回转窑预热系统堵塞的原因及处理
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&&& 一、堵塞现象 　　悬浮预热器窑、预分解窑等新型干法生产工艺存在一个“通病”――预热系统堵塞。堵塞的发生不仅扰乱了窑的热工制度，降低了窑产量和熟料质量，而巨处理起来费时费力，甚至还会造成人员伤亡大事故。 　　预热系统堵塞时，一般有以下几种“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，料粉冲出窑外，酿出事故。 　　对于五级旋风预热器或预分解密来说，预热系统内容易堵塞的部位主要有以下几处： 　　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。 　　①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。 　　二、原因分析 　　造成新型干法生产预热系统堵塞的主要原因是在预热器和窑之间的“内部循环”。当窑尾废气温度达到一定值时，粉尘就粘附在废气管道壁上，而这种粉尘由于吸附了碱、氯、硫，故粘性很大。随着温度的上升，粉尘粘附的数量和硬度也增加了，这便形成结皮。管道实际通风截面就要减少，有时旋风筒顶部的粘灰脱落排在旋风筒内，就使旋风筒下部堵塞。 　　当预热器内生料和燃料含硫、碱较高时，温度达到400～600℃时SO2就会转化为SO3。SO3被生料粉吸收以后生成CaSO4，在860℃下CaSO4熔融并容易与料粉在预热器底部和窑尾内部结成碱圈。 　　预热系统的结皮和堵塞最容易在最低级的两个预热器内产生，特别是最下一级旋风筒是最容易发生结皮的地方。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。 　　预热系统堵塞除上述工艺方面原因外，还有操作方面、设备维护方面的原因。 　　①操作方面：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。 　　②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）等也容易造成预热系统结皮堵塞。 　　三、处理方法 　　新型干法窑预热系统发生堵塞后，应立即进行清堵。有关处理方法和步骤有以下几点： 　　①接到堵塞报告后，应立即考虑采取止料、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，即先桶下部，后桶上部，保证桶下的物料顺畅排走。 　　⑦清堵时，要关小排风机阀门（不得关闭排风机），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，确保各级旋风筒锥体、管道、撒料器、阀门等干净完好，确保所有人孔门、捅料孔等密封严密，各处压力、温度恢复正常。 　　⑨点火、升温、投料。 　　四、预防措施 　　1．严格控制进厂原料、燃料质量，加强内部管理，定时排放三次风收尘灰，使窑尾电收尘回灰均匀加入生料均化库中，并加强看火操作，及时旁路放风，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。 　　①在容易结皮的部位，增设空气炮及吹桶装置，如在C4锥体，可加装空气炮和吹堵管；在C5上升管道可加装吹堵管；在窑尾斜坡加装空气炮；在分解炉设置桶料孔。捅料孔及吹桶装置一般应均布于易堵部位的周围，一旦发生堵塞，能够从四个方向捅堵。 　　②在易堵料的“瓶颈”部位，即各级下料管锥段增设核子料位计，用来监测物料堆积情况。为防止料位计误动作，可在易堵部位如C3、C4、C5级各下料锥管段安装压力变送器，并远传到后备仪表控制盘及DCS上组成监测报警系统。 　　以上措施可有效地预防预势器系统堵塞，做到随堵、随桶、随清，以减少其它故障的发生。
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球磨机适用于所有煤种，对可磨系数与磨损指数没有任何限制，尤其适合磨制高磨损指数(Ke＞3.5)而挥发份也高的煤种。该磨对煤种变化的适应能力强，对&三块&不敏感，可将煤粉磨制得很细，且煤粉细度均匀性好。双进双出球磨机连续运行周期长，设备可用率高，耐磨性能好，检修工作量小。其主要缺点是设备相对复杂，价格贵，运行电耗及钢材消耗量多，噪音较大，占据空间大等。
　　 由于该磨煤机引进时间短，又是在山东电网首次应用，其结构及系统布置与其它形式的球磨机又有很大不同。因此，投产3年来发生过不少问题。为了更好的使用和管理好双进双出球磨机，现将运行中发生的问题及设备治理改进情况简单介绍于下。
　　1 磨煤机小牙轮断齿
　　1.1 小牙轮断齿情况
　　 自投产以来，5、6号炉磨煤机经常发生小牙轮断齿。如日5号炉F磨煤机小牙轮一个齿中间折断，断齿长140 mm、深20 mm。1月15日更换一新牙轮。到日夜，该磨煤机小牙轮非驱动端部位又出现一个断齿，长230 mm、深50 mm，已经接近齿根。
　　 日5号炉E磨煤机小牙轮非驱动端侧出现5个断齿，最大断齿长约200 mm，3个断齿接近齿根。
　　 日6号炉B磨煤机小牙轮非驱动端侧，共断齿10个。5号炉E、B磨煤机小牙轮先后发生断齿多达3个。
　　1.2 小牙轮断齿原因
　　 (1) 小牙轮设计强度偏小，制造质量要求较低。
　　 (2) 小牙 轮润滑不 良，啮合不好(特别是5号炉F磨煤机)，造成局部磨损严重，鼓泡、材质脱落，进一步造成局部应力集中，加剧了断齿速度。
　　 (3) 负荷过大，由于投产初期磨煤机钢球添加过多，致使磨煤机电流高达130 A左右，现在减少钢球的装载量，电流保持在120 A左右(每增加1 t钢球，电流约提高1 A)。
　　2 大小牙轮齿面磨损点蚀严重
　　2.1 牙轮齿面磨损情况
　　 5、6号炉磨煤机大小牙轮磨损严重，磨损深度2～4 mm。齿轮表面普遍出现鼓泡、起皮、凹坑等点蚀现象，而且小牙轮齿面温度较高。到1999年6月，6号炉除D磨煤机以外，其它5台磨煤机小牙轮因磨损严重全部进行翻身。
　　2.2 牙轮齿面磨损原因
　　 (1) 磨煤机保护罩密封不严。由于施工单位未按技术要求 施工，保护 罩的入孔门没有安装门盖，造成灰尘 进入保护罩内的齿轮中。特别是磨煤机空心轴与保护罩的动静结合处，都没有安装密封，使大牙轮内的进灰加剧。该锅炉的预热器为3分仓式，一路是送风机的二次风，另一路是一次风机的热一次风，由于一次风压过高，将预热器受热面从烟气侧携带积存的灰(灰中含有高硬度的漂珠Al2O3)吹下后带走，而热风系统的许多管道焊口不合格，造成严重泄漏。泄出的灰尘进入齿轮护罩内加剧了齿轮的磨损。
　　 (2) 每台磨煤机的 大牙轮配有一台美国LIN-COLN公司生产的自动喷油装置(包括气动泵、润滑器、多级喷嘴)，沿大牙轮齿宽安装有4个喷嘴，试运时设定每隔2 min喷油一次，喷油时间2 s，每个喷嘴一次喷油约1.3 g。因为该磨煤机大牙轮的齿为斜齿，齿面上不易存油，所以喷油时间较频繁。投产后改为每间隔15 min喷油一次，后来发现大小牙轮齿面磨损、起皮、点蚀等现象，又将喷油间隔时间改为8 min。5号炉投产初期还几次发现喷油装置上盖被人为提起后用铁丝挂在磨煤机保护罩上，而下部的油桶则不知去向。虽然喷油装置仍在工作，但是喷进去的不是油而是空气，这也加剧了齿轮的点蚀。
　　 (3) 按规定，沿小牙轮齿宽测量的两端温差不大于8℃；齿面最高温度不高于100℃；测量各部间隙正常后可打入(小牙轮轴承座与台板)定位锁。当温差大于8℃时，将温度低的一端轴承适当抬高即可消除。由于工作量大等原因，5号炉E磨煤机和6号炉的A、B、C、D、E磨煤机，至今没有打入定位销，这是齿面磨损的一个原因。也是目前个别小牙轮齿面温度偏高，且两端温差比较大的原因。
　　3 磨煤机小牙轮齿轮联轴器损坏
　　 磨煤机 小牙轮采用 刚性齿条联轴器，曾经有5台磨煤机的联轴器发生断齿现象。日，5号炉F磨煤机小牙轮出现剧烈振动，齿轮联轴器温度达260℃，轴承座向西偏移。检查发现磨煤机齿轮联轴器弹簧卡损坏，部分齿断裂，齿轮联轴器报废。日还发现5号炉E磨齿形联轴器出现一个断齿。
　　4 磨煤机变速箱大齿轮断齿与点蚀
　　 日发现5号炉B磨煤机，变速箱大齿轮一个齿沿齿宽断齿约1/3(断齿前曾经发现振动大)。厂家鉴定属制造质量问题，赔偿一只新齿轮。日6号炉B磨煤机变速箱大齿轮断齿。该磨煤机减速机齿轮出现了不同程度的点蚀现象。至今还有6E、6D等多台磨煤机减速箱大齿轮点蚀严重。
　　 造成点蚀的原因，一是制造质量问题，二是找正不好，如6号炉E磨煤机驱动端噪音一直较大。在日，该磨煤机减速机西南角地脚螺栓被剪断，经过对地脚螺栓进行处理后，运行噪音明显减小，这说明原来减速机找正不好。
　　5 磨煤机变速箱轴颈处漏油
　　 在磨煤机变速箱的每一个轴承上盖内侧设计有一个集油盒，盒内有一个导油孔可使油通往轴承上端，比一般润滑方式油量充足些。同时，为防止轴承透盖处漏油，在轴承透盖下部钻有一个小孔，通过一根回油管保证溢出的油流入变速箱内。由于基建单位没有按照要求对5号炉2台磨煤机，6号炉所有磨煤机安装回油管，造成轴颈处经常漏油。后对5、6号炉各一台磨煤机加装了回油管，消除了漏油。
　　6 磨煤机变速箱壳体(油)温度高
　　 该磨煤机变速箱壳体采用钢板焊接而成，由于变速箱内没有装冷油器，所以箱内油温较高，长期运行会引起润滑油质恶化，产生齿面点蚀现象。初步分析认为与润滑油品质有关，但试用一种新润滑油后，效果并不理想。后在5号炉B磨煤机变速箱内加装一冷油器，效果明显，该磨煤机变速箱温度比没有装冷油器的低20℃左右。
　　7 磨煤机大瓦温度高
　　7.1 磨煤机大瓦温度高情况
　　 磨煤机驱动端和非驱动端的轴承均采用乌金瓦，运行规程规定大瓦报警温度48℃，停止运行温度52℃。自从投产以来，6号炉A磨、B磨、F磨大瓦温度经常高，特别是驱动端大瓦温度经常超过报警温度。为了 降温，在轴瓦处专门加装了一台轴流风机进行通风冷却，但在环境温度高时则效果不明显。当大瓦温度升到50℃时，开始人工浇油，即提一桶约15L的机油从大瓦上部检查孔内逐渐倒入，一桶冷油可降温约1℃。有时温度降不下来，大瓦温度高达56℃时被迫停止磨煤机运行。
　　7.2 磨煤机大瓦温度高的原因
　　 (1) 润滑油系统滤网堵塞
　　 每一台磨煤机设计有一台独立的润滑油系统，由于磨煤机采用正压制粉，而在磨煤机空心轴与分离器动静结合部分密封盒内的煤粉最容易污染机油，为此在密封盒内壁装有一只刮板，以清理积存的煤粉。由于刮板经常刮坏密封盒内的料位管，所以将刮板拆除。没有刮板后，密封盒内积粉严重，加剧了机油的污染。按规定滤网前后压差不大于3 MPa，一般油系统过滤器的滤网10天清理一次，由于机油污染压差大，只好每天清理一次，严重时2 h清理一次。由于机油污染使大瓦温度升高。
　　 (2) 大瓦闭式冷却水系统的影响
　　 磨煤机大瓦采用闭式冷却水系统，由于闭式水冷泵电机设计容量偏小，使位于水冷泵以后的热交换器冷却水量偏低。磨煤机冷却水管道架空布置，又没保温，造成大瓦冷却水进水温度偏高。该闭式水冷却系统包括汽机房、锅炉房，管道长200多米，系统长阻力大，特别是6号炉F磨煤机处在系统末端，压差小，流量小，回水困难。另外，Ⅲ期工程油站没装冷油器，都是造成大瓦温度高的原因。
　　8 料位系统发生问题
　　 投产初期该磨煤机的料位信号不正常，达不到0.25～0.375 kPa的规定值，而且信号不规律，波动过大，造成磨煤机无法投自动。经检查发现传压管信号接反。为了防止传压铜管堵塞，接有一路压缩空气吹扫系统，在磨煤机启动前可以手动控制吹扫一次，但仍然发生过料位管堵塞以及铜管接头处漏风，和密封 盒内铜管被刮板刮破的情况。后将刮板拆掉，将铜管改为金属软管。在上述缺陷消除后，料位控制系统可以正常运行，料位信号可定值在0.25～0.375 kPa，给煤量也能投自动。
　　9 磨煤机发生爆炸
　　 自从投产以来，磨煤机先后发生3次爆炸，一次是1996年12月，5号炉F磨煤机运行中发生爆炸，主要原因是抽粉量过小，非驱动端温度高达90℃引起。一次是1998年2月，5号炉A磨煤机在备用状态下发生爆炸，主要原因是磨煤机停运前，没有将煤粉吹扫干净，由于PASOD(一次风关断)档板不严，热风漏入后将积存的煤粉加热。造成分离器处积粉自燃引起。一次是日，因6号炉A磨煤机，原设计加钢球管道斜度太小，在对加球管道加大斜度的改进完工后，检修人员放入一个钢球检验是否畅通，结果引起爆炸。其原因是磨煤机停止后处在封闭状态，积粉挥发出的可燃气体不能象单进单出磨煤机一样及时排除，所以钢球碰出的火花引起磨煤机爆炸，将PASOD档板炸坏变形，将档板与管道的焊口炸开。另外，还发生过几次磨煤机罐体内着火。
　　10 磨煤机绞龙损坏
　　10.1 磨煤机绞龙损坏情况
　　 在磨煤机的两端各装一台绞龙，由于受磨煤机转向所决定，一个为右旋，装在驱动端；另一个为左旋 ，装在非驱动端。每台绞龙上装有4根螺旋带，每一根螺旋带都有4条铁链将其与绞龙筒体连接，以增加抗扭曲强度。绞龙的作用就是将落煤管下来的煤和分离器回来的粉输送到磨煤机内。投产初期运行比较正常，近2年出现问题较多。主要是5号炉A磨煤机驱动端和该炉C、D、F磨煤机非驱动端的绞龙螺旋带全部断掉。且各绞龙单根螺旋带损坏的现象也经常发生。另外，6号炉D磨煤机发生非驱动端枢轴与绞龙连接筋板断开现象，经检查其它绞龙也普遍存在开裂现象。
　　10.2 绞龙损坏原因
　　 (1) 原煤中带有破布之类的杂物，缠绕在螺旋带上，增加了螺旋带的扭矩。
　　 (2) 磨煤机满煤，扭坏绞龙。
　　 (3) 落煤管的位置正好在绞龙正上方，下落的煤块与向上旋转的绞龙相冲击。
　　 (4) 磨煤机运行中添加钢球的位置装在非驱动端，一次连续加近1t钢球，从13.8 m高度下落的钢球同样与向上旋转的绞龙相冲击。
　　 (5) 绞龙螺旋带的铁链断开后未及时恢复。
　　 (6) 绞龙枢轴与筋板焊接强度太低。
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