引言

當前，4000t/d及以上熟料生產線占主導地位，隨著窯徑、爐徑、預熱器及下料管管徑的加大和持續優化，工藝事故不斷下降，系統穩定性增強，窯連續運行天數指標不斷刷新，但大多數水泥企業仍然達不到年度零工藝事故。每起工藝事故均會造成生產成本急劇升高，同時處理過程中存在的安全風險極大，因此有必要對工藝事故進行預防控制，力爭實現全年零工藝事故。筆者結合近年來針對工藝事故產生的原因，及采取的局部技改和運行控制措施，取得了實效，現進行總結，供同行參考。

1.1 預熱器結皮、堵塞事故的預防

預熱器結皮、堵塞原因較多，常見的有：掛片損壞脫落、結皮脫落、翻板閥卡死或脫落、原料或煤堿、硫、氯等有害成分高等等方面。此類事故涉及到的因素多，預防難度大，必須通過強化監控、局部技改和操作配合到位才能實現。

(1)強化監控方面。下料管堵塞部位基本上都在翻板閥上部，翻板閥到旋風筒錐體距離較長，若等錐體部位負壓表開始變小時，堵塞已經比較嚴重了，空氣炮排除堵塞的效率降低，監控比較滯后，起不到提前預警的作用。該公司對C₄、C₅下料管上安裝負壓表，提前預警，強化監控。若有變化，立即啟動下料管處的空氣炮，進行物料疏通。

文獻指出，影響預熱器結皮和堵塞的原因主要是生料和燃料中含堿、硫和氯等有害成分的“內部循環”。內部循環大小用“循環系數”表示，即入窯煅燒物料中的堿含量與喂入預熱器前生料中堿含量之比，約為1.5～3.1。生料中氯含量大于0.2g/kg熟料，堿含量大于20g/kg熟料，就必須采取措施，否則有結皮的危險。

文獻沒有對硫含量進行說明。根據公司檢測結果，C₅下料管取樣，硫含量必須控制在2.5％以內，否則結皮風險較大，但很多水泥廠沒有對此項進行檢測。因此，每周內必須進行一次氯、堿、硫成分的檢測，增加監控預警。若發現超標，可以對有害成分的原料進行調整。

(2)局部技改方面。因維護和管理工作不到位，堵塞事故也占有一定比例。從頻次和性質來看，主要是耐熱件損壞脫落較多。其實內筒損壞原因很好分析，目前旋風筒內筒大多是用耐熱鋼加工成掛件結構，為了便于安裝，每塊面積較小，精度粗糙。這樣組裝好的內筒存在孑L隙多而且大的缺陷，在高溫高粉塵濃度和高風速的工況下，內筒材質薄弱處極易斷開掉落。因此采購內筒時，應選擇加強型，每塊掛片尺寸要大要厚，掛鉤從每塊2個點，改為上下整體扣式，提高精度。

1.2 窯結圈、結蛋事故的預防

從本質上看窯結圈、結大塊、結蛋現象均屬于窯皮演變的范疇，可以歸屬一種故障類型。窯在正常運行時，當窯溫和熟料成分特別是液相含量和成分穩定時，窯皮能不斷地自行粘掛和脫落，以保持相應的穩定厚度。但一旦失去平衡，如液相過多、窯溫偏高或鐵含量顯著增大，液相就可能變稀，其包裹的熟料顆粒不再隨窯壁運動，而是十分牢固地粘附在窯壁上，逐漸增厚并形成結圈。結圈一旦形成，再進一步惡化發展，結蛋現象就極有可能發生。因此，若解決結圈問題，結蛋現象將不會存在。

目前控制結圈局限于對液相量的控制，處理方法也局限于冷熱交替煅燒。從生產實踐看，這種控制和處理方法效果差，達不到預防控制和及時處理的目的。

(1)結圈預防控制指標和控制值。水泥熟料在煅燒溫度下會出現一定量的以C₃A、C₄AF為主的液相，并且溶有fCaO和C₂S等。熟料液相量是形成窯皮的基本因素，C₂S的溶入促進窯皮強度的增大，Fe₂O₃能顯著降低燒結溫度和液相粘度，三者都促進窯皮的形成。因此，結皮值是控制結圈的指標，結皮值=熟料液相量+0.2C₂S+2F，結皮值一般控制在33～37之間，當結皮值大于40時，就會形成大塊料和結圈。

(2)結圈的處理方法。首先通過調整熟料的三氧化二鐵或KH值，將結皮值控制在范圍內。其次將出磨生料直接入窯，出磨生料量占入窯投料量的70％以上，通過出磨生料內在成分的波動，加速窯結圈的剝落。一般處理12h即可達到目的。

窯尾形成的硫堿圈處理方法，首先降低生料或煤中的硫含量，其次通過增加系統通風量、延長火焰形狀、調整煤粉和生料細度等措施，提高窯尾溫度，促進硫堿圈的揮發，自行剝落，處理時間一般在2～3d。

1.3 紅窯事故的預防

紅窯分為兩類，一種是新磚掉落紅窯，另一種是磚薄引起的紅窯。這兩種引發的紅窯均需要停機處理，故預防紅窯事故十分重要。

(1)新磚掉落紅窯。窯徑大，砌磚采用砌磚機，若施工質量把控不到位，極易產生抽簽掉磚。除了關注正常的砌磚過程質量外，需要對砌磚機所架的兩側位置及上下兩點進行標記，砌完后，重點對3點鐘、6點鐘、9點鐘和12點鐘位置進行鑲入插鐵，特別是硅莫磚區域。有條件的廠家可以使用高溫膠泥進行濕砌，提高整體牢固度。

(2)磚薄紅窯。正常運行期間，重點做好窯皮平整性的維護，嚴防結圈結蛋對耐火磚的損耗，上面已敘述，不再重復。同時要關注副窯皮與主窯皮的位置和長度，根據主副窯皮長度優化鎂鐵尖晶石磚配磚長度；副窯皮容易頻繁剝落，建議副窯皮區域使用硅莫紅磚，增強抗剝落性能。

噴煤管燒磚的現象也占到紅窯事故的一定比例。預防方法是：首先每次定位時關注噴煤管整體的安裝位置，保證與正常生產位置一致性；其次，若更換內旋風備件時，要確認內旋風的角度和通風面積，防止加工失誤引起事故；第三，防止噴煤管內風風道被煤粉磨穿引起火焰形狀多變，臨時性應急可以降低內風風量，以保證窯的安全運行為重。

1.4 堆雪人事故的預防

堆雪人與窯門罩結構、篦冷機的性能有很大的關聯性。該公司使用的冷卻機是第三代充氣梁式，窯門罩小，三次風從單獨的三次風罩抽取，建廠初期到2013年經常性因堆雪人停窯。經總結分析，主要原因是小窯門罩結構決定了二次風的流向單一，不存在流向三次風管方向，風中熟料細粉濃度高，均全部入窯，在窯內加熱，再隨熟料帶回篦冷機，形成內循環，篦冷機高溫區有大量的高溫熟料細粉存在，是形成堆雪人的基本條件。

近年來，主要采取以下措施進行預防：首先將噴煤管位置放在窯內400mm～600mm，在窯口處形成一定距離的冷卻帶，防止熟料表面存在熔融物狀態下直接進入篦冷機；其次通過操作、配料和工序質量指標控制，減少飛沙料，降低內循環量；第三增加篦冷機前端面的空氣炮和增加充氣梁風機的風壓，當風室風機跳停后，加快篦速降低料層，強化冷卻；第四，檢修期間，做好篦板篦孔的驗收，保證暢通，安裝間隙符合規范，充氣梁內干凈無料，開機前必須將固定篦板上的雜物清理干凈，防止將篦孔進入的風堵塞或改變方向，有條件的可以預先輔設熟料或石子等塊狀物料。

1.5 篦冷機、窯門罩等高溫區域新修復澆注料爆裂剝落事故的預防

篦冷機一段和窯門罩立墻和項部，屬于高溫區域和大面積施工，烘烤難度較大。加之水泥廠檢修大多在冬季錯峰生產期間，施工和養護條件較差，易出現投料期間新修復澆注料爆裂剝落事故。

預防澆注料爆裂剝落事故，首先要強化施工質量，此區域必須強化膨脹縫預留和排氣孔的布置，在澆注料澆筑前，按250mm×250mm間距放置一次性筷子，澆筑初凝后，將筷子撥出，利于水蒸汽的排出。其次操作方面要注意烘烤和溫升速率。對窯投料后，優化篦冷機的操作，控制二、三次風溫上升速度。加快篦床速度和增大冷卻風機頻率來控制篦冷機內部風溫上升，以小于100℃/h進行控制，溫升速率與篦冷機澆注料的烘烤制度相一致，降低澆注料內部水蒸汽產生量，防止剝落和爆裂。

(1)做到事故原因分析全面性，克服“一事一議”和排除法的習慣思維。行業內針對事故產生的原因偏向于排除法，分析問題的原因局限在本次事故上，沒有全面排查。這種思維制定的預防措施，起不到根本性防控作用。

(2)事故重在預防控制，建立每類事故預警控制指標和處置應急方案，防止事故擴大化。一些水泥廠沒有建立預警指標和處置方案，等事故嚴重時，才制定處置方案，滯后性引起處置難度大，時間長和成本高。

(3)預防控制措施要堅持要到位。每次事故制定的預防措施是否到位要進行確認，更重要的是要對原來制定的預防措施進行檢查跟蹤，防止因檢修或備件壞，引起部分預防措施失效而引發事故。

作者：楊金波

來源：《安康市堯柏水泥有限公司》

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