【技术】浅析影响烧成系统运转率的因素

新型干法工艺在我国水泥工业所占比例已经超过70%，在没有新的水泥生产工艺发明之前，其技术优势是所有生产工艺中最先进的。这是其被广泛采用的根本原因。然而最先进的工艺在不同企业却表现出不同的经济指标，甚至悬殊很大。这直接关系到水泥企业的经济效益和生存能力。

水泥作为产品，同质化极高。运距相差不大时，其生产成本则是核心竞争力。在没有工艺优势时，生产成本则取决于企业内部的技术管理水平。生产成本越低，其内部的技术管理水平越高，则生产线的安全完好运转率也高。

烧成系统是新型干法水泥生产线的心脏，其完好运转率关系到整条生产线的运转率，是企业技术管理的重点。烧成系统运转率的高低取决于系统内耐火材料、耐火浇注料或耐火喷涂料的使用情况、热工设备耐热部件的使用效果、篦冷机运动部件的使用周期、装备质量、工艺操作员的综合技能水平以及熟料库存和原材料质量及供应情况等。本文就影响烧成系统运转率的这几个环节进行分析，并提出了提高烧成系统运转率的措施。

1  影响烧成系统运转率的因素

1.1  系统内衬对烧成系统运转率的影响

新型干法水泥生产线烧成系统内衬包括耐火材料、耐火浇注料和耐火喷涂料，主要作用是保护窑筒体、预热器、分解炉、冷却机、燃烧器、三次风管等不受高温气体和高温物料的损害，保证生产的正常进行。

烧成系统内衬的工作环境十分恶劣。前窑口耐火浇注料承受着高温熟料的磨蚀，其磨蚀后，护口铁就会裸露而被磨蚀甚至烧毁；烧成带耐火砖的使用环境更加苛刻，肩负着保护筒体的责任；喷煤管、三次风控制阀和三次风管弯段的浇注料承受着高温熟料粉的冲刷……这些关键部位的耐火材料一旦损坏，设备就暴露在恶劣的热工环境中，设备材质在高温下发生改变，回转窑筒体变形，喷煤管弯曲，三次风控制阀失灵，风管弯段磨穿。为了保证这些热工设备的完好，企业不得不实施计划外停窑检修，这直接影响着烧成系统的运转率。

1.2  热工设备耐热部件对烧成系统运转率的影响

从生料进入预热器到变成熟料离开篦冷机的过程中，物料途经之处皆为热工设备耐热部件。除篦板、内筒外，其他耐热部件都在耐火材料的保护之下工作。因此，裸露的篦板、内筒常常因操作控制失误而烧坏或遭受快速磨损。
比如C4预热器内筒烧蚀脱落，生产线继续运行，控制不好会导致热工制度紊乱，严重的发生塌料堵塞事故；如果是内筒因高温变形缩小，也会导致系统热工制度变化，阻力增加，产能下降。在发生这类事故后要恢复正常生产，必须停窑检修，从而影响烧成系统的运转率。

1.3  篦冷机运动部件对烧成系统运转率的影响

篦冷机属于水泥厂熟料烧成系统的重要主机设备，它担负着对高温红热熟料（1 400 ℃左右）进行冷却、热回收、输送、破碎等多重功能。在熟料的输送和破碎过程中，熟料对物件的 磨损问题不容忽视。

输送是指篦冷机要将熟料从入料端送至出料端，篦板和侧板或推动棒和刮板等会受到熟料相对运动时的切削磨损和刮伤，因此选用这些部件的材料时应充分考虑耐磨性。

破碎意味着篦冷机的熟料破碎机要将大块熟料破碎成规定的出料粒度（一般要求≤25 mm），对于第三代篦冷机，锤头会受到严重磨损和强烈冲击，冷却后的熟料硬度较高，因此锤头应选用高韧性耐磨材料；对于第四代篦冷机，辊式破碎机的辊子在挤压熟料的过程中，存在类似于辊压机辊子的磨损，应采取类似于挤压辊的抗磨措施。另外，破碎后的熟料颗粒具有较高的能量，会对周边的壳体和栅条装置产生冲击磨损，这些部位也应选用抗冲击的耐磨材料[1]。

以上运动部件的使用周期如果不能满足计划性停窑检修，势必造成计划外停机，从而影响烧成系统的运转率。

1.4  工艺操作水平对烧成系统运转率的影响

新型干法水泥生产技术再先进，遇到工艺操作水平差的技术管理人员和操作人员，也发挥不出其技术优势。比如，在烧成带筒体温度高于正常时，需要补挂窑皮，水平不高的操作员会在参数调整上毫无根据地采用试试看的手法，不但挂不上窑皮，反而将热工制度调得乱七八糟，无法控制，最终导致系统堵塞、塌料、阀门烧毁、堆“雪人”、红河等工艺事故。而水平高的操作员，则在稳定热工制度的前提下，略做调整，便补挂好窑皮。前者控制下的系统常常带病运转，无法使系统处于完好运转状态。操作水平不高，还会导致筒体弯曲，轮带变形，传动设备受损等等，这些都是严重影响烧成系统运转率的重大事故。

1.5  熟料库存和原材料质量及供应对烧成系统运转率的影响

烧成系统生产出来的熟料没地方库存，大窑则不能再继续运转；原材料供应跟不上，大窑则不能做“无米之炊”。

原材料质量控制关系到生料的化学成分的均质稳定。生料的化学成分波动，不仅对熟料的煅烧和熟料质量有重要的影响，烧成系统热工设备包括窑衬也会受到较大的损害。这时的系统，水平再高的操作员，最多只能将损失降到最低，但无法免除设备、产质量受到的影响。

1.6  设备本身隐患对烧成系统运转率的影响

烧成系统的设备有严格的制造要求。近年来，由于投资思想各异，有的业主在装备采购时不以性价比为重，总以价格便宜为先。供应商要么弃权，要么降低标准制造，最后吃亏的是业主。装备质量存在隐患的生产，其运转率必然得不到保证。

2  提高烧成系统运转率的措施

从上述分析可知，要保证烧成系统有高的完好运转率，应该从以下几点入手：

（1）保证系统均化链功能正常。系统均化链功能正常，生料化学成分则均质稳定，这为烧成系统热工制度的稳定以及热工设备完好运转创造了条件，有利于保证窑衬的使用寿命。要保证系统均化链功能正常，必须从原燃材料的源头抓取。拥有原料矿源的企业，容易出问题的是燃料，如果燃料供应不稳定，今天甲供应，明天乙供应，来的煤各项指标相差又大，又不做好厂内均化工作，水平再高的操作员，也难保产品质量和系统正常运行。

（2）生产组织以大窑为中心：保证原料供应，不能断料；保证配料合理，成分稳定；不能出现熟料库存瓶颈。

（3）统一操作思想。不同的操作员对操作有不同的领会，但面 对一个连续运转的系统，操作员不可能连续工作。唯一的办法是统一操作员的操作思想，这是系统热工制度稳定的前提。

（4） 做好主机设备尤其是热工设备的动态监控。从技术发展过程看，现代监测技术已经从以传感器技术和动态测试技术为基础，以信号处理技术为手段的常规技术阶段发展到人工智能技术为设备监测和故障分析的智能化阶段。武汉理工大学国家建材行业回转窑检测技术中心研制出了回转窑筒体轮廓激光扫描测量系统能够方便及时地在线发现会发生耐火砖脱落的地方，从而避免损失，提高回转窑的运转率和检修的质量标准。该校研制的回转窑运行轴线的实时监测系统，解决了生产实际中的动态测量难题，可对回转窑运行轴线进行实时监测控制。这些技术的进步为基于热工设备工作状态的设备维护理念提供了硬件支撑。企业一定要落实这种理念，热工设备完好运转率才会提高。新疆某厂2008年年初回转窑部分破裂，虽没有造成人员伤亡，但不能说是生产中发生的小事故，不能说没有给工厂带来大的损失。这是设备动态监控失控的重要案例，必须引以为戒。

（5）做好设备的维护保养工作。集中检修的项目安排应服从于运行周期，并留有余量。系统发生故障时，组织抢修，并利用临时停机进行系统检查，预知其他设备工作状态。
根据系统设备的运行状况，安排设备例检，有目的地对热工设备的运动部件、耐热件、预热器结皮情况进行检查调整，一般在运行周期内可安排一次，时间控制在1天左右。

（6）热工设备的运动部件、耐热件以及耐火材料的使用寿命应是服从于运行周期。不仅供应商要保证，采购人员应该认真考察，做到选择无误；耐火材料的使用寿命不仅取决于材料本身，还与施工质量和操作控制有关，采购人员、项目监理和操作员一定不能马虎。

（7）工程建设之初，采购烧成系统设备时，一定要重视设备的性价比，杜绝设备本身的质量隐患对烧成系统运转率的影响。

（8）在重视中控操作员和设备维护人员素质培训的同时，要采取合理的分配机制，调动工作人员的积极性。

3  结束语  

综上所述，烧成系统运转率的高低取决于系统内耐火材料、耐火浇注料或耐火喷涂料的使用情况、热工设备耐热部件的使用效果、篦冷机运动部件的使用周期、装备质量、工艺操作员的综合技能水平以及熟料库存和原材料质量及供应情况。只有充分认清这些影响烧成系统完好运转率的重要环节，建立先进有效的管理理念，采取措施保证这些环节不出问题，才能提高烧成系统乃至整条生产线的运转率。

| 参考文献 
[1] 陈泽瑜，翟怀君. 浅谈熟料篦冷机的抗磨问题[J].新世纪水泥导报，2008（5）: 35.