基于環形雙膛石灰窯的結瘤原因分析和預防措施探討

楊飛，梁利平，李濤

（陜西北元集團錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

0 引言

我公司現已建成投產的三臺環形雙膛石灰窯均采用電石爐尾氣和焦爐荒煤氣作為燃料，在生產中均出現過不同程度的高溫燒結現象和蓬料燒結現象。燒結時窯膛內出現許多大塊的石灰粘結料（俗稱“結瘤”），導致無法正常出料，窯膛溫度持續升高，嚴重時形成大塊瘤塊，卡阻或粘黏在窯壁兩側形成“搭橋”，需要停窯拉料處理瘤塊。如果不加以重視，會造成設備難以正常運行，以及整體耐材使用壽命大打折扣。本文作者結合自身的工程經驗，全面探討了石灰窯結瘤的原因，在此基礎上，討論相應的工藝流程優化工作，并提出有針對性的預防方案，旨在全面有效地解決上述存在的結瘤現象[1]。

1 結瘤原因分析

1.1 成分和雜質的影響

我公司使用的石灰石主要來自內蒙古自治區烏海馬拉地地區，石灰石的主要成分為碳酸鈣（CaCO3）和一些雜質包括碳酸鎂（MgCO3）以及鐵（Fe）、鋁（AI）、硅（Si）的氧化物。

針對窯內煅燒的石灰石進行分析，特別關注相應的復雜的雜質反映情況來看，在不同時間及溫度影響下，重點針對不同的雜質情況，能有效作用于石灰氧化鈣（CaO）的反應情況，特別是滿足于符合窯內低溫800℃的工況下，能全面促進氧化鈣顆粒的融合發展。在一定時間的作用下，則會造成生石灰表面的細孔受到反應物的堵塞問題。這樣的情況還會造成帶芯的石灰情況出現，這就是所謂的夾心石灰產生的原因。融合的結晶對石灰石形成保護膜致使其在煅燒階段不能充分燃燒不僅會影響石灰石的煅燒，不加以處理的情況下，會造成石灰粘結成大塊并燒結，并固結在石灰窯的內壁中，造成所謂的“結瘤”問題。

1.2 石灰石粒度大小和含粉量的影響

在全面分析石灰的燒成率的情況下，重要的影響因素則是石灰石的粒度情況。如果其粒度過小，這樣會造成容易存在著比較大的空氣阻力影響，造成送風受到影響，設備的整體能力下降；如果粒度過大，則會造成和白灰窯設計不匹配的問題，難以滿足成品質量要求。

另外，如果存在著含粉量較高的情況，則會造成物料運動能力偏低、透氣性差，這樣也會意味著比較多的雜質問題，從而造成物料及雜質容易通過反應而粘結于窯壁，久而久之就會造成窯瘤。

1.3 生產工藝操作的影響

石灰窯在生產操作的過程中，由于操作工人技術水平參差不齊，人員流動性大，培訓不到位，沒有生產異常處理經驗等因素影響，數據分析、判斷不及時不全面。正是由于人為因素的影響，則容易出現結瘤問題。

工藝參數中鍛燒溫度也會對于結瘤問題造成影響。在比較高的煅燒溫度作用下，會造成石灰中的粘結情況出現，特別是容易造成在窯壁中出現掛壁窯瘤的情況[2]。特別是隨著溫度的逐步上升，這種反應日趨容易，或者再加上和窯膛壁的化學反應的影響，這樣會進一步全面增強窯瘤的形成。從操作實踐的角度來看，結合相應的PLC控制技術的優勢，應有效合理化保障實現煅燒帶的溫度的調整以及優化，從工程實踐的經驗及撓度來看，大都是維持通道溫度控制950～1150℃范圍，不同窯膛屬于710～950℃的范圍。同時，可以結合成品品質的要求來合理優化溫度控制工作。在此環節中，考慮到實際煅燒帶的長短直接對于溫度有著明顯的影響，當出現其下移情況下，意味著頂溫低、灰溫高的情況，呈現出石灰生燒率高的特點；同樣，如果其上移的作用下，同樣，CO2濃度高，石灰生燒率高等。如果其存在著縮短以及拉長等情況，則應結合實際需求來進行逐一判斷，避免存在著機械化的提升窯溫的情況，這樣才能有效防止“結瘤”問題[3]。

最后，在生產實踐環節中，應結合規范標準的要求來進行石灰的定期卸出操作。如果沒有重視，則會造成物料停留時間過長，造成溶解部分低熔點的化合物，在液相的作用下，則會造成石灰粘結問題出現。

2 結瘤的判斷

為了全面保障落實石灰窯的有效運行狀態，則應從實際出發來有效判斷具體的結瘤情況。結合實際來看，通過PLC控制畫面觀察窯膛的溫度點，如果溫度大于840℃以上時，還有持續上升的趨勢，并觀察出灰的顏色和推料閥推料下料情況，還可以通過以下幾種方法來提前判斷窯內是否結瘤。

第一，存在著窯壓快速增加，并能保持一定的高位。從這個角度來看，除了增加風壓、原料含粉量增多、產量提升等因素外，如果存在著窯瘤的情況，則意味內部空氣流動性下降，而造成比較高的窯壓情況。

第二，呈現出快速連續化石灰窯出灰溫度的升高狀態，或者出灰成品帶著火，且存在著較高濃度的CO、O2，而C02濃度偏低等情況。這可能是存在著因為大塊的窯瘤在系統中被卡住，難以排出的情況下，造成了窯下冷卻風對成品石灰的冷卻受到影響，難以實現預期的有效外排，造成出料口溫度的提升。

3 結瘤的防范措施

3.1 結合規范要求明確控制石灰石原料和煤氣的質量

為了有效解決上述分析中存在的結瘤問題，應從石灰石原料的質量入手，結合規范標準的要求，落實相應廠家的石灰石質量控制工作，考慮到具體的內部不同的碳酸鈣含量情況。盡可能選擇固定廠家，保障原料的質量，全面提升石灰石質量。確保石灰石達到采購標準：即CaC03含量>90%（CaO含量≥52%），碎料含量<5%；雜質成分MgC03含量<6%（Mg0含量>0.8%），Si02含量＜1.5%，（A1203+Fe203）含量<0.6%，粒度大小控制在40～70mm；盡量使用熱值穩定單一的燃料，避免出現間歇式的供氣或者兩種起源熱值差較大的起源同時配合供氣，導致窯膛溫度調整困難；必須使用混合氣體時提前調整配比，同時煤氣熱值應＞1600大卡。嚴格控制石灰石入窯的含粉量，不得混有泥土、鋁礦石、砂石、鋼鐵、木頭等雜物。

3.2 加強石灰窯工藝操作管理

（1）完善工藝管控制度，加強對操作工人的培訓，不斷提高操作水平。

（2）定期進行抽樣檢驗，質量出現波動期間定期打開取樣口化驗，根據化驗質量調整對應點的噴槍。

（3）從具體的成品石灰的質量分析來看，應從實際需求出發，重點落實相應的窯況參數，結合實際來予以優化處理，并能將煤氣配比和噴槍開度等參數，結合窯膛溫度、出灰實際狀態等來予以動態化調整，保障滿足提供穩定的溫度區域，保障實現充分化反應；為了保障布料的均勻性要求，應定期化開展窯頂探料閥的檢查工作；從實際需求來看，全面落實頂溫、灰溫的情況，避免造成存在著過低、過高的煅燒帶情況；明確符合規范要求的進料和出灰工作，有效相應的煅燒帶溫度及位置[4]。

3.3 加強窯體巡檢

為了確保石灰窯生產穩定正常運行，根據生產規定和工藝管控制度要求，崗位人員每兩小時對窯體進行一次例行巡檢，主要通過檢查窯體漏氣、調整噴槍、下料口聽料、測溫等工作，通過PLC程序參數顯示調整控制與實際巡檢相結合來預判隱患，提早處理。

4 結瘤的處理方法

一是，適當減少煤氣配比加大助燃風入窯流量，重點落實相應的篩選環節，全面提升原料的質量要求，結合實際有效控制降溫措施。滿足煤氣減少的過程中，還應加強溫度點高的推料出灰次數，同時也要適當增大兩側的點的推料次數，這種方式能有效全面保障及時排除窯內瘤塊，避免其進一步增大。

二是，重點全面加強進場原料的質量管理。在明確篩分設備正常化工作的基礎上，合理化根據規范標準來落實石灰石粒度。重點處理上料、出灰等環節，如果存在著不均勻問題應有效開展必要的處理工作。當存在著窯內偏燒問題，應合理化進行料面處理，進行布料的優化調整，避免出現結瘤問題[5]。

三是，出現高溫疑似存在結瘤時窯膛溫度調整對應出料口的噴槍，調均勻每個組的溫度，四塊區域各自看齊，不需要和其他區域看齊。單點漲調整噴槍，整體漲調整單耗；適時檢查調整液壓推料桿尺寸，保持一致。

四是，在明確窯內結瘤的過程中，為了滿足系統的正常化運行，應重點開展停產停窯的工作，及時有效開展人工拉料工作。

5 結語

綜上所述，結合石灰窯生產實踐中存在著結瘤問題，一定要結合現場實際，合理化提出工藝調整方案以及有效控制措施，并能不斷增強崗位員工業務技能，提高設備運轉率和完好性，這樣才能從整體上有效解決結瘤問題，保障提供穩定的高質量成品，順利保障石灰窯的長期穩定運行。