浅谈套筒窑异常状况判断及处理措施

左朝军，杨源停

（新疆八钢佳域工贸总公司）

1 概述

八钢公司500TPD环形套筒窑有四座，一期工程1#窑、2#窑于2008年9月点火生产；二期工程3#窑、4#窑于2009年8月点火生产，该活性石灰环形套筒窑工程是在消化移植德国贝肯巴赫环形套筒窑工艺设备技术的基础上施工建造，主要供应八钢炼钢系统所需的钝化石灰。一期系统目前已运行约6年，二期系统已运行5年。按国内同类型窑四年进入大修期，为满足炼钢厂对石灰需求量的日益增长和对高活性低烧失高钙石灰的要求，在2012年～2013年对1#窑、2#窑和3#窑套筒窑拱桥、内套筒、喷射器涡流室局部耐材以及附属设备进行改造，目前除4#窑自2014年7月开始为期56天的大修外，其余三座套筒窑运行都比较稳定，满足了炼钢厂对高品质钝化石灰及活性石灰的稳定供应。

在生产实践中，要生产出高质量的石灰，除了拥有高性能的设备外，还必须具备科学合理的操作技术以及对异常状况的判断及处理。煅烧高质量石灰的必备条件是保持窑内的热工稳定。套筒窑在操作维护管理上进行了优化与提高，形成了一套独特的自主管理模式，使之达到提高500TPD环行套筒窑设备运转率，稳定煅烧工艺的目的。

2 窑体耐材的日常管理

根据石灰生产工艺特点，影响套筒窑耐材寿命的因素主要有：机械破损、化学侵蚀和高温热震。机械破损主要指固体颗粒的磨损和高温气体的冲刷。化学侵蚀主要发生在石灰窑内，表现为石灰石在焙烧过程中产生的碱度较高的CaO对耐材的侵蚀。高温热震主要来源于套筒窑内剧烈的温度波动，热震产生的破坏现象有开裂、失性等现象。因此，在操作管理上要有针对性技术措施。

2.1 掉砖部位喷涂处理

1#窑2012年大修时为节省维修费用只更换了12座拱桥耐材，燃烧室及内套筒耐材都未更换。运行1年后发现下排1#燃烧室顶部靠近大墙处局部有掉砖现象，面积大概有0.5m2，随后发现掉砖部位窑筒体油漆脱色，且影响到大墙部位耐材，温度范围在250～390℃。从烧嘴孔观察，判断原因是燃烧室顶部工作层镁铝尖晶石砖脱落，且影响到大墙接缝处保温层透火出现高温，未停窑只能零时用压缩空气管吹扫冷却高温筒体，防止继续扩大。15天后确定利用24h定修时间，用喷涂料抢修处理：先在燃烧室掉砖部位用装25mm钻头冲击钻打孔，插入长度200mm Y型不锈钢锚固件固定，用喷涂机从烧嘴处将铬刚玉喷涂料喷在掉砖部位，达到正常厚度后点火烘窑，正常煅烧温度后，将筒体锚固件的孔用泥浆料封住，经连续测温，温度基本控制在120℃以内，达到了预期要求。

2.2 对燃烧室发红部位的压浆维护

1#套筒窑在生产过程中，在燃烧室与窑壳的交接面处的煅烧区域常有高温油漆剥落现象，有些燃烧室外表温度高时有发红症状，里面的耐材掉落。分析认为，造成发红的原因是1#窑燃烧室区域内部的保温砖因剧烈热震产生了裂缝，高温烟气进入缝隙，造成了钢壳发红现象，影响了燃烧室的正常工作。采取压浆补缝的维护手段。用与内衬相接近的耐火材料作为压入填充剂。在施工过程中，控制好灌浆机的出口压力，避免工作层的坍陷，短时间内完成整个施工过程，并且能够在线不停机施工，通过压浆造衬，能够把燃烧室发红部位的温度降下来，监测温度基本可控制在150℃以下，维持正常的生产。

3 套筒窑本体控制参数异常时处理措施

3.1 套筒窑煅烧燃烧温度升高的处理

套筒窑正常煅烧燃烧室温度范围应在1100℃～1250℃，若温度突然升高，多数因出灰抽屉有瘤块或燃烧室物料有结瘤发生。窑操工应立即到上下排燃烧室观察料子翻滚情况，若观察到燃烧室料子发亮，且单侧或两侧料子不翻滚，并检查出灰抽屉是否有瘤块。处理措施：

（1）若燃烧室料子已不翻滚且发亮（测温枪测温在1300℃以上），必须立即熄火，自然冷却5～10分钟后，通知电工将热电偶撤出约100mm,将烧嘴拔下观察。若出灰抽屉有瘤块先处理出灰抽屉瘤块，然后处理燃烧室结瘤，用钎子先处理燃烧室底部瘤块，后处理侧面瘤块，处理期间严禁频繁动出灰抽屉。

（2）确认燃烧室料子开始走料后立即点火（严禁长时间不点火走生料），若走料较慢可将煤气量控制到计算量的一半，每2小时观察一次，根据燃烧室走料情况及燃烧室温度按50～100m3/h加煤气，直到达到正常煅烧煤气量为止。

3.2 循环气体温度异常的处理

循环气体是反应窑内石灰煅烧综合状况最准确的参数，跟台产、热耗、煤气流量、助燃风、冷却风、负压状况都有关系。一般循环气体温度控制在700～900℃。

引起循环气体温度上升的原因和异常时采取的措施：（1）石灰的冷却空气量不够，会造成循环气体的温度上升。应将石灰的冷却空气量控制在5000～6000m3/h。

（2）卸料的时间间隔太长，也会引起循环气体的温度上升。应调整卸料的时间间隔，加快卸料的速度，间隔时间控制在1h内，窑底仓小于1m，出灰温度控制在180℃以内。

（3）下部燃烧室温度偏高，引起循环气体的温度上升。应减少下部燃烧室的煤气量，下上排煤气比由1.8调整为1.6，根据计算量调整各燃烧室温度。

（4）进换热器废气温度700℃以上，出预热器驱动风温升高450℃以上，以调整进换热器的废气阀开度约30%，进换热器流量控制在8000m3/h。

（5）驱动风机频率过低，带走的风量少，引起局部高温。增加其驱动频率让风把热量带走,驱动风流量控制在5000～9000 m3/h。

3.3 出灰抽屉温度异常升高的原因及处理措施

（1）出灰抽屉有瘤块。窑操及时将瘤块捅掉打碎，以免长时间卡料影响上下燃烧室下料速度，导致结瘤扩大化。

（2）在450t/h产量下，若出灰间隔超过1.5h，窑底仓快满，尽快出灰。

（3）下燃烧室拱桥处有瘤块。相应部位冷却空气量减少，温度升高，下料速度减慢，必须立即减煤气、降温、捅瘤块，否则长时间高温会把上下拱桥及上拱桥以上料子烧结瘤,将各燃烧煤气减半，温度控制在950℃以内。

（4）冷却空气阀开度过小或主排频率低。适当增大冷却风开度或增加主排频率，冷却风量控制在3500～5000 m3/h。

3.4 驱动空气温度自升高的原因及处理

驱动空气的预热温度应在350～450℃；上限不能超过500℃。

引起驱动空气温度升高的主要原因及处理方法：（1）进入换热气废气温度过高(超过700℃)，造成驱动空气预热温度上升（超过450℃）。具体措施是适当关小废气进换热器的进口阀，一般控制在30%～50%。（2）检查驱动风机的压力情况，如驱动风机压力偏小而引起驱动预热空气温度上升，及时调整驱动风机的压力，每天450t产量时驱动压力控制在32kPa。

3.5 窑顶温度异常处理

窑顶温度一般控制在小于250℃，超过280℃必须采取停窑措施。

引起窑顶温度升高的主要原因及处理方法：（1）进换热器废气量过少，废气温度偏低，进换热器废气温度应在550～750℃，适当开大进换热器废气阀门开度(控制到80%)。若开大阀门无效，可能是进换热器废气总管处结瘤堵塞，需停窑清理积料。

（2）若进换热器废气总管确认畅通，全开进换热器废气阀，进换热器废气温度变化不大，阀门全开和全关时，进换热器温度小于100℃时，判断为导流帽堵塞，需要中修停窑处理导流帽结瘤。

（3）长时间未加料或称重量过少，窑顶料位下降或者加料过多料面到达探尺位置（窑顶料位小于2.5m），自动加料停止。处理措施：开始加料或加称重，加高料面，反之及时减称重，拉低料面。

（4）上下排煤气比设置不合理，上排煤气量过多。应调整下上排煤气比，可将煤气比由1.6调整为1.8，适当加大下排煤气量。

3.6 驱动风压力范围异常及处理

驱动风压力正常范围在28～32kPa。异常状况的判断及处理措施：（1）若驱动风在正常生产时，突然下降，若调至自动驱动风机频率会达到最大值，一般大于48Hz，电流直线上升，此时处理措施是驱动风机打手动，立即检查驱动风管路是否有漏风。在套筒窑的驱动风机消音器处及进换热器法兰处出现过此种故障。

（2）若驱动风在正常生产时，压力逐步下降，每天生产450t产量时，驱动压力应大于30kPa，且检查驱动风管路处没有漏风现象，驱动风机频率会增大，正常频率应小于45Hz。若达到48Hz以上，基本可以判断为换热器内部漏风。处理措施是利用定修时间打开换热器顶盖检查管束及管板封头处是否有漏风，若管束漏风，可将相应管子上部封堵，若管板封头处漏风，可用石墨盘根封堵加卡环固定的临时处理措施。

（3）若驱动风压力异常升高，燃烧室温度出现报警（＞1300℃），且伴随出灰抽屉料有夹生，此种现象多为喷射器管路积灰堵塞造成，个别也有喷射器阀门未全部打开造成（多发生在定修完点窑时），因此必须停窑拆下喷射器清理积灰。

4 公辅设施的日常管理

4.1 煤气加压系统的维护

影响煅烧最直接的设备是热值仪，高炉煤气和焦炉煤气配比准确性，直接由热值仪反馈到各窑，热值测量的准确与否直接影响各窑热耗调整及煅烧质量，因此规定一般2周需用标气对热值仪校验，若发现热值仪失准，必须以循环气温度趋势来控制各窑热耗，确保煅烧正常。

4.2 压缩空气系统的维护

开窑连锁条件中要求压缩空气压力大于0.3MPa，否则速切阀就会切断各窑燃烧室煤气。在新疆最易出现故障的时间是冬天和春季。2014年1月就出现多次压缩空气总管压力低停窑事故，经分析是冬季空气湿度大、温度低造成压缩空气总管路内结冰所致。

处理措施：在压缩空气管路低点和末端加装排水阀排水，减少空压机干燥机排水间隔和更换干燥剂防止失效等手段。

5 结束语

一些操作管理、设备管理，优化操作参数等工艺技术措施在套筒窑实施后，能提前预判煅烧及设备故障，极大提高了岗位操作人员及生产管理人员的处理异常状况的能力，大幅度降低了停窑、生烧、结瘤等较大生产事故的发生。通过实践形成了一套独特的自主管理模式。2014年1#窑6、7月中修50天，2#、3#窑全年设备运转率达到98%以上。套筒窑稳定煅烧工艺，满足了炼钢厂对高品质钝化石灰及活性石灰的需求。

[1]茅新东.浅谈延长套筒窑耐材寿命的措施与方法.中国石灰工业技术交流与合作大会论文资料汇编,2006，11.