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作者:楊新社 單位:陜西省耀縣水泥廠 [2000-12-5]
關鍵字:2000 t/d 預熱器系統 堵塞
摘要:

表5 我廠與國內部分水泥廠預分解系統總壓降對比
廠名 　　　冀東 　寧國 　新疆 　江西 　柳州 　耀縣 
預熱器級數 　4 　　4 　　　5 　　4 　　　4 　　5
系統壓降/Pa 5640 　3480 　5400　 6270 爐：6230 5100　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　窯：5250 
　　分析表2～表5不難看出，我廠各級旋風筒阻力系數值均較高。我廠預熱器系統以追求高分離效率為出發點來設計各級旋風筒的結構，但該類結構必然產生較高的阻力系數。為了克服可能導致的系統壓降的提高，采取了低風速的操作方式，由于低風速操作，預熱器管道內物料必然容易產生短路現象，因此在各級上升管道中設置撒料器。
　　根據上述分析，可以對預熱器頻繁塌料堵塞的幾個有規律的問題做出合理的解釋。
(1)為什么投料30 min～90 min預熱器出現堵塞?
　　投料前三次風溫為60℃～70℃，三次風壓為-700 Pa～-800 Pa，達到-1 000 Pa。而系統正常(即維持正常的系統操作參數，并保持一定的三次風閥門開度)時，三次風風壓為-350 Pa～-450Pa。在正常與不正常情況下，三次風壓變化如此之大，說明鼓風機(篦冷機風機)嚴重供風不足。
　　投料后物料在窯內通過的時間可用下式計算：
t=1/ω=60/0.00159×s×d×n=60/0.00159×3.5×3.5×1.9
　　　=27min
式中 
t——物料通過回轉窯時間，min;
l——回轉窯長度，m；
w——物料在窯內運行速度，m/s；
s——回轉窯斜度，%；
d——回轉窯有效內徑，m；
n——回轉窯轉速，r/min。
　　即：物料30 min即可通過回轉窯到達篦冷機內，在這期間三次風溫逐漸上升，當預熱器堵塞時，三次風溫可達到450℃～550℃。從投料到預熱器堵塞，三次風溫前后變化這兩種狀態下，預熱器系統風量的相對減小量可用下式計算：
 P1V1T1 = P2V2T2  
 V2V1 = P1T2P2T1 
　投料前后三次風壓基本不變，即P1=P2
 V2V1 = T2T1 = (273+550)/(273+70) =2.3994
只有獲得一定的能量，管道內的空氣才能以一定的速度向前運動。空氣獲得能量一靠抽，二靠鼓。只有不斷的鼓風和抽風，才能形成穩定的流場。由于篦冷機冷卻風量減少(風機皮帶
丟轉速和鎖風閥漏風)，這一風量的變化足以使管道內的風速由正常時的12 m/s～16 m/s進一步降低，使生料粉達不到懸浮狀態需要的風速而造成短路，進而造成預熱器塌料堵塞。
　　(2)為什么預熱器的堵塞常發生在C4筒?這要從系統的實際工況來分析。我廠預熱器系統為雙列，C1～C5的排列為4-2-2-2-2結構，各級旋風筒的除塵效率分別為C1=950%，C2=92.1%，C3=90.0%，C4=89.0%，C5=86.5。在當時的條件下，C3、C4、C5級下料管膨脹節處存在裂縫和C4級下料翻板閥燒損，存在著較為嚴重的內、外漏風。有資料表明，當漏風為1%時，除塵效率下降10%～15%，當漏風為3%時，除塵效率只有50%，當漏風為8%時，除塵效率幾乎為零。在沒有更換膨脹節和燒損的翻板閥前，由于存在著較為嚴重的內、外漏風，C3～C5級預熱器的內循環必然加大，C3出口的含塵濃度亦隨之增大。因C1、C2級旋風除塵器的下料鎖風效果好，在一定喂料量下，C2級旋風筒內的實際料氣比必然增大，下料管的排灰量隨之加大，C2旋風筒上升管道內的風速又低，生料在上升管道內形成短路，直接進入C4級旋風筒，瞬間內四級下料管既要通過本身收下的料粉，又要通過來自二級的塌料，兩部分料量之和超過了四級下料口的排灰能力，再加之四級下料管本身漏風又給下料以向上的浮力，造成四級錐體的堵塞是必然結果。
　　(3)為什么調整預熱器的兩路閥就可預知A、B兩列哪一列要堵?開始預熱器堵在C4a，兩列的溫差在允許的范圍內(10℃～15℃)。A列溫度低于B列，說明A列物料量較B列多，有意識調整兩路閥后，使B列溫度低于A列時，很明顯出現B列堵塞。由于系統總風量的減少，隨著投料量的增加，上升管道內超過料氣比的臨界狀態時，低風速無法滿足物料的分散性和懸浮性要求時，C2管道內物料短路直接沖入C4，C4錐體下料口無法滿足來自本身和C2短路的料量，造成C4堵塞是必然的結果。
　2 結語
　　經過以上分析，可以得出以下結論：
　　(1)由于該預熱器系統具有高除塵效率、高阻力系數、低壓損和操作的低風速等顯著特點，系統風量的匹配是以滿足生料在預熱器內達到分散和懸浮為條件。在一個較為密閉的工況環境中，預熱器內通過的風量和上升管道內的風速大小與篦冷機的供風量關系很大，僅靠高溫風機的排風無法滿足預熱器系統內風速的需求，負壓大而風量小，不能滿足正常的生產。但在滿足系統風量要求和熟料冷卻的前提下，適當控制供給的總的冷卻風量，提高三次風溫和二次風溫，以達到降低能耗之目的，而非風量越大越好。
　　(2)預熱器系統漏風，尤其是下料管處膨脹節和翻板閥鎖風不好造成的漏風，是預熱器的大
敵，應當始終高度重視該系統的密閉堵漏。
　　(3)對于新型干法熟料生產線預熱器頻繁的堵塞，應從系統用風上尋找原因，系統的用風量應適合預熱器系統設計的特點，其次，要在大系統上(包括廢氣處理、生料磨用風、
篦冷機系統供風、窯頭排風)查找風量是否匹配。