技术丨水泥库死库原因分析及对策

引言

水泥库普遍存在一些令人头疼的问题，诸如水泥结块、下料不畅、严重者堵塞通道，影响均化效果，最讨厌的就是死库问题。某公司XL工厂，在水泥库清库后，对库内充气斜槽、减压锥、均压管重新设计和安装，并在减压锥进料口增加了空气炮。技改后，水泥库卸空率提高，均化效果提高，取得了较好的技改效果。本文对本次技改进行总结，以供参考。

XL工厂Ф15 m水泥库内部结构如图1，技改前运行状态如下：

图1 技改前水泥库内部结构简图

（1）水泥库清库并更换斜槽帆布后，投入使用之初减压锥各个进料口就开始堵塞，进料不均匀，卸空率逐步变低。

（2）运行约3个月后，减压锥大部分进料口堵塞，只有一到两个可以进料，卸空率降低，库内2 500 t水泥无法放出，变成死料区。

（3）运行半年，减压锥内时常无料，把压缩气通入罗茨风机气管进行强吹处理，可以继续下料。

（4）斜槽帆布损坏后，库内死料更多，只能勉强维持运行。

（5）部分水泥库时常堵塞而无法正常发运水泥，也有个别库已经不下料，变成死库。

2.1 水泥的水分偏高

（1）XL工厂地处四川南部，雨水丰沛，各种混合材水分较高，见表1。

（2）该地区无天然石膏，企业所用石膏均为脱硫石膏（含水16.8%）和磷石膏（含水15.8%），结晶水脱出温度很低。在烘干炉内，保持温度80 ℃，烘干2 h，脱硫石膏脱水40%。在库内，脱除的水分会造成水泥结块。

（3）XL工厂水泥粉磨系统工艺条件落后（工艺流程图见图2），系统排水能力（入磨物料水分减去成品水泥水分）弱，主要是因为：辊压机系统的选粉不是V型选粉机，而是滚筒筛机械选粉，外排风很少，水分无法排除；出磨水泥选粉机气流是内循环，无外排风，水分同样无法排除。当入磨物料水分≥3%，入库水泥的水分就会达到1%，会加剧库内水泥结块。

2.2 圆库内部相关功能结构不合理

（1）设计图纸显示库内开式斜槽安装角度是8°，而实地测量发现角度是5°。开式斜槽角度过小，对水泥的输送能力很弱。

（2）检查时发现开式斜槽帆布损坏严重，起不到流化水泥的作用，且漏下的水泥极易堵塞气管，罗茨风机无法正常给开式斜槽供风，库内物料得不到流化，完全靠重力流动。

（3）实际安装的开式斜槽数量远远少于设计数量，仅60%，属于典型的偷工减料，这样造成库内水泥达不到流态化，影响水泥出库。

（4）减压锥的进料孔有效尺寸是700 mm× 400 mm，过小，非常容易堵塞；完全位于库内，一旦堵塞根本无法处理。

（5）减压锥到库顶收尘器无均压管，库底充气罗茨风机给斜槽充气时，所充气体只能通过减压锥进料口排到库内，而进料口始终是淹没在水泥中，导致放料系统处于正压状态。当放料到罐车时，就会冒灰，影响到周围环境，成为企业头疼的冒灰点。

由于原材料无法更改，技改时仅针对圆库内部相关功能不完善、结构不合理等施策。

（1）斜槽帆布容易损坏。原斜槽帆布是普通帆布，即使是用在普通斜槽上，也是两年左右更换一次，无法适用于水泥库内。技改时将斜槽帆布改成10 mm厚的涤纶长丝帆布，可以承受200 kPa的鼓风压力,即使是使用压缩空气，该材质的斜槽帆布也不会损坏。

（2）斜槽安装角度小。斜槽安装角只有5°，对应物料流速1.1 m/s，与设计值相比偏小0.7 m/s，输送能力差。有结块时，水泥无法正常流动，导致不下料。原设计斜槽角度是8°，施工成5°，查阅《新型干法水泥厂工艺设计手册》后，我们将斜槽角度改成12°。

（3）原斜槽覆盖率只有60%，布置稀疏（如图3左），无斜槽区非常容易形成死料区。水分偏重的水泥会以这些死料区为根基，持续聚集，增大，甚至侵占斜槽区域。本次技改将斜槽覆盖率增到80%，斜槽间最大间隙不超过100 mm，如图3右。

（4）原减压锥的进料口宽度700 mm，高度600 mm，厚度400 mm，安装斜槽后有效高度只有400 mm（如图4左），是一个相对狭长的通道，通过量低，一旦有大块或者潮湿物料就非常容易堵塞。

在确认结构安全后，将进料口朝上扩大400 mm，有效高度增至800 mm（如图4右）。改造后，该下料口通过能力增大，甚至不惧怕大块物料或者成团的潮湿物料，可避免物料堵塞导致减压锥内无料现象发生。

（5）该工厂水泥库的结构是非常落后的，水泥通过减压锥进料口进入减压锥空腔内，空腔中心是减压锥下料口。这种结构的库，减压锥进料口距离减压锥下料口水平距离3 m，垂直距离2.1 m，一旦堵塞，没有任何工具能够清理减压锥进料口（见图1）。针对这种情况，工厂从库外布置Ф70 mm的管道到减压锥进料口，一头连接空气炮，一头做成空气炮炮口（见图5右），随时应对减压锥进料口堵塞事故的发生。在某个区域不下料或者下料量少的时候，就开启空气炮不停地轰击进料口，一般只要连续轰1 h，就能将进料口打通。后来改成每天都轰1 h。截止目前，没有出现进料口堵塞的情况，初步判断这种清堵方式是非常有效的。

图5 技改后水泥库内部结构简图

（6）清库时，发现大量水泥都是堆积在库壁和库底的转弯处，此处斜槽距离库壁大约800 mm，变成了死料区，水泥逐步堆积造成卸空率降低。针对这个问题，首先在布置斜槽的时候，减小斜槽和库壁的距离，调整为100 mm，堆料风险大大降低。为了更好地预防库壁挂料和堆积物料，在库底和库壁的转弯处安装空气炮炮口（见图5中），同样是定期开启轰击库壁，减少甚至杜绝了物料堆积，提高了卸空率。该库有效库容是6 000 t，现在可以放出5 300 t，只有大约700 t的无效库存，跟技改前2 500 t无效库存相比，降低了很多。

（7）减压锥腔体无排气的均压管，经过现场勘查，确定最佳位置重新制作安装均压管（见图5左）。均压管安装后，减压锥腔体内始终是负压，彻底解决了水泥放散冒灰问题。

（1）实现了分区下料，12个区分成6组，每次一个组下料，而且各个组下料稳定，偶尔出现堵塞，只需要用空气炮轰击一段时间即可。

（2）分区下料后，水泥均化效果变好，出厂水泥稳定性变好。由图6可以看出，在出磨水泥标准偏差维持在1.31时，技改前出库水泥标准偏差1.17，技改后标准偏差0.70，出库水泥稳定性提升很多。

图6 技改前后出磨水泥和出库水泥标准偏差的变化

（3）库内斜槽没有损坏，库底充气罗茨风机电流低，节电效果明显。

（4）新增了均压管，罗茨风机充到减压锥内的气体通过均压管排到收尘器内，减压锥内始终是负压状态，水泥放散到罐车时，无需额外的收尘器，就可以维持系统负压。彻底解决了水泥放散冒灰问题。

（5）由于系统负压稳定，计量转子秤计量非常稳定，装车时间缩短，司机不需要来回过磅。

（6）技改前，两年左右就需要清库一次。根据目前运行情况分析，5年内不需要清库，节约了费用，降低了安全风险。

XL工厂对水泥库内的斜槽和充气管道进行重新设计和施工，增加了库内空气炮炮口，新增了减压锥内均压管，有效地解决了水泥库堵料问题，减少了库内水泥的离析，提高了均匀效果，保证了出厂水泥的均匀和稳定，缩小了死料区，避免了死库事故的发生。值得推广的经验是：在水泥库清库后，不要简单恢复斜槽帆布就进料，而是要针对设计缺陷进行改造。清库花费大，安全风险大，既然已经清库，就应利用机会想办法彻底解决问题。

作者：王祥利，吴勇平

来源：《川渝西南水泥有限公司》

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