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李听（河南安阳钢铁集团有限责任公司，安阳455004） 摘要：介绍了2018年混料式机械化石灰竖窑的技术发展现状和特点，针对操作管理和技术问题提出了改进的措施，并对产业结构优化、窑炉装备水平升级、绿色环保发展等各方面进行了思考与展望。 关键词：混料式机械化竖窑；操作管理；窑炉装备：技术发展：改进措施；对策 中图分类号：TQ175.653.6 文献标识码：A 文章编号：1673-7792（2019）02-0005-04 1概述 随着我国经济转型发展和生态文明建设，绿色发展对石灰行业生产工艺及装备的生产能力、节能降耗、环境保护和自动化控制等方面提出了更高要求。作为目前国内石灰行业运行的主要窑型，混料式机械化石灰竖窑随着先进技术的引进消化吸收、窑炉的工艺改进和创新、关键工艺设备的改造开发、窑炉操作管理技术的规范以及环保除尘技术的科学配套及自动化控制技术的应用，已基本形成了一整套较为完整、科学、系统的石灰生产技术体系。在新形势下，混料式机械化石灰竖窑也必须适应行业发展，在窑型、工艺配置、环保配套、生产操作、质量管理、节能降耗等方面持续进行科学创新。 2混料式机械化石灰竖窑的发展现状 2.1窑炉装备的发展现状 目前混料式机械化石灰竖窑生产技术装备创新不够，大多处于仿造阶段。但一年多来石灰行业竖窑装备水平整体提升很快，老厂升级改造，新厂工艺先进。典型的企业有广德青龙钙业、江西彭泽、池州银龙、桦甸汇金钙业等。竖窑行业仍普遍存在以下现象： ①部分窑型设计不科学，窑膛大肚现象比较普遍； ②窑容大型化进入误区，越大越先进成为一种误解； ③布料器的选型尺寸与窑口内径尺寸不匹配成为普遍现象，造成布料效果不理想，冲刷窑壁； ④送风装置的结构和安装位置不合理，致使窑内燃烧不完全，这是混料式机械化石灰竖窑目前最关键的问题； ⑤废气除尘能力配置不足。 2.2窑炉操作管理的发展现状 混料式石灰竖窑的操作管理已逐渐向科学的活性石灰竖窑规范化操作转变，竖窑利用系数逐步提高，产品质量稳定提升。但操作管理仍不够规范，凭经验随意操作是存在的最大也是最普遍的问题。工艺操作上存在的主要问题： ①不连续送风即停风出灰普遍； ②低料位、明火操作； ③厚料层操作； ④送风管理不规范，送风操作的随意性很强； ⑤窑况管理判断不及时，出现异常的处理滞后。 3混料式机械化石灰竖窑操作管理 3.1技术方案规划的思考 规划缺失、工艺方案落后、设备选型不合理是造成目前部分混料式石灰竖窑生产运行不正常、不达标达产的主要原因。 3.2操作管理技术 生产实践表明：高效稳定地操作能发挥工业窑炉的装备优势，实现窑炉优质、高产、低耗；规范和创新操作技术是工业窑炉均衡、稳定、高效生产的驱动力；有效、及时的操作调整、控制是竖窑稳定的关键。 规范的竖窑操作应该是操作人员在掌握原燃料信息的条件下，以燃烧理论为基础制定出最佳的操作基准。以全面准确的检测参数为依据，从窑体温度分析入手，综合分析判断窑内热工状态和发展变化趋势，查找出造成热工状态异常的原因，采取相应的调整手段对其进行控制，最终使热工状态恢复到基准范围，使竖窑内各热工带处于合理的高度和温度。调整参数必须有计划、分步进行，切不可忽左忽右，盲目随意。 3.2.1开窑操作技术的重要性 石灰窑炉建设是一项系统工程，不仅要有全面、优秀的规划设计，合理的设备选型，优良的建设能力，可靠的设备性能，更应进一步做好操作和维修人员培训、设备调试和点火开窑的工作。开窑操作是工业窑炉工程管理必不可少的环节。点火开窑是竖窑重要的烘窑步骤，采用一步法或二步法，目的都是稳定窑衬结构，为优化竖窑寿命奠定基础。点火开窑不仅是竖窑培养火层、确立操作窑型和竖窑模索日常热工操作基准的关健，也是工程达标达产，进入良性生产的重要历程。点好火、开好窑是确保石灰竖窑生产顺行、高效、稳定的关键操作，必须引起高度重视。 3.2.2生产操作技术 3.2.2.1日常操作窑型的管理 石灰竖窑生产操作应结合原燃料状况、设备状况、窑炉内衬状况，科学地有计划地进行动态生产操作管理。 石灰竖窑日常生产中原燃料质量变化、操作不精心不规范、处理窑况不当或失误、设备故障都会造成竖窑炉况失常、操作窑型紊乱。必须做好日常操作管理的基础工作，随时掌握原燃料质量情况，及时采取上下部相结合的手段，配合竖窑四大操作制度的调整来维护和修正操作窑型。 竖窑生产过程中的开窑初期和生产中期，特别是窑役后期，窑衬不完整、窑型不规则、设备功能不完善，更应注重调整和修正操作窑型，这是坚窑操作者的主要工作。 3.2.2.2竖窑操作管理具体事项 （1）竖窑操作参数设定的管理 (1)坚窑生产量确定后，煤比及送风量的设定和调整直接关系到竖窑热工制度的正常稳定，对混料式机械化石灰竖窑的操作管理十分重要。煤比设定后调整要慎重对待，应当在全面分析各方面因素后再决定。随燃料品种变化而变动，随季节、天气变化微调，调整幅度不宜过大。送风量随煤比相应调整，以保持煅烧带稳定。 (2)竖窑原燃料及生石灰的质量管理 原燃料质量管理的好坏直接关系到石灰煅烧品位的高低，是产品质量的前提保证。原燃料质量的变化也是造成竖窑炉况失常的主要原因。竖窑操作者应把大部分精力放在原燃料管理上，在保证供应量的前提下，注重质量稳定、原燃料分类管理、粒度分级管理。 对于成品生石灰的质量管理，要及时全面对其化学成分、生过烧状况、粉灰率、活性度等进行统计分析，与原燃料统计分析相对应，以便及时了解和分析窑内状况，制定合理的操作调整原则。 （3）竖窑料面及排灰的管理 料面稳定对于竖窑生产稳定运行十分重要。料位不稳定或形状异常则煅烧带不稳定，窑内气流不正常，进而导致窑况异常，影响竖窑的产量和质量。 竖窑排灰量只有与竖窑煅烧带烧成速度相适应才能保证煅烧带稳定。排灰时间过长、排灰量过大，都易造成竖窑中心形成漏斗状和煅烧带悬空。混料式竖窑必须选择适宜的排灰时间和排灰量，使料层下落均匀、平坦，这样才能保证煅烧带的稳定。 （4）烧成管理 ①竖窑温度及压力的管理 a.竖窑内温度的测量：煅烧带前后温度是竖窑操作的基准，测温点的设置必须科学合理。直接测量窑内的温度很难实现，一般将间接测量的温度换算成实际温度来指导竖窑炉内热工状态。 b.竖窑炉顶废气的监控；窑顶废气分析是判断竖窑内燃料燃烧状况的重要手段。窑顶密封程度、取样位置、灰尘状况都会影响到窑顶废气分析的准确性。 e.竖窑压力的监控：窑顶压力及风压随竖窑产量、窑内料柱透气性等不同而变化，是窑况判断的重要依据。 ②竖窑煅烧带的控制及维护 混合烧成竖窑由于受到原燃料理化性能、设备工作状况及产量等因素的影响，煅烧带的位置及形状极易波动。这就要求上述因素尽量稳定，特别要求燃料的燃烧与送风量、排灰量相平衡。煅烧带的位置及形状关乎窑炉热工状态是否正常及窑炉生产能力、产品质量和窑炉能耗。 a.混合烧成竖窑操作管理者的职责 ·确认设备工作状况，认真做好设备点检工作； ·掌握当前原燃料粒度、水分、质量、杂质等状况： ·确认产物质量，包括石灰温度、生过烧状况、活性度、Ca0含量及是否有未燃尽的煤核等； ·掌握各层温度、废气、灰温变化趋势及压力状况等。 b.煅烧带位置及形状的分析判断 操作管理人员要从温度变化分析入手，及时准确地判断出当前煅烧带形状。根据废气温度、成品温度、送风压力、料面燃烧状况的变化情况对煅烧带作出综合判断，制定出合理的操作参数，作为当前操作基准。 c.煅烧带异常的及时矫正 煅烧带出现异常时，应及时采取正确措施矫正，如果任其发展或措施不当，会引起煅烧带拉长，甚至倾斜，调整矫正就相当困难。准确判断并及时矫正会避免进人恶性循环或发生重大窑况事故。 煅烧带异常时调整矫正的3个原则： 降低产量进行调整的原则；先以下部调整为主，之后上、下部结合调整；确保窑衬及设备安全。 在综合分析判断的基础上，逐步实施调整矫正并及时修正矫正对策。 煅烧带异常的主要调整矫正对策包括： A空气过剩系数变动调整法，主要针对煅烧带下移； B混合料投入变更法，主要针对煅烧带上移； C料面形状变更法，主要针对煅烧带上下延伸； D局部增加排灰法，主要针对煅烧带上下延伸； E送风量平衡调整法，主要针对煅烧带倾斜； F循环废气吹人法，主要针对煅烧带倾斜。 对于煅烧带异常的进一步恶化，单一手段无法解决，只有各种方法综合实施才能起到作用。在采取措施调整煅烧带异常时，要特别注意原燃料条件是否正常，如果是由于原燃料条件变化引起煅烧带异常，那么只调整操作而不改善原燃料状况是没有效果的。影响竖窑煅烧带稳定的因素各异，如果不进综合分析判断，窑况自动纠偏也只是设想。 ③竖窑送风的操作管理 混料式竖窑到达坚窑煅烧带的风的流量和流速决定了窑的生产能力。竖窑的送风操作管理在保证煅烧带燃料燃烧所需空气量的合理供应，气流在窑断面上的合理分布，保证竖窑产量、质量等方面都有重大意义。混料式竖窑的风机选型、窑内送风装置结构及安装位置、送风管道的管径选配、窑下部的密封配套都影响到窑内的气流分布状况，影响到窑内燃料燃烧的状况。管理人员必须以科学用风为核心的操作管理来组织混合烧成竖窑的生产。 a.送风装置的设计及风机选型 混料式竖窑送风装置的结构和通风面积及位置设置对窑内送风到煅烧带的均匀性和流速至关重要，影响到窑内煅烧带的状况。混料式竖窑的风机选型，不单纯考虑流量，更要重视克服料柱阻力到达煅烧带的风压，这是混料式烧成竖窑的核心问题。 b.科学、规范用风操作以调节、控制煅烧带是混合烧成竖窑操作者的基本操作手段。 e.维护送风制度稳定是混合烧成竖窑操作者的主要工作职责。 3.2.2.3竖窑临时停窑的操作管理 日常生产中经常会因各种原因而停窑，停产时间无论长短都会对窑况造成影响。计划停产或突发停产，均须在操作上采取相应的补救措施，尽量稳定窑况。 临时停窑时的操作调整措施如下： a.停产时及停产期间要视废气温度情况压料，以控制废气温度； b.停产前及开车时要调整燃料配比； e.停产及开车时按各工序的操作顺序进行。 4混料式机械化石灰竖窑几个突出问题的技术思考 4.1不连续送风的问题 竖窑的送风操作管理对于保证煅烧带燃料燃烧所需空气量的合理供应，气流在窑断面上的合理分布，保证竖窑产量、质量等方面至关重要。科学、规范的用风操作是混合烧成竖窑操作者进行调节和控制煅烧带的基本操作手段。助燃风的过剩系数即空气比的合理性对提高燃料燃烧率有不可估量的作用。连续稳定的供风是竖窑窑内气流合理分布、煅烧带稳定的先决条件。不连续送风必然会造成竖窑窑内气流的重新分布，窑内燃烧处干稳定—紊乱—形成新的状态—再素乱的恶性循环。不连续稳定的供风会使窑内煅烧带位置产生大的移动，导致窑内热工状态的经常性素乱。这是造成竖窑炉况不顺行以及高能耗的主要原因。 4.2厚料层操作的问题 混料式烧成石灰竖窑“三带”平衡稳定是窑况稳定顺行的标志。煅烧带位置波动会对竖窑内的煅烧过程造成不良影响。 混料式烧成石灰竖窑操作以窑内料位基本稳定为基准设定，调控各操作参数。厚料层操作使煅烧带位置波动太大，致使竖窑炉内热工状态失衡。厚料层操作大量卸灰容易造成原本稳定的煅烧火层散乱，卸灰后再重新培养新的火层会导致窑内气流重新分布从面造成窑况间歇性不稳定。厚料层操作煅烧带位置波动太大，导致窑内料柱阻力波动也很大，致使进入窑内的鼓风量和鼓风速度发生变化(风机鼓风量随压力变化，影响竖窑内的燃烧状况，对使用离心风机的窑炉影响更大。厚料层操作大量卸灰还使窑内料面区域窑衬因温度变化大而加速损坏。 4.3混料式机械化石灰竖窑的大型化问题 近几年混料式机械化石灰竖窑的发展存在一种误区，即容积越大越先进、越大越时尚。容积700m2以上的混料式竖窑已成规划常态，应引起行业关注。 混料式机械化石灰竖窑由于自身窑型结构造成窑内物料分布孔隙率不均，通风存在窑壁效应。利用和控制窑壁效应是竖窑设计和操作的核心工作。 目前竖窑容积扩大时，为了适应窑顶布料和窑下出料，竖窑上口和下口未扩大，只加大了窑腹直径，形成了窑胆特大肚的现象。无论是上部布料或下部出料，还是窑断面气流分布都无法满足竖窑工艺要求的均匀性。窑胆特大肚形状极易形成竖窑内混合料悬空和堆积死料流，使窑内混合料横向移动的可能性增大，极易产生“夹生”料柱。 要实现竖窑的大型化，必须组织技术力量在大型布料设备、大型出灰设备、大型窑内送风装备等方面进行攻关和研发。只有相关设备成熟后，竖窑大型化才能提上议事日程。 5混料式机械化石灰竖窑的发展对策 5.1高起点，真科学，确保窑型工艺先进合理，符合国家产业政策 在推进高质量绿色发展的背景下，石灰行业应深入推进转型升级、持续优化产业结构，加快淘汰落后产能，这是石灰行业实现高质量发展的首要任务。 推动现有窑炉装备水平升级和新建窑炉装备的高水平，全面提高石灰行业工艺技术、装备、产品质量。 竖窑窑型工艺先进合理、生产达标达产是竖窑技术进步的基本体现，也是符合国家产业政策、保持生存的首要条件。 5.2强化环保生存意识，树立全新环保理念 石灰行业应清醒认识环保的重要意义，解决绿色环保问题是石灰企业维持生存并持续发展的必要条件。石灰生产企业必须树立全新环保理念，坚持清洁生产。 (1)树立“全封闭“环保治理的理念； (2)树立减少污染源的理念； (3)树立环保设备比工艺设备更重要的理念，全方位保障环保设备正常运行； （4）工厂清洁生产必须保持持久性。 5.3强化生产操作管理，达产达标，降低能耗，提高企业生存能力 在产业结构优化、窑炉装备水平升级、绿色环保发展的同时，强化生产操作管理、增产低耗、降本增效才是企业增强市场竞争力的基本法宝，也是提高企业生存能力的根本路径。因此，广大石灰企业应科学、规范地进行混料式竖窑的生产管理，提高产品质量水平，推动混料式机械化石灰竖窑健康绿色发展。 （中国石灰协会编辑部推荐稿） 杨 杨编辑 |
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