窯尾送煤羅茨風機電流波動：DWR1.2轉子秤下煤不穩的原因分析及處理方法

　　2007.No.9 我公司 5000t/d 生產線窯頭、窯尾各配一臺菲斯特公司 DWR1.2 喂煤轉子秤, 該生產線自 2005 年 7 月投產至 2007 年年初以來, 喂煤秤運行良好。但最近一段時間, 經常出現窯尾煤秤下煤不穩甚至斷煤現象, 主要表現在窯尾送煤羅茨風機電流波動大, 高低相差 40A 左右, 分解爐溫度也不穩定, C1 出口 CO 含量高, 給窯的正常生產帶來很大影響。后來通過公司內部多方面的努力, 并請轉子秤廠家來人指導, 最終解決了煤秤波動問題, 窯臺時產量得以大幅度提升。 1 煤秤不穩的現象 煤粉從煤粉倉卸出后進入轉子秤轉盤內, 經過轉子秤稱重區計量, 得到的實測值(實際下料量)反饋到控制器與給定值進行比較, 如反饋值偏低, 則轉子秤轉速增加, 反之降低。計量后的煤粉由 3 只送風支管通過風力送入到氣力輸送管路, 再由羅茨風機輸送到窯頭或者分解爐。由于下煤量的多少直接影響羅茨風機輸送管道內的阻力, 若阻力增大, 羅茨風機電流增加, 反之電流降低, 所以從羅茨風機電流的變化就能 判斷下煤量的變化情況。 1.1 轉子秤實際下料量偏低造成送煤羅茨風機電流 迅速下降此工況下的風機電流趨勢見圖 1。 圖 1 羅茨風機電流趨勢圖 圖 1 中 AB 時間段內電流波動較小, 分解爐溫度相對穩定, 說明下煤量也較穩定;CD 和 GH 兩個時間段內, 電流下降很多, 轉子秤實際下料量偏低, 秤體轉速迅速上升(至 2400r/min 以上), 分解爐溫度迅速降低; 在 EF 和 IJ 時間段內, 轉子秤實際下料量又突然增大, 羅茨風機電流上升, 分解爐溫度又迅速上升, 給操作上帶來很大的麻煩, 窯產量也被迫降低。 1.2 轉子秤實際下料量基本穩定, 但羅茨風機電流 出現大幅度波動此時工況下的風機電流趨勢見圖 2。 圖 2 羅茨風機電流趨勢圖 圖 2 中 bc 時間段內風機電流大幅度波動, 中控顯示轉子秤的實際下料量雖然較穩定, 轉速也基本正常, 但是分解爐溫度卻緩慢下降, C1 出口 CO 含量上升, 有時為了保證分解爐溫度, 被迫增加給煤量。這樣一來, C1 出口 CO 含量更高, 最高達 1.2%( 正常時在0.05%左右), 不但增加了系統熱損, 而且對窯尾電除塵器的安全構成極大的威脅。窯上表現為窯前溫度下降, 窯主傳動電流降低, 窯尾煙室負壓忽高忽低, 熟料fCaO 含量高。一段時間后, 送煤羅茨風機電流又恢復正常(cd 段)。所以我們斷定, 在 bc 段, 煤粉是一股一股的間斷輸送, 導致分解爐的喂煤量忽高忽低, 高時燃燒不完全, 產生大量的 CO。 2 煤秤波動的原因分析 從時間上看, 喂煤秤出現波動主要是從 2007 年2 月開始, 出現波動后, 我們又重新調整了秤體轉子間隙, 由原來 0.45mm 調到 0.40mm, 但波動依然存在。通過進一步的檢查, 我們發現造成喂煤秤波動的原因主要有以下幾個方面: 2.1 煤粉倉助流系統助流不暢檢查煤粉倉助流壓縮空氣系統, 其存在三大問 題: 1) 大多數金屬助流過濾墊片都已被油污染的煤 粉堵塞, 壓縮空氣根本吹不進煤粉倉。 2)部分電磁閥膜片已損壞, 氣流通過量降低, 壓力過低, 達不到單向閥要求的最低壓力, 所以壓縮空 氣也吹不進煤粉倉里。 3) 單向閥本身存在結構缺陷, 壓力高后 ( 超過0.4MPa) 單向閥被自身錐型活塞封死, 氣流進不到煤粉倉去。其結構原理見圖 3。 DWR1.2 轉子秤下煤不穩的原因分析及處理方法 袁啟亮, 楊開展 (天瑞集團 汝州水泥有限公司, 河南 汝州

窯尾送煤羅茨風機電流波動：技術丨申克煤粉秤的改造升級實踐

　　原標題：技術丨申克煤粉秤的改造升級實踐

　　引 言

　　申克煤粉秤在水泥行業中有著廣泛的應用，其以結構簡單緊湊，性能穩定可靠的特點深受廣大用戶的喜愛。筆者根據多年現場使用經驗，總結了一些實際使用中存在的問題，如電動機變頻器一體化結構在高溫季節容易出現過熱的問題，電控系統因現場環境、振動引發的線路問題，輸送管道阻力變化等引發的工藝系統問題，并對這些問題進行改造，本文對此做一總結。

　　申克煤粉秤使用現狀

　　我公司二分公司一線4?000 t/d熟料生產線于2003年建成投產。回轉窯規格為Φ4.8 m×72 m，煤粉秤為申克轉子計量秤，型號為MULTICOR-K40，喂料能力為窯頭0~15.3 t/h，窯尾0~23.5 t/h，計量精度為1%，已使用15年，電控系統、氣路系統、工藝系統等方面的問題逐步出現。

　　1）電控系統的問題

　　DCS系統與現場秤體的控制采用點對點的方式，傳入DCS系統的信號相對較少，基本信號為備妥、運行、驅動、綜合故障、流量給定、反饋、故障復位等，而對于各臺變頻電動機的電流和實際運行頻率等信號不能有效監控，當設備發生故障停車時，無法快速發現問題。特別是在夏季，環境溫度達到40 ℃時，現場變頻器電動機溫度高達70 ℃，變頻驅動電動機采用集成一體化結構的形式散熱效果不佳，存在較大的運行隱患，控制系統也隨設備安裝于現場，出現臨停故障后，需要通過申克儀表管理軟件easyserver在線監測控制系統時，對于熱工設備，不能快速地處理好故障，其帶來的止料停窯損失是非常大的。

　　2）氣路系統的問題

　　壓縮空氣壓力波動，當壓力低于設定值0.25 MPa后，對空氣軸承的保護造成秤的保護停車。在壓縮空氣管網中，由于袋收器氣缸漏氣、管路泄壓等引發的短時間壓縮空氣壓力低的問題時有發生，從而造成秤的保護停機。

　　3）煤粉秤產生波動的問題

　　在生產運行中，受煤粉倉壓變化、煤粉下料特性、管道輸送阻力變化的影響，羅茨風機的電流存在約3~4 A的波動，從煅燒窯況分析也明顯反映出了煤粉量的波動，特別是頭煤的波動，給煅燒帶來非常大的影響。

　　采取的措施

　　2.1　電控系統改造

　　將原來變頻器、電動機和控制系統的一體化結構改為分體式結構，通過線路改造將申克秤的控制系統和變頻器移至環境較好的電力室。增加兩臺外置的ABB變頻器ACS550直接控制預給料機電動機和測量電動機。并修改相應的DCS程序，增加變頻器直接驅動模式，在申克秤有問題或其他緊急情況下可實現中控“一鍵切換”為變頻直接驅動模式，避免因秤的問題導致停窯事故的發生。修改后的系統框圖見圖1（圖中只標識預給料機部分圖紙）。改進后的現場照片見圖2。

　　圖1　修改后電控系統框圖

　　圖2　改進后電控系統現場照片

　　2.2　氣路系統改造

　　為解決壓縮空氣壓力波動造成秤保護停機的問題，在秤體所在壓縮空氣支路增加儲氣罐，通過儲氣罐的緩沖作用減少壓力波動。同時在管網主要支路增加壓力監測節點，并將此信號遠程送到DCS系統并形成歷史曲線，便于監測并迅速發現故障點，保障設備安全運行。

　　2.3　煤粉秤產生波動的分析與處理

　　煤粉稱重輸送系統是由煤粉稱重倉、圓盤給料機、科里奧利秤、輸送風機（羅茨風機）和煤粉輸送管道等設備組成。每一個環節的設備都可能影響整個輸送系統的穩定。另外，煤粉的屬性（水分、殘余、密度等）也會影響系統的穩定。煤粉秤產生波動的分析見表1。

　　表1　煤粉秤產生波動的分析

　　以上故障現象，我公司申克秤在運行過程中均有發生，下面以我公司近期發生的案例進行分析。A線窯頭申克煤粉秤的給定與反饋流量跟蹤效果顯示較好，但是設定流量在8~12 t/h時，羅茨風機電流卻存在較大的周期性波動，約3~4 A，見圖3。

　　圖3　羅茨風機電流波動

　　通過在線監測秤的稱重負荷，曲線比較平穩。給料機轉子測量稍有磨損，但根據羅茨風機電流周期波動的特點分析，判定為非主要原因。通過easyserver軟件修改控制參數后有一定效果，但并未解決問題，判定為非主要原因。接下來重點分析管道阻力變化的情況，窯頭煤粉輸送管道為長約70 m的水平管道，煤粉的水平氣力輸送依照其在豎直方向上的濃度差異大致可以分為稀相輸送（又稱為穩流輸送）和雙相輸送。隨著煤粉濃度的進一步加大，當管道阻力發生變化后，在某個值時會使系統轉變為脈沖輸送且呈現周期性的振蕩狀態，引起羅茨風機電流周期性波動。隨后現場檢查發現，窯頭燃燒器連接的圓形軟管變形（見圖4），更換后，羅茨風機電流波動由3~4 A降低到1~2 A，從煅燒窯況分析也明顯反映出了煤粉量的穩定，周期性波動振蕩的問題得以解決（見圖5）。

　　圖4　燃燒器連接軟管變形

　　圖5　更換軟管后羅茨風機電流

　　應用效果

　　（1）在正常情況下，使用申克秤的流量控制模式，在申克秤有問題或其他緊急情況下可由中控一鍵切換到變頻模式，避免因秤的問題導致停窯事故的發生。由于外置變頻器具有直觀的可視化參數界面，便于觀測電動機的運行參數和狀態，也可以修改變頻器的參數，極錦工方便了對設備的操作和維護。同時由于電力室內配有空調設施，環境相對較好，大錦工降低了設備的故障率。

　　（2）壓縮空氣的管理，保證了煤粉秤安全運行的要求，減少了氣路系統問題引起的停車事故。

　　（3）通過查找煤粉秤波動的原因，提高了處理問題的能力和效率，使煤粉秤運行平穩，為煅燒提供了一個穩定可靠的環境。

　　作者單位：河北金隅鼎鑫水泥有限公司

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窯尾送煤羅茨風機電流波動：水泥窯窯頭送煤風機壓力波動大的原因及解決措施

　　某公司于2021年4月份更換窯頭史密斯燃燒器，在使用過程中，出現了窯頭送煤風機壓力波動大的現象，波動范圍在2000～3000Pa（正常波動范圍應該在100Pa以下），送煤風機的電流也隨著壓力的變化而變化，但是窯頭喂煤申克秤的設定與反饋卻沒有出現相應的波動。

　　1　出現的問題

　　窯頭送煤風機壓力出現了較大波動，對窯的正常煅燒造成了嚴重的影響。

　　1）窯尾煙室溫度偏高，燒成帶溫度偏低，嚴重影響窯系統熱工制度穩定。

　　2）窯產量受到較大的影響，只能維持在340t/h左右（正常生產時窯產量在390t/h）。

　　3）熟料質量波動較大，f-CaO不穩定，升重偏低（在1 200g/L以下）。

　　4）窯頭負壓不穩定，波動值在160Pa左右，造成窯頭經常出現正壓現象，窯頭罩內的飛砂料從窯口魚鱗密封處漏出，增加崗位勞動強度。

　　5）窯尾負壓不穩定，在崗位清理煙室結皮時，經常出現壓力較大波動，增大了清理難度和危險性。

　　6）窯門損壞。因窯頭噴煤系統的不穩定，窯頭負壓波動較大，造成窯門損壞，重新制作窯門，加大維修人力、物力。

　　7）增加熟料標煤耗與電耗。因熟料產量的降低和熱工制度的波動，導致熟料的電耗與煤耗的增加。

　　2　查找原因

　　窯頭送煤風機壓力波動大的現象是在更換完窯頭史密斯燃燒器以后才出現的，故從燃燒器上查找原因。

　　1）懷疑燃燒器內部的送煤管道有障礙物，造成送煤風機壓力波動。停窯檢查燃燒器頭部噴煤口與軟連接的進風口，未發現安裝時內部有遺落的雜物；經過燃燒器廠家全面檢查后，也未發現影響送煤波動大的因素。

　　2）計算是否因燃燒器送煤管道出口的截面積增大而降低送煤管道出口的風速。更換前，舊燃燒器送煤管道截面積52180mm2，送煤出口風速25m/s左右。更換后，送煤管道截面積62000mm2，出口風速22m/s左右，遠遠小于舊燃燒器出口風速，所以造成窯頭送煤風機壓力波動大。

　　3　解決措施

　　在無法改變燃燒器本身送煤管道出口截面積的情況下，只能增加送煤風機的風量，提高送煤管道出口的風速，才能保證窯頭送煤風機壓力不出現波動。

　　羅茨風機房內共有3臺風機，都不是變頻控制的，其中75.06供窯頭使用，75.07備用（窯頭與窯尾均可以使用），75.08供窯尾使用。將75.07風機電動機改造為變頻器控制，開啟管道閥門，運行75.07風機給窯頭送煤管道內補充風量，根據窯頭送煤風機壓力的變化趨勢來增加75.07風機的轉速，隨著75.07風機轉速的增加，送煤管道內的壓力逐漸上漲，壓力的波動值也慢慢減小，最終75.07風機電動機轉速增加到510r/min時，送煤管道內壓力達38.8kPa，窯頭送煤管道內壓力波動值變為平穩，波動范圍在100Pa以內。

　　4　結束語

　　采取以上解決措施后，窯頭送煤風機再沒有出現壓力波動大的現象。由于送煤風機壓力的穩定，使窯產量有所提高，喂料量在400t/h左右，降低了崗位的勞動強度，使窯系統安全、穩定運行。

窯尾送煤羅茨風機電流波動：熟料地坑沖料的操作應急預案

　　一、目的

　　為了有效減少或者杜絕熟料地坑沖料帶來的人身安全事故及設備運行安全事故，避免財產損失及人員傷亡，特制定本預案措施及事件的處理。

　　二、防止熟料地坑沖料的操作控制要求

　　1、由于該臺窯較短，篦冷機較短，物料通過速度較快，特要求中控操作員精心操作，勤觀察回轉窯畫面的每個工藝參數，當出現以下幾種情況立即從操作上采取相應措施避免地坑沖料的發生。

　　序號

　　可變原因

　　現象

　　操作處理措施

　　系統塌料

　　系統負壓突然增大

　　窯系統正常運行中，當系統負壓突然增大，分解爐出口壓力從正常值波動到1600pa，立即將窯速調整到1.5轉，并將產量降低最低，調整尾煤用量，將篦冷機推動速度調整到最慢，待系統穩定后逐步恢復產量；當分解爐出口壓力波動大于1600pa，立即降低窯速到1.0轉以下、降低篦冷機推動速度，觀察斜拉鏈攝像頭，若滿斗應將篦冷機停止，再次將窯速降低0.5轉，同時止、料尾煤，適當調整風量，控制窯頭燃燒狀況，系統恢復后投入生產。

　　窯頭罩斜坡垮料

　　窯頭負壓突然增大，窯頭攝像頭變暗，窯尾負壓及系統負壓有一定波動

　　立即降慢篦速，減少窯頭排風機用風，穩定窯頭罩壓力，當篦冷機出料量較大時，選擇停止其中的2列推動油泵，等斜拉鏈攝像頭觀察物料減少、電流恢復正常后開啟推動油泵。

　　熟料易燒性差

　　窯頭飛砂料大，攝像頭明顯不清晰，三次風及系統壓力相對正常值偏高

　　適當降低窯速，適當增加窯頭煤，提高C5落料溫度10-15°C,努力穩定窯況，避免造成系統塔料和窯內跑生料，匯報相關領導調整生料成分。

　　煙室縮口結皮

　　煙室縮口結皮，窯頭攝像頭反白亮，熟料f-CaO偏高，系統負壓比正常值偏高

　　適當降低喂料量，降低窯速，通知現場檢查清理結皮，待系統負壓正常，窯況正常后逐步恢復正常運行。

　　篦冷機出現臨時故障

　　推動油泵壓力高，頻繁跳停

　　降低窯速降低窯喂料量，聯系電工調整位移行程，若不能恢復正常運行，止料，匯報部門領導，查明原因排除故障后恢復生產

　　窯頭不下煤

　　窯頭攝像頭無煤噴入，送煤羅茨風機壓力大幅下降，羅茨風機電流偏低

　　立即止料，降低窯速，將主傳改為輔傳運行，待窯頭煤恢復正常后，重新組織投料。（若屬于下煤波動，應將產量將到最低，根據窯電流，窯頭攝像頭調整窯速控制窯的運行，避免竄生料）

　　窯尾不下煤

　　送煤羅茨風機壓力大幅下降，羅茨風機電流偏低

　　止料，通知檢查煤稱，降低高溫風機風量，觀察高溫風機入口溫度，若溫度偏高適當開點火冷風閥，防止損壞高溫風機，同時兼顧高溫風機出口壓力及立磨壓力，避免增濕塔冒正壓及立磨振動跳停（若屬于下煤波動，應將產量將到最低，根據窯電流，窯頭攝像頭調整窯速控制窯的運行，避免竄生料）

　　旋風筒堵料

　　系統壓力發生變化，尾煤及分解爐溫度明顯不匹配

　　尾溫升高

　　立即止停止喂料、止尾煤，通知現場檢查確認（并告知檢查注重安全事項），若確認堵料后通知車間主任，等車間主任到現場方可清理，清理嚴格按照清理程序及清理應急預案進行。

　　高溫風機跳停

　　窯頭反火，窯頭正壓

　　立即降低窯速，喂料系統自動入庫，尾煤連鎖跳停，控制窯頭負壓，待檢查確認開啟正常后恢復生產

　　10

　　一次風機跳停或傳到皮帶打滑

　　火焰形狀發生變化，窯電流將低，一次送風壓力變小，中控噪音明顯減小

　　降低窯速度止1.0，產量降低至130噸，調整用煤量，穩定窯況，當20分鐘不能恢復，執行止料操作。

　　11

　　斜拉鏈跳停

　　觸動拉繩開關，電流高，機械部位卡死

　　停止篦床，降低窯速，減少喂料，若20分鐘不能恢復正常的，執行止料操作。

　　三、以上1-10項，地坑嚴禁進人，若崗位人員正在地坑工作，立即通知撤離，避免安全事故發生，直到隱患排除后方可進入作業。

　　四、出現以上狀況應與余熱發電取得聯系，避免造成發電系統的其它故障。

　　五、各位操作嚴格執行以上操作方法及要求，若采取措施不到位造成地坑堆料，繼續執行車間二級管理規定，每次考核100-200元，造成較大事故，造成停窯清理尾部積料無法生產或設備損壞，窯操降為現場巡檢。

　　貴州江葛水泥有限責任公司

　　2021年1月4日

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