回转窑窑尾漏料怎么办?小问题可能惹出大麻烦

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摘  要:从几个方面分析了回转窑漏料的主要原因,并提出了窑尾漏料时可采取的解决方法,有效的指导生产实际,改善了回转窑的热工环境。

 

前  言

活性石灰生产中的回转窑是石灰烧成阶段的主要设备之一,回转窑窑尾漏料是影响窑正常生产运行比较常见的原因。窑尾漏料造成窑尾漏风,冷空气吸入窑内,增大了热损失,不但影响回转窑的产量和质量,而且严重影响环境卫生,使工作环境条件恶劣,制约了正常的生产。如何解决和避免窑尾漏料,清洁工作环境,通过生产中仔细观察、认真分析,找出影响窑尾漏料的真正原因,以便根据实际情况对症下药,进行处理,从而达到优质高产和创造一个清洁和谐的工作环境。

 

新兴河北工程技术有限公司通过长期的生产线的设计、现场跟踪观察、分析认为,可能导致窑尾漏料的因素主要有以下几个方面:

 

一、窑内物料填充率过高

1、回转窑窑尾设计物料最大填充率计算

在回转窑进行设计时,对应于相应的产量,回转窑有一个最大填充率,用以确定回转窑的相关尺寸。

 

回转窑最大填充率计算时取物料的存在为理想状态,以4×60m回转窑为例进行计算窑的最大填充率计算:

IMG_257

若窑的缩口尺寸为2650mm,窑内耐火砖厚度为230mm,故

R=1770mm,H=445mm,R-H=1325mm,

θ=arcos(1325/1770)=41.53º

IMG_258

式中:Φ ——窑尾缩口允许的填充率(%)

θ  ——物料填充区最高点与圆心的夹角(º);

R   ——窑尾部砌砖后的有效半径(m);

H   ——窑尾填充区弓形截面的高度(m)。

 

当料面的高度低于缩口时,理论上窑尾不漏料,当料面高度大于等于缩口高度时,就会出现漏料现象。

 

2、窑实际运转时窑尾物料的填充率

首先用下式计算窑实际运转时窑尾物料的填充率:

IMG_259

式中:Φ——物料在窑尾的填充率(%)

——每小时原料石灰石,即成品乘以料耗(t/h);

——石灰石在窑尾部的运动速度(m/s);

Di ——窑尾部砌砖后的有效直径(m);

rm   ——石灰石的比重(t/m3),一般取1.4(t/m3)。

物料在窑尾部的运动速度可以用下式计算:

IMG_260

式中:i ——回转窑的斜度(°);

Di ——窑尾部砌砖后的有效直径(m);

——回转窑的转速(r/min);

β ——石灰石的自然休止角,一般取35º。

 

窑速(r/min

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

物料运动速度W

0.0113

0.0124

0.0136

0.0147

0.0158

0.0170

窑的填充率(%)

8.56

7.81

7.12

6.59

6.13

5.69

以年产20万吨石灰生产线为例,年产20万吨生产线小时产量为25吨,假设产量不变的情况下,回转窑的转速发生变化时,窑的填充率的变化情况见下表:

 

由上表可以看出,20万吨活性石灰生产线在达产状态下,只有窑速≥1.2r/min的时,窑的填充率才小于最大填充率,这样才可以保证窑尾不漏料。

 

所以回转窑窑速的控制要和最终的产量相配套,产量大时,窑的转速也要相应提高,以免窑的填充率较大,导致厚料层操作,引起窑尾的漏料。从以上的公式1中还可以看出,为保证窑尾的不漏料,窑尾缩口在保证足够的系统通风面积的情况下,应尽量可能的小,以确保解决窑尾的漏料问题。

 

二、窑尾密封不好造成窑尾漏料

回转窑密封装置无论是窑头密封还是窑尾密封,在烧成系统中都起着连接固定件和回转件之间的密封作用。烧成系统是热工环境,以窑尾为例,不仅存在着高温、高粉尘、负压工艺环境,窑尾筒体同时存在回转、摆动、轴向窜动等综合复杂活动,而且使用过程中不可避免存在椭圆、弯曲等变形。回转过程中回转部件和固定部件间存在不断变化的轴向、径向、环向三维间隙。当密封装置不好时,便会有冷风进入,从而增加了系统的废气量,减少了合理条件下的烟气的有效通过量,并且增加了系统的热耗。漏风、漏灰和工艺操作的不稳定导致了产量减少和质量的下降,给企业带来了不必要的经济损失,增加了生产成本。

 

要解决漏料先解决漏风。现在的窑尾密封多采用柔性结构,这种结构能有效解决回转窑在高温使用状态下产生的变形、筒体偏摆和偏心等问题。所以密封材料必须采用高弹性、耐高温材料,在窑尾温度达到1000℃时仍能保持良好的机械性能,从而保证良好的密封效果。

 

窑尾密封是回转窑的一个重要组成部分,它位于既周向旋转又轴向窜动的窑和静止不动的预热器之间,作用是使窑内环境和外界隔离,以防止窑外的冷空气的吸入和窑内物料的漏出窑外。窑尾密封的不合理会造成热耗偏高,增加生产成本,污染环境。

 

窑尾密封效果差,当窑尾物料积满后,大量的物料从密封处挤出,不但对现场环境造成严重污染,而且增加了职工的劳动强度,二是由于大量的积灰从密封处挤出,密封圈经常被挤、刮坏,造成冷风从窑尾处进入窑系统,破坏窑内的热工制度,导致窑尾温度偏低,影响正常煅烧,产量、质量波动大。

 

所以,在窑尾密封工作的时候,应注意观察各部件的情况,是否存在卡死、开缝、漏灰等现象。如有应立即调整,以免形成恶性循环。

 

三、下料溜嘴、窑尾缩口以及溜嘴和缩口之间间隙的不合理造成窑尾漏料

要解决漏料,必须设计好窑尾溜槽的下料溜嘴、回转窑的窑尾缩口以及溜嘴和下料溜嘴之间的间隙,处理好三者之间的关系。物料从溜嘴溜入到回转窑时局部成堆积状,当间隙不合理时,物料在随筒体回转的过程中会有一部分料从间隙挤出而造成漏料。

 

窑尾预热器的下料不均匀时,尤其是堵料时,物料会从溜嘴两侧冲出掉入密封内,造成设备漏料。实际窑尾下料始终是不均匀的,因此窑尾溜槽的溜嘴设计非常关键。

 

新兴河北工程技术有限公司根据上述情况在对用户密封改造时首先核对用户现有的窑尾缩口、入料溜嘴等设计是否合理,然后根据现场情况本着为用户节约的前提下为用户进行改造或重新设计,从而保证正常生产情况下最大限度减少漏风、漏料,保证了柔性密封在使用中的寿命。

 

四、窑尾的下料溜嘴烧损变短及两边的挡料浇注料没有,造成窑尾的漏料

窑尾溜嘴长期处在窑尾介质温度为1000℃左右的高温环境中,非常容易高温氧化,浇注料会因为无骨架的支撑而脱落,浇注料脱落后,加大了的物料溜嘴与窑尾之间的间隙,进而导致窑尾漏料。

 

所以在溜嘴设计时候,要充分考虑无骨架的支撑脱落的因素,在设计溜嘴时,给溜嘴带上浇筑料的支撑架,防止在生产过程中由于物料的冲刷而使浇注料脱落,致使预热器下料时物料冲出溜嘴而进入窑尾缩口和溜槽之间的间隙,造成窑尾的漏料。另外将溜嘴由原来的180°变为现在的150°,增大了窑尾的通风面积,改善了窑尾的热工制度,同时也降低了窑尾漏料的机率。

 

五、系统中的仪表不准确造成窑尾漏料

各测温点测量仪表不准确。由于温度不准确造成燃料给定的不准确,造成系统温度比实际温度偏高,如果原料粉含量较大或煤的灰熔点较低,窑非常容易结圈,结圈后出料不畅导致窑尾的填充率过高而造成窑尾的漏料。对此,应经常对主要的测温点进行检查,热电偶头部结皮的要及时清除,已损坏的要及时更换。

 

经以上分析可以看出,窑尾漏料的原因是多样的,一旦发生窑尾漏料应根据实际情况,具体情况具体分析,对症下药进行处理,从而稳定窑内的热工制度,降低漏风量,减少热损失,保持一个清洁卫生的工作环境和良好的系统工况。

 


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