮的区域，这种情况为垮窑皮所致，此时应继续运转，同时调整火焰形状，避免火焰温度最高点在红窑区域；将窑筒体轴流风机对准红窑位置吹使窑筒体温度降低；②红斑为亮红或出现在无窑皮区域，这种情况一般为窑衬脱落所致，这种情况必须立即停窑，若为大面积掉砖，为了防止筒体变形，可先停煤后止料，并让主电机运转一段时间，同时将轴流风机集中对准红窑位置吹，使筒体温度迅速下降，将红斑由亮红变为暗红，再用盘车连续盘窑，并做好红窑位置标志，为检修做好准备。（5）防止红窑，关键在于保护窑皮。保护窑皮，从操作的角度说，要掌握合理的操作参数，稳定热工制度，加强煅烧控制，避免烧大火、顶火烧、严禁烧流及跑生料。入窑生料成分从难烧料向易烧料转变时，当煤粉由于转堆原因热值由低变高时，要及时调整有关参数，适当减少喂煤量，避免窑内温度过高，保证热工制度的稳定过渡。另外，要尽量减少开停窑的次数，因开停窑对窑皮和衬料的损伤很大，保证窑长期稳定地运转，这将会使窑耐火材料的寿命大大提高。十一、窑皮维护措施（1）窑内的热负荷不要过高，要稳定。一旦发现烧高温，要快速扭转；（2）注意调整火焰，使火焰位置、形状、方向及长度合理；（3）注意来料量变化，风、煤波动。注意料子成份及煤质的变化，注意f-CaO检测结果，并采取相应对策；（4）中控操作员应根据窑胴体温度扫描仪显示最高温度点的位置，窑皮的长度、厚度及均匀性，通过调整火焰、风温、风量和喂煤量等来保护和补挂窑皮；（5）烧成带窑皮更新期或胴体高温时，尤其要加强操作，不要烧高和烧低温，使窑况加剧恶化，应及时补挂窑皮。十二、冷却机系统工艺故障及处理方法冷却机篦下风室堵死（冷却机篦下压力增高，风室内部风温升高）。原因：①气动阀故障；②链式输送机故障停机时间过长；③熟料中细料过多；措施：①立即停窑（停止喂料），确认安全后，进行相关检查；②检查篦床上熟料冷却情况和漏料温度；③清理并及时更换损坏零件。十三、冷却机进料口堵塞或堆雪人原因：①熟料结大块或掉大块窑皮；②冷却机进料口结皮堆料；③篦床故障停车而窑仍运转下料；④预热器塌料或清理堵塞时突然垮落冲料；⑤二次风温偏低。措施：①加大熟料冷却风量和窑头收尘器引风机风量；②启动空气炮放炮，将物料爆开；③提高篦床速度，实时根据余风温度启动喷水装置或冷风阀，以控制进电收尘或袋收尘温度；④防止窑不正常运转，检查熟料化学成分并预以控制；⑤停窑，从冷却机侧部清理检查口及时进行人工捅料排除；十四、篦床上出现“红料流”原因和现象（篦板局部过热，冷却机出料温度偏高）：①粗细熟料分布不均匀，冷风偏向粗料一侧。②篦床速度过快，料层较薄，形成吹穿现象，导致布风不均匀。措施：记录生产实况，检修时调整分流盲板予以改善。②适度降低各段篦床速度，增加冷却风量和窑头收尘器引风机排风量。十五、篦板温度偏高原因：①熟料粒度过细；②篦床上出现“红料流”；③风室冷却风量过大，或料层较薄，熟料层被吹穿；④风室冷却风量过小，不足以充分冷却熟料；⑤窑皮跨落，篦床上有大量熟料堆积，无法及时冷却所致；⑥篦床速度过快，料层过薄；⑦篦板脱落或篦缝较宽，漏料比较严重。措施：①提高窑头温度，检查熟料率值、硅酸率是否过高；②若风室风量过大，熟料层被吹穿，则减少该风室风量，适当减慢篦速；若风室风量过小，则开大该风室风量，适当加快篦速；料层过薄，可以适当放低篦床速度。十六、冷却机出料温度偏高原因：①冷却风量不够；②篦床速度过快，熟料冷却后移；③篦床上出现“红料流”或熟料结大块；④冷却机内有高温区的热风窜到冷端。处理措施：①适当增大有关风室的风量；②适度减慢篦速；③停机检修进行密封处理。十七、冷却机的冷却风量不够原因：①熟料层太厚；②风机故障，供风出现问题。措施：①检查篦板与压力设定值比较是否正常，改变压力设定值，加快篦速；②改变各段篦床速度之间的比率，减薄熟料层；③增加相应风室风量。十八、挂“窑皮”及影响因素“窑皮”：附着在烧成带窑衬表面的烧结熟料层。1、“窑皮”的作用：（1）减弱火焰和物料对窑衬的化学侵蚀、磨损及高温的破坏作用。（2）起到隔热层作用，减少窑筒体表面散热损失。（3）可提高烧成温度，有利于熟料产质量的提高。2、挂好“窑皮”的必备条件（1）物料中有一定的液相量和液相粘度。（2）有适当的温度。（3）火焰、物料、衬料有一定的温差。3、“窑皮”的标准（1）厚度：200mm～250mm。（2）长度：窑径的4.8倍。4、影响挂“窑皮”的因素：（1）适当的生料成份（适度高的KH）。（2）适度的喂料和窑速（正常喂料量及窑速的70%～90%）。（3）烧成温度和火焰形状（正常生产的烧成温度，火焰形状完整、稳定、顺畅）（4）喷煤管的位置：开始挂“窑皮”时，煤管放在外面，同时适当偏料，由外向内推进，用移动喷煤管的方法来控制挂“窑皮”的长度和位置。“窑皮”挂好后根据火焰情况，再逐步将煤管伸到满足正常生产时的火焰位置。十九、熟料f-CaO偏高原因分析及处理1、原因分析：（1）生料细度粗，或者生料方解石晶体大，煅烧过程中反应不完全。（2）生料KH高，SM低，过剩的CaO未能化合。（3）煅烧温度低，液相少或液相粘度大，CaO溶解扩散速率低，被C2S吸收的少。（4）生料MgO含量高，高温下Mg2+替代C3S中Ca2+键位，造成CaO析出。（5）熟料急冷效果差，C3S中CaO析出。2、处理措施：（1）控制出磨生料细度在（14±2）%（80um），＜1%（200um）。（2）合理控制生料率值，确保熟料烧结正常。（3）提高煅烧温度，控制MgO含量。（4）增大篦冷机用风，控制合理篦床厚度，确保熟料冷却效果。二十、分解炉温度异常处理1、分解炉的温度，取决于燃料燃烧过程的放热速率与生料分解过程的吸热速率。当燃料燃烧放热速率于生料分解在接近平衡的条件下进行，分解炉的温度于860℃—920℃范围，燃料燃烧放出的热量就会迅速传递给生料，并被分解反应吸收。但是当燃料燃烧速率大于生料分解过程的吸热速率，燃料燃烧的热量大于生料分解所需的吸热量，此时分解炉的温度就会超过平衡温度范围。2、由于回转窑内燃料燃烧是受扩散控制的，增减10℃—20℃对于燃料的燃烧影响是甚微的。但在分解炉内则明显不同，如有的分解炉容积偏小，煤粉燃烬时间不足，以至还原气氛重而降低分解炉的温度，减少分解炉用煤量，意图改变煤粉燃烧不完全还原气氛的问题，但往往是事与愿违。因在不减产量的情况下，分解炉用煤减少，分解炉温度降低，煤的燃烧速度随温度降低而迅速下降，煤粉始终是燃烧不完全在分解炉偏小，煤质差的情况下可适当降产量而不宜降低分解炉的温度。3、分解炉的通风量，对分解炉出口温度及末级旋风筒下部温度，亦有影响。即使分解炉的喂煤量、物料量不变，当通风量过大分解炉内气流速度过快，燃料及物料在分解炉内停留时间不足；反之，当通风量过小，供气不足燃料燃烧同样受影响。总之，通风量的波动，窑风量与分解炉风量的分配不当，都会影响分解炉燃料的燃烧，从而导致分解炉出口温度与最末一级旋风筒下部温度的异常。4、分解炉的温度控制还应考虑产量及物料的情况，当产量较低，回转窑的转速亦较慢，此时应相应降低分解炉温度，因分解炉温度过高一方面会增加热耗，另一方面还不利于热工制度的稳定，不利于熟料烧成；反之，当产量较高，应适当提高分解炉温度，减轻