气烧石灰竖窑工艺事故及处理
1、气烧石灰竖窑工艺事故
1.1、煅烧带不稳定
竖窑在运行过程中,煅烧带位置的稳定与否,是整个竖窑热工制度稳定与否的标志,煅烧带的不稳定直接关系到石灰煅烧质量和产量。
⑴、煅烧带上移
煅烧带上移的征兆……窑顶废气温度过高、预热带温度偏高、出窑石灰生烧较多,热损失大。
煅烧带上移的原因……出窑量偏少、风量偏大、料位线过浅。
煅烧带上移的处理……增大出窑量、减少风量、调整料位线。
⑵、煅烧带下移
煅烧带下移的征兆……窑内阻力增加,窑顶废气升温慢、预热带温度偏低,出料温度高,甚至出红料。
煅烧带下移的原因……出窑量偏多、鼓风量偏小或窑内通风不良,料位线过高。
煅烧带下移的处理……减小出窑量、调整风量、调整料位线。
1.2、偏窑
偏窑的征兆……一边下料快,另一边下料慢或不下料。
偏窑的原因……布料时粒度偏析、窑内料柱结构不一,螺锥出灰机偏心。
偏窑的处理……一旦发现偏窑应立即纠正,主要调整好布料和送风,调整螺锥出灰机。
1.3、粘窑
粘窑的征兆……物料与炉墙粘住结瘤,造成棚料或偏窑的现象。
粘窑的原因……石灰石水洗不干净,泥砂多、煤气热值高、煤气量过大或休风时间过长,并长时间不动窑。
粘窑的处理……一旦发现粘窑应立即休煤气,吹冷风使粘结块风化下塌。
1.4、塌窑
塌窑的征兆……料柱下沉不顺行而产生局部或单边塌陷(窑边或窑中有漏洞),使生料下漏。
塌窑的原因……一般是由偏窑,严重粘窑或结坨较多而引起。
塌窑的处理……塌窑后要及时补料,减少风量,延长煅烧时间,使塌窑处阻力增加,逐步平衡窑内阻力。
1.5、悬窑
悬窑的征兆……上部料结成料柱不下沉,而窑的下部仍能出料。
悬窑的原因……原料中杂质含量局部增多,入窑煤气偏流使局部燃气量过多,局部温度过高,且物料在高温处停留时间过长所致。
悬窑的处理……一旦发现粘窑应立即休煤气,吹冷风使粘结块风化下塌。
2、竖窑内气体的运动
研究竖窑内气体运动,对于保证烧成带燃料燃烧所需要空气量的供应,气流在窑断面上的合理分布,以及降低气体流动过程阻力损失,保证竖窑产量、质量等方面都是有意义的。
2.1、竖窑产量与鼓风条件的关系
在竖窑断面固定不变时,若空气流量增加,则气流速度也随之增加。
由于流速的提高,使碳粒燃烧速度加快,即单位时间内燃烧的燃料量增加,故窑的发热能力随之提高。
同时气流与物料间对流换热增强,加速了物料预热、烧成、冷却过程,窑的产量、烧成物料质量都可以提高,(图给出了竖窑单位面积产量与入窑风量及窑内空气流速的关系曲线)但是,随着气流速度的增加,气体流动过程阻力损失也随之加大,为了保证竖窑煅烧物料产量、质量
的提高,必须保证竖窑所选用的风机具有足够的鼓风量和鼓风压力。
而鼓风压力是与动力消耗有关的,因此在实际操作中应确定较为合理的、经济的气流速度,并且在实际操作中应力求降低竖窑中的阻力损失,以减少动力消耗。
2、竖窑内气体运动的阻力损失
气流通过竖窑散料层所产生的阻力损失仍可按公式进行计算
(公式)
式中H——料层高度,m;
d m——颗粒平均直径,m;
u——空窑速度,m/s;
——气体密度,kg/m3;
ε——物料堆积孔隙率;
ф——球形度;
λ*——修正的阻力系数。
由该公式可以看出,影响竖窑阻力损失的因素有如下几方面:
1)随竖窑高度增加,阻力损失加大;
2)随空窑速度u增加,阻力损失加大。
阻力损失h l与空窑速度之间的关系视气体运动性质不同而异。
当层流时,λ*=220/Re*,此时阻力损失与速度一次方成正
比。
湍流时,Re*>7000, λ*与Re*数无关,阻力损失与速度平方成正比。
在其
它情况下,阻力损失与速度的1~2次方成正比。
3)在竖窑中气体温度有极大的变化,可以从20℃变动到1600~1700℃,在其它条件相同的情况下,由于温度升高,气流实际速度增加,阻力损失也随之加大。
4)在竖窑中所煅烧物料块度愈小,阻力损失愈大。
5)表明料块形状特征的球形度和孔隙度ε稍有变化,竖窑阻力损失将发生明显变化。
对于非球形颗粒的球形度Φ,考虑到表面粗糙程度的影响,也可用下式计算:
(公式)
式中 m——料层中采取的试样质量,kg;
ρ——物料密度,kg/m3;
n——试样中料块个数。
在料块中如果夹杂有大量碎块,即公式中n增加,再加上由于颗粒大小不等,小块料填充于大块料孔隙之间,孔隙率显著降低,阻力损失将明显地增加。
所以在竖窑中希望颗粒尽可能均一。
3、竖窑断面上的气流分布——窑壁效应
如前所述,在竖窑中物料堆积方式不同,将明显地影响气体流动过程的阻力损失。
在靠近窑壁处,物料堆积与窑壁之间的孔隙率较物料之间堆积的孔隙率为大,加之物料收缩造成环形缝隙使得气流轻易于从周边通过,亦即在窑的同一断面上,周边空气的分配较中心处为多,由于空气分配的不均匀,致使在同一断面的煅烧不均匀,这一现象就是所谓的窑壁效应。
气流的不均匀分布,影响着煅烧带在竖窑当中的位置和形状。
例如,对于煅烧固体燃料的混料窑,由于气流较易于从周边通过,周边的燃料就比较早地被点燃,而且燃烧速度也进行的比较缓慢,因此形成(如图所示)的“碗状”煅烧带。
随着鼓风压力的提高,空气供应量充分,整个煅烧带将向上移动,并相应缩短,但其周边上火仍比中心处快,因此仍呈“碗状”,(如图)。
若竖窑阻力很大,鼓风压力低空气供应不足,则煅烧带向下移动,并且拉长,(如图)。
此时不仅降低了煅烧地温度而且还缩小了冷却带长度,影响了物料的煅烧与冷却。
如果竖窑周边气体流动阻力过小,而燃料量又较多,将会造成窑四周温度过高,使物料
煅烧质量不匀,严重时会由于沿窑壁温度过高,使燃料中的灰分与物料中的低熔点物质粘结成砣粘附于窑壁,出现粘窑事故。
此时气流与物料运动都受到影响,窑的正常热工制度遭到破坏。
为了克服以上现象,应增加周边流体阻力,均衡窑断面通风,为此必须进行合理的布料,即将碎料布于周边,以增加阻力,同时应减少周边燃料量,以降低温度。
4、竖窑通风方式
为了保证竖窑内气体正常流动,并维持煅烧带所需空气量,竖窑可以采用三种不同的通风方式。
一种为压入通风,由窑底鼓入空气,在窑内形成正压。
另一种为抽出通风,由窑顶抽风,在窑内形成负压,还有一种方式为均衡通风,即由窑底进行鼓风,窑顶进行抽风,在窑内形成具有正压和负压,并在窑的一定高度具有零压面的正负压结合的压力制度。
各种压。