【案例】电石渣制水泥生产线分解炉连续红炉事故分析
为处理干法乙炔项目的电石渣,内蒙古某企业建设了一条利用电石渣替代石灰石配料的2500t/d生产线,其窑尾采用RSP分解炉并配备五级旋风预热器。2012年9月,该线建成投产,运行过程中,各项参数均能达到或接近设计指标,但调试阶段曾先后发生过三次分解炉红炉事故。
红炉事故的分析及处理
1.1首次红炉事故
首次投料运行7天后,分解炉SC室下部靠近MC室一侧发生了红炉事故。事故发生时,相关设计人员不在现场,经现场人员判断,可能是耐火砖砌筑不牢所致,故对耐火砖受损部位重新进行了砌筑处理。
1.2第二次红炉事故
SC室掉砖部位经修补砌筑后于10月份投入生产。投料后72h。分解炉SC室再次发生掉砖红炉事故,且红炉部位与首次红炉位置接近。结合现场情况,分析后认为红炉可能由以下两方面因素造成:
1)窑尾风量及风压不足
试生产过程中,C1出口压力只有一4000Pa,而相同设计参数的窑尾系统。一般在一5000—5500Pa,该线系统负压过低。生产中窑内煅烧工况不好,表现为火焰不够明亮,常有夹心黄料出现,排除操作因素,一般是由于窑内缺氧,还原气氛严重引起的;在三次风管人SC室的高温闸板阀处,有周期性的往外少量冒灰现象,以上两点也证明了该系统负压过低。
虽然C1出口负压低,但高温风机运行过程中却经常超电流。对现场进行逐一排查后发现,窑尾废气管道与余热锅炉连接处,只安装了一台百叶阀,百叶阀入ISl也未使用盲板封闭,密封效果很差。运行时,在该接口附近可听到管道“呼呼”的窜风声,此处是窑尾的主要漏风点。
另外,检查发现废气管道中有个别增湿管道喷枪已损坏,喷出的水呈液态,易造成管道积灰,再加上余热发电接口严重漏风,管道温差波动大,导致废气管道常塌料,直接导致窑尾负压周期性降低,间接造成三次风管冒灰以及窑出现黄心料。
2)煤粉挥发分高、燃烧速度快
该线设计时拟采用无烟煤.而实际使用的煤粉着火点低、挥发分高(20.6%),起火燃烧迅速且燃尽速度快,在分解炉下锥体部位形成区域性高温,再加上煤灰分高(27.7%),易造成分解炉结皮,甚至烧损内衬。
由于处于试生产阶段,操作人员对窑尾温度指标不太敏感,C1出口温度经常达到400,分解炉温度甚至曾超过1000℃。局部高温,再加上窑尾通风不好,热量无法及时转移,同时分解炉内也形不成有效料幕,难以保护内衬,最终导致分解炉发生红炉事故。
合肥水泥研究设计院建议在修复SC室耐火材料的同时,对窑尾漏风点进行堵漏,另外可适当减小增湿管道的喷水量,提高高温风机入口温度,以减少窑尾风量和风压的损失。
由于现场窑尾SP炉正在施工中,管道悬在半空,业主认为此时不具备堵漏条件,只是将SC室耐火砖更换为耐高温浇注料,避免结皮过厚塌料时将耐火砖损坏,增湿管道漏风这个主要问题却没能解决。
1.3第三次红炉事故
整修后于l1月份再次投产,投料半个月后,SC室再次发生了红炉事故,而且与前两次红炉位置基本相同。进入SC室内部查看,红炉处位于次风内旋转轨迹上,可判断煤粉未与物料充分?昆合燃烧,没有形成保护衬料的有效料幕,这也验证了此前的分析。
连续三次红炉故障,引起了业主的足够重视。鉴于高空部位堵漏短期内确实难以完成,本工程又是配套处理废渣,生产不能停顿,考虑到分解炉设计容积有一定富裕系数,因此在余热发电漏风点解决之前,拟先将窑尾喷煤分成两处,一处在SC室顶部维持不变,另将MC室下部预留的脱硝喷煤口用上,通过阀门调节两者喷煤比例。这样既可降低SC室单位容积热负荷,也能满足连续生产要求。
效 果
分解炉实施分煤方案后,生产线一直连续运行,没再出现掉砖红炉事故。2012年12月,窑尾余热锅炉与窑尾废气管道连接好,窑尾漏风问题得到解决,C,出口压力从一4000Pa升高到一5500Pa左右,三次风管也不再往外冒灰,窑内通风问题得到改善后,系统产质量均得到极大提高。
1)如生产线配套余热发电,在施工期间建议对废气管道预留的分又口使用盲板密封,以减少窑尾漏风。这样既保障了安全生产,又能节约电能。
2)在所有不利因素排除前,不应急于投料,以免类似故障连续发生,带来无谓的经济损失。
3)停产检修时,应及时清理增湿管道积灰,同时定期检查喷雾设备,可减少增湿管道塌料情况,避免塌料引起高温风机振动,甚至损坏废气管道。