技术丨水泥生产事故处理预案在中控操作中的实践

水泥生产事故处理预案在中控操作中的实践

安全生产、文明生产事关劳动者的生命和健康，任何人都没有理由掉以轻心。由于生产过程中存在着可能发生突发性重大设备事故和工艺事故的危险，每个企业都应该尽早地建立事故应急处理预案，防止事故进一步扩大。特别是在新型干法水泥生产线的中控操作中，建立事故应急处理预案意义更加明显。因为中控是现代化水泥企业生产正常运营时的产、质量载体和责任者，履行着开停、运行监控和调整控制的职责；中控操作员相当于“大脑”。建立事故应急处理预案可使操作员能够保持清醒的头脑，能够正确有效地处理类似的问题，能够在最短的时间内解决问题，使公司和个人的损失与伤害降到最低程度，确保生产能够安全、高效地进行。

我公司对水泥生产中的突发事故都建立了相应的应急处理预案，操作人员依据预案，可明确自己的责任、处理方法及对策。本文仅以实例进行介绍，仅供参考。

1 生料喂料秤故障

2008年6月4日13∶36左右，入窑生料喂料计量秤出现故障，入窑生料由325～470 t/h忽大忽小波动，入窑斗式提升机电流由107～137 A波动，导致分解炉出口气体温度在860～945 ℃之间波动，给稳定窑的热工制度带来很大困难；同时严重威胁预热器的安全运行。生料均化库底失重仓仓重与平时相比没有异常变化，据此首先排除了由于库底斜槽下料不畅而影响失重仓仓重，从而影响入窑生料喂料计量秤计量准确的可能。通过查看压缩空气的压力，排除了因压缩空气压力低导致入窑生料喂料计量秤计量失控的可能。电器巡检工检查后发现，入窑生料喂料计量秤的电磁阀已损坏，导致气动阀阀门开度在0～100%之间频繁变化，从而导致该秤出现忽大忽小的波动。

采取的应急措施如下：
（1）将高温风机的转速由870 r/min提高到890 r/min，防止预热器因来料量忽大忽小而出现塌料和堵塞。
（2）降低窑速，由3.8 r/min降低到3.4 r/min，防止跑生料。
（3）窑头喂煤量由11.5 t/h增加到12 t/h，提高烧成带温度，留火待料，确保熟料质量不受影响。
（4）在电器工作人员去设备库寻找电磁阀备件，气动阀阀门开度到100%的时候，迅速将气动阀进气管拔掉，以减小入窑生料喂料量的波动（此时波动值在388h～420 t/h，入窑提升机电流在120～130 A之间波动），情况明显好转。
（5）更换电磁阀，接好气动阀的进气管，恢复正常生产。

2 预热器堵塞

预热器堵塞绝大部分时间发生在投料后不久、窑操作不正常、热工制度不稳、系统事故较多导致开停窑较频繁、结皮跨落、漏风严重、机械故障造成的堵塞时。预热器堵塞后，若发现不及时，有可能从下料管堵到预热器锥体，甚至堵满整个旋风筒，给预热器清堵带来极大的困难。有些厂家不得不采用存在安全隐患的爆破方法清堵，清堵操作不当会造成人员伤亡的重大事故。因此制定并严格按照预热器清堵预案操作，对于防止出现人员伤亡、尽快处理好堵塞部位恢复正常生产意义非常大。

清堵前的准备工作：准备好清堵用具如6分钢管（5 m～7 m）数根、橡胶管适量、防护镜、石棉衣、手套、铁丝、钳子等；组织好人员并统一指挥，确保安全。

中控操作应做以下调整：

（1）确认预热器堵塞后，立即停止分解炉喂煤和入窑生料喂料。

（2）通知余热发电操作员，让其做相应调整。

（3）减小高温风机拉风，注意控制好窑头负压，篦冷机冷却风机入口阀门可由低温段向高温段逐步关小，保证熟料冷却正常。

（4）打开点火烟囱帽，使C1筒出口温度不超过400 ℃。

（5）适当降低窑速，视窑内温度适当减小窑头用煤量。

（6）如30 min内不能完成清堵工作，停止窑主传动，现场用辅传电机间歇转窑；如堵塞严重，需停止窑头喂煤、停窑处理；短时间内可以清通，则可以按窑保温处理。

（7）控制好清堵的那一级旋风筒的负压，保证现场清堵人员的安全。

（8）清堵时严禁打空气炮，防止高温气体或物料喷出烧伤清堵人员。

（9）清堵时窑头、篦冷机和熟料输送地坑内严禁站人，以防生料涌出伤人。对于涌出的生料应该及时清理，防止人员被烧伤。河南某5 000 t/d预分解窑生产线有一次在用爆破法处理C5筒因掉砖形成的严重堵塞时，安排其他人员修补窑头罩脱落的浇注料，大量的炽热生料涌向窑头，幸亏施工人员发现及时并迅速从脚手架上跳下跑出窑头罩，否则后果不堪设想。河南另外一条5 000 t/d预分解窑生产线有一次在处理C4筒因掉撒料板形成的堵塞时，大量的炽热生料涌入熟料输送地坑内，一天后一名巡检工在巡检弧形阀时踏入生料被严重烧伤而住院治疗。

3 预热器内筒挂片脱落及应急处理方法

3.1 C5内筒挂片脱落

2007年3月9 日14∶17预热器南列C5内筒挂片脱落50多片(见图1、图2)。脱落时中控室操作参数显示C5旋风筒锥体负压由-1 788 Pa降低到-1465Pa，打空气炮后负压有所上升但稍后又变小。14∶40降低到-735 Pa，对锥体进行人工反吹也不见负压上升。现场观察C5筒下料管翻板重锤动作灵活，能感觉到有料下来，预热器各级温度正常。用6 m长的6分镀锌钢管接上橡胶管通入压缩空气后对锥体捣料口进行吹捣，明显感觉到锥体内有很多不规则的钢板（捣到结皮上能感觉到钢管前方有些软；而捣到脱落的内筒挂片上能感觉到钢管前方有些硬），确认C5内筒挂片已脱落。15∶35止料处理（20∶00处理好升温投料）。

3.2 C4内筒挂片脱落
（1）2007年11月21日3∶30预热器南列C4内筒挂片脱落130多片。脱落时中控室操作参数显示C4旋风筒锥体负压在几分钟内波动频繁，波动量由-2 500~ -3 200 Pa降低到-300 Pa甚至正压。打空气炮并进行锥体环形反吹，负压仍然较小，止料处理（10∶50处理好升温投料）。

（2）2007年12月26日16∶06至20∶06，预热器南列C4内筒挂片脱落。脱落时中控室操作参数显示C4旋风筒锥体负压大幅度地波动频繁（波动量在-3 200~ -173 Pa之间）。通过采取相应的措施，没有止料，维持了正常的生产。

3.3 应急处理方法

（1）止料处理。

旋风筒锥体负压大幅度地波动频繁甚至正压，下一级热工设备出口的气体温度急剧升高，说明该旋风筒的下料管口已经被异物或结皮堵住，物料不能正常通过。必须止料处理，否则旋风筒锥体内会积料很多甚至堵满，处理的难度非常大。结合现场判断，确认内筒挂片是否脱落。我公司C5 、C4筒两次挂片脱落，由于发现及时、止料及时，旋风筒锥体内没有积料。

内筒挂片脱落的具体止料处理方法是：

①止料后停高温风机、尾排风机、逐渐减小并停止窑头喂煤、停窑，保留窑头排风机运行，保证现场保持足够大的负压以确保人员的安全。

②将要处理的旋风筒锥体空气炮的进气阀门关闭并打空气炮，排出空气炮内的高压气体后打开空气炮的出口安全阀门以防止开门后误打空气炮而伤人（以前我公司曾发生过一次在处理预热器堵塞时误打空气炮的安全未遂事故）。

③处理C5 或C4筒挂片脱落时，要将对应的上一级C3或C2筒下料管的翻板阀重锤压下并用铁丝捆牢，防止处理时发生塌料烫伤操作人员。

④在锥体下方的平台上部割开一个小人孔门。人孔门的尺寸为600 mm×400 mm,具体位置要以方便捞出脱落的挂片为好。割开人孔门后，取出硅酸钙板和耐火砖，再用带钩的钢管或钢筋棍勾住挂片向外掏、用钳子夹住取出来。这个环节要特别小心，防止烧伤和烫伤的发生。

⑤捞挂片的过程中，窑如需保温则应在喷煤前通知预热器上的操作人员注意安全；同时保持足够大的负压。

（2）不止料处理。

旋风筒锥体负压波动大，但有一定的负压值，下一级热工设备的出口气体温度没有明显的升高时，现场观察下料管翻板重锤动作灵活，能感觉到有料下来，预热器各级温度正常，可以采用不止料的方法处理。具体方法是：工人到现场用大锤敲打锥体下料管并晃动下料管翻板阀，必要时用6 m长的6分镀锌钢管接上橡胶管通入压缩空气后对锥体捣料口进行吹捣，确保下料顺畅。若C4筒内筒挂片脱落，则应将C4筒下料管的分料阀打开到进预燃炉的一方（因其距离较短），以确保在最短的时间内排出挂片并防止了挂片在下料管形成堵塞。

4 高温风机进风口塌料

4.1 故障现象

我公司利用纯低温余热发电技术建成的装机容量9 MW余热发电工程于2008年6月15日投入运行。试运行中出现了高温风机进风口频繁塌料的故障（6月15日22∶15～6月24日23∶25共计塌料61次）。塌料时高温风机电流由正常值130～152 A急剧升高到205～293 A，转速由882 r/min直线下降到750 r/min，甚至613 r/min，进风口负压由7 200 Pa减小到6 000 Pa左右，现场能够听到高温风机发出沉闷的“哼哼”响声，能看到灰尘向高温风机壳外溢出，数秒后增湿塔下面的回灰螺旋输送机向外冒灰。

4.2 危害

高温风机进风口塌料时，由于负压波动很大，导致预热器塌料、窑头正压危及巡检人员和窑头摄像头等设备的安全、高温风机和增湿塔回灰输送设备过载且影响环境卫生、原料立磨因进磨热风风量突然减小导致振动值偏高而自动停机。

4.3 原因分析

由于投运余热发电系统前，烧成系统中控操作员没有去其他厂家学习余热发电投运时中控的操作调整，所以没有经验。结合高温风机塌料时的一系列现象，我们怀疑塌料的原因是由于余热发电系统投运后高温风机进风管道内的灰尘过多地沉积在短路斜阀上，过一段时间后会通过SP炉进入高温风机，引起气体含尘浓度变化从而导致高温风机工况急剧变化。采取的措施是将短路斜阀的开度由0逐步开到15%，调整后高温风机塌料的时间间隔由原来的1 h 20 min左右提高到3 h 30 min左右，且塌料时电流和负压的波动峰值有所减小。但是没能从根本上解决问题。

后来我们怀疑余热发电安装时锅炉长期停运，而在此期间窑一直在运行，可能会出现余热锅炉进风口阀门挡板关闭不严，也可能由于SP炉下部在安装时遗留有杂物导致SP炉下部积灰较多和排灰不畅，在余热发电系统投运后引起高温风机塌料。通过检查SP炉下面的物料输送设备，发现有两个溜子温度较低，割口检查后，看到确实有钢管等异物存在。排放出的物料见图3。在以后余热发电投运时，多检查SP炉下料是否畅通，一旦发现有下料不畅的情况，应立即处理，防止物料越积越多。

4.4 应急处理方案

高温风机塌料时，中控操作应该做以下调整：

（1）为了防止预热器因塌料造成堵塞，视情况适当减小入窑生料喂料量；

（2）为了防止高温风机电流长时间超限而跳闸停车，适当关小其进风口阀门，待塌料结束后恢复正常；

（3）窑头巡检人员暂时远离窑口和篦冷机一段，防止发生烧伤事故；

（4）因进磨热风风量减小，原料立磨应减小喂料量，适当降低选粉机的转速，避免振动值过大而停车。待高温风机塌料结束后，及时恢复选粉机的转速，防止出磨生料细度偏粗影响窑的煅烧。

5 高温风机跳闸

在正常生产中，高温风机会因为电器故障、风机供油系统故障或窑尾排风机跳闸而出现连锁停车。高温风机跳闸后，窑尾预热器系统会很快出现正压、紧接着窑头会正压返火、进入窑头电收尘器的气体温度急剧升高，严重危及现场巡检人员的人身安全和设备安全；此时如不采取及时有效的措施，会造成预热器堵塞、烧坏窑头电收尘器、烧伤巡检人员等事故。发生高温风机跳闸事故，中控操作应该按照事故处理预案迅速采取以下措施：

（1）通过对讲机通知现场巡检人员紧急避险，尽快离开预热器、烟室各个捣料孔以及人孔门，窑头和篦冷机前严禁站人，确保人身安全；

（2）停止分解炉喂煤和入窑生料喂料，防止预热器堵塞；

（3）打开点火烟囱帽，关小篦冷机低温段冷却风机入口阀门，加大窑头排风机的入口阀门开度，确保窑头不正压；

（4）通知余热发电操作员，让其做相应调整；

（5）适当降低窑速，防止跑生料；

（6）减小窑头用煤量，必要时止煤；

（7）视窑头电收尘器入口温度高低，适当打开入口管道上的冷风阀，保护好收尘设备不被烧坏；

（8）查清跳闸原因并联系相关人员处理，关闭高温风机入口阀门，做好启动准备。

6 窑尾烟室结皮严重

2005年7月下旬，窑尾烟室结皮相当严重（结皮占整个烟室的2/3），窑内因通风量减小而产生还原气氛（窑尾烟室气体成分分析显示CO含量3%，O2含量0.8%～0.2%）。窑内氧气不足，使Fe2O3变成FeO，液相提前出现、料容易在窑内结大球产生黄心料，影响熟料质量；同时也限制了产量的提高。此时有的中控操作员为了使fCaO合格，往往采用关小三次风闸板、加大窑头用煤量的办法。虽能暂时加大窑内通风、提高烧成带温度，但三次风闸板关得过小，必然造成预燃炉内的风量减小，低挥发分无烟煤燃烧不完全，导致分解炉出口及C5筒下料管温度偏高，入窑物料分解率过高造成窑尾烟室、分解炉下缩口结皮严重，最终不得已减产煅烧。最后被迫停窑32 h，用和炸药爆破7次才清理干净。通过分析认为此次严重结皮的原因是窑头喂煤量偏大、煤的灰分含量过高且硫含量过大（平均1.8%左右，最高2.31%）。煤粉工业分析见表1。

应急处理方法是：

（1）降低原煤中硫的含量，将原煤中硫含量控制在1.5%以下；

（2）结皮较多时用高压水枪清理；

（3）将煤粉细度由5.0%降低到3.0%，提高煤粉的燃尽率；

（4）分解炉出口温度由890 ℃降低到880 ℃以减少结皮的产生；

（5）保持正常的头尾煤用量比例，生料易烧性差时，应适当降低入窑生料喂料量，杜绝盲目加大窑头用煤量；

（6）一般情况下，三次风闸板开度不得小于50%。

7 结束语

生产过程中随时可能发生重大设备事故和工艺事故，每个企业都应该尽早地建立事故应急处理预案，防止事故进一步扩大。特别是在新型干法水泥生产线的中控操作中，建立事故应急处理预案意义更加明显。今后万一出现类似的事故，使操作员能够保持清醒的头脑，避免出现手忙脚乱、顾此失彼，能够正确有效地处理问题，能够在最短的时间内解决问题，使公司和个人的损失与伤害降到最低程度，确保生产能够安全、高效的进行。

作者：江 超 何录君

机构：新乡平原同力水泥有限责任公司

文章来源于：中国水泥备件网论坛

（www.cement365bbs.com）

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