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喷煤管浇注料损坏原因分析以及有效的延长寿命措施

发布日期: 2021-01-12 09:54:43    阅读量(125)    作者:许庆, 张卫林

云南某水泥有限公司有1条4000t/d熟料新型干法水泥生产线,采用Φ4.8x74m回转窑。生产线自2005年6月投产以来,窑头喷煤管一直使用青岛史密斯生产的四通道喷煤管,使用周期一般在8个月以上,2011年后为了降低各项成本,适应劣质煤(高硫煤或无烟煤)的燃烧,需提高喷煤管推力、加强风煤混合,当即选用了价格更低廉的拉法基定制喷煤管。同为四通道喷煤管,但后者在使用过程中存在浇注料脱落严重,尤其是头部,造成喷煤管使用寿命较短。每年都会因更换喷煤煤管增加停窑次数,造成较大的生产损失。

1现状

头部浇注料损坏情况(参见图1,图2)

中上部浇注料损坏情况(参见图3);头部拢焰罩烧损情况(参见图4)。

(1)喷煤管烧损严重,头部浇注料使用周期较短,最短的只有1个月,最长的使用3个月必须更换。浇注料脱落后,必须停窑10个小时进行更换,影响窑主机运转率。

(2)喷煤管头部浇注料脱落后,如果不及时更换,头部耐热件烧损严重。

(3)喷煤管中上部浇注料使用中同样存在掉落的现象。

2原因分析

喷煤管在水泥窑的使用部位工作温度高,温度变化频繁,高温含尘气流、碱性侵蚀物容易富集,从而容易造成喷煤管前面部分特别是头部30cm处出现浇注料脱落、掉块、喷煤管烧损等情况,但一般均可使用6个月以上,周期长的可用到1年。而的损坏过于频繁,就此公司技术部门针对每次浇注料损坏的部位及损坏情况进行跟踪分析,我认为其原因主要有:

2.1降低成本工厂为了降低成本,适应劣质煤(提高无烟煤比例)使用,更换为拉法基定制的喷煤管,并更换了一次风机,提高了风机的风压和风量,相比之下新的喷煤管加大了一次风的推力。旋流风和轴流风也发生了变化,具体表现为:

旋流风风量/轴流风风量≈0.71

旋流风风压/轴流风风压≈0.24

火焰形状变化明显,火焰变宽变短,黑火头缩短,煤粉燃烧高温区域向窑头回缩,火焰更为“有力”,风煤混合明显改善,这样改变,有力于煅烧和熟料质量,但也极易造成燃烧器耐火材料烧损,如不及时停窑更换,还烧损喷煤管耐热件。

2.2材料方面

由于新喷煤管的燃烧性能的改善,喷煤管本身也需承受更高的温度,原用的耐火材料不能抵御温度的提高。加上煤粉中硫的升高,也造成对耐火材料的化学侵蚀。加剧了喷煤管浇筑料的损坏。

2.3施工方面

目前工厂浇注煤管浇注料时,采取的方法是把喷煤管平放好,全部钢模支好后,从钢模上部开浇注孔,整根煤管的浇注料一次浇注到位。这样的浇注方法存在以下问题:整体浇注时,振动过程中,浇注料的粗颗粒下沉,振动时间越长,底部的浇注料粗颗粒越多,水泥浆住上浮,保养结束后,外表看上去没什么问题,但使用后煤管底部浇注料磨损快,现场频繁清理结焦作业时,容易给头部浇注料带来损伤。

3措施

3.1熟悉新煤管使用方法

正常的火焰形状是调整外层轴流风和旋流风的操作参数形成的;火焰形状调整好后,再调整黑火头的长短,黑火头过短易造成燃烧器烧损,而黑火头太长,煤粉燃尽率下降,影响煅烧和熟料质量。

3.2保持良好的窑内通风

在窑操作上,保持良好的窑内通风和窑头合理的负压,可以减少喷煤管结焦的频次,并应合理规范清理结焦的次数。

3.3增加头部浇注料挡板

用材质为Cr25Ni20的耐热板,在煤管头部加焊一圈挡板,厚度10mm,分割为8块扇形,块与块间隙10mm。这样即可以在立起来浇注时阻挡浇注料的流淌,使用过程中可以阻挡旋风磨扫浇注料头部,同时在清理结焦时也起到保护作用。(参见图5、图6)。


3.4耐火材料的选用

在选用喷煤管浇筑料方面,曾选了几个厂家生产的喷煤管专用浇注料进行对比,效果不明显。在集团的推荐下,选用了江苏的莫来石钢纤维高强耐磨浇注料(HN-20GF)。该浇注料热震稳定性较好,在温度频繁变化的工况条件下不易产生裂缝;还采用了新技术,含多种耐高温新材料,并加入了材质为0Cr25Ni20的耐热钢纤维,抗剥落性能,抗化学侵蚀性及抗高温物尘气流冲刷性能都有改善。同时莫来石质材料在高温蠕变性能、体积稳定性方面较也好,在高温状态下热应力小。在不易形成裂缝的情况下,碱硫侵蚀物无法侵入耐火材料内部,不会因碱硫侵蚀导致浇注料脱落。

3.5采用立式作业

改变喷煤管耐火材料施工方法,采用立式作业(见图7)。

把焊好扒钉、刷好沥清漆的喷煤管用吊车立起来,开始支第一段模具(即头部第一段,模具内部也需刷沥青漆),按浇筑料施工要求完成浇注后,保养24h后再浇注第二段。同样,浇注完第二段再保养24h,剩下的8段可以一起浇注完。完成后的效果如图9。

4改进后的效果

现有2根煤管,一备一用。自从改变了喷煤管的浇筑料和浇注料施工方法后,使用周期均在6个月以上,烧损情况根本改善(见图10)。免除了额外停窑更换喷煤管的生产损失,还在很大程度上节省了浇注料材料和施工费用。取得了良好的效果。

5结语

在改进喷煤管的维修方法后,实现喷煤管更换与窑大小修实现同步,不会因为喷煤管的烧损而专门停窑更换,并不是说改进后只能使用6个多月。在喷煤管浇注料的选用方面也考虑到成本、集团采购等诸多原因,有很多好的产品未曾用过。在浇筑料锚固件方面文中没有提及,原因是锚固件材质、式样、尺寸和焊接方式上集团均有统一的标准,而且新、旧喷煤管的安装方式均相同。加上提高窑煅烧操作水平非朝夕之功。所以,影响喷煤管浇筑料使用周期的主要原因是浇筑料材质和浇筑料施工。

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