引言
某预分解窑水泥熟料生产线烧成系统配Ф5.2m×78m回转窑(斜度：4%，三档托轮支撑)，五级旋风型悬浮预热器(4+2+2+2+2)，高效在线喷腾型分解炉；窑头燃烧器采用丹麦史密斯三通道煤粉燃烧器，正常头煤给定16.0t/h左右；正常生产期间回转窑喂料610t/h，fCaO控制在0.5%~1.3%之间，分解率95%左右；C1筒出口负压：-4950Pa，温度：322°C，回转窑系统锻烧正常。篦冷机为行进式四代冷却机，篦床有效冷却面积165m^2，总供风量为80万m^3/h。
篦冷机的作用主要有三点，一是较好地提高热回收效率，减少不必要的能源浪费；二是较好地冷却熟料，实现熟料的快速急冷，尽量实现出篦冷机熟料温度不高于65℃±环境温度的目标；三是将篦冷机中的熟料安全地输送到下游设备中。关于篦冷机的安全运行问题，要防止出现任何有损于篦冷机安全运行的故障，避免形成牵_发而动全身的被动局面。本文以一起篦冷机堆“雪人”引起停窑的事故为研究对象，分析原因，总结预防措施，以供参考。
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出现的问题及处理
2017年10月16日白班操作员正常操作阶段，发现窑头罩二次风温由原来的1200℃缓慢降低至1150℃，且窑头罩的负压偏高，于是操作员手动控制窑头EP风机转速，由正常的680r/min降低至590r/min；窑尾气体分析仪反映窑内存在CO，且波动范围在300～2000ppm（正常在100ppm左右），篦冷机的一室风压由原来的9200Pa增长到9800Pa，窑况变差，窑头看火摄像头7#点的温度由正常的1330℃降低至1220℃左右波动。根据以上现象，中控室操作员将回转窑的喂料量由原来的610t/h降低至580t/h，但是出窑的熟料fCaO含量却只有0.6%（是合格的）。操作员立即将问题汇报车间相关人员，经过检查发现篦冷机高温段堆积了一个较大的“雪人”，“雪人”的大小已经将整个篦冷机的固定篦板全部覆盖，高度已经达到与回转窑底部齐平了，见图1所示。
图1 篦冷机高温段堆积的“雪人”
随后，窑内通风受到严重影响，系统被迫减料到300t/h，高温风机的拉风加大，篦冷机的供风加大。现场人员使用高压水枪对“雪人”进行清理，因堆积体积较大，清理一天无果，只能停料停窑，待设备冷却后，进入篦冷机内部进行清理作业。
进入篦冷机内部清理“雪人”前，我们采取了以下安全措施：第一步先将预热器各级的翻板阀全部使用钢丝绳进行关闭，防止预热器塌料；第二步将回转窑内部的物料转空，将回转窑主电机断电，脱开辅传，防止回转窑发生转动；第三步将篦冷机的风机电源与篦床电源全部断电，防止风机自动开启，伤害内部作业人员。“雪人”外表面看起来已经不是红颜色，并不代表其温度不高，在清理作业中，一定要穿戴好隔热服，防止清理下来的物料烫伤作业人员。作业人员使用大锤、风镐、钎子等工具进行有序的作业，直至将篦冷机固定端的“雪人”全部清理完毕。
02
原因分析
2.1 事故前后熟料冷却系统运行状况
篦冷机推动机构一直运行较好，没有出现停止运行；篦冷机供风系统高温段风机一直处于常开状态，没有风机停止运行。
2.2 熟料fCaO变化情况
熟料fCaO长期维持在0.9%左右，而篦冷机前端堆“雪人”当天，熟料fCaO一直处于偏低状态；在窑况变差后，操作员大幅度减料，减料后熟料中的fCaO#量虽然有所回升，但也一直不高，见表1。
表1 事故当天熟料fCaO含量测试情况
2.3 生料的变化情况
（1）有一组物料的下料量明显不足。经查询，从700~8:30期间原料配料站的总喂料量为725t/h，35.16输送皮带电流230A左右，这与正常喂料700t/h的电流相当，这说明有一组物料的下料量明显不足。
（2）从出磨生料的率值来看，物料已由原来正常的0.93降低至0.89左右，物料较软、易烧。
经过现场岗位工检查，发现石灰石秤称重处卡了一颗石子，最终导致中控显示重量与实际下料量不符，出磨生料变软。
（3）当岀磨物料变软以后，随之而来的就是入窑物料的变化。因均化库的均化效率不好，故入窑物料也变软（因均化库长期处于低料位运行，正常均化库储存量为2万t，实际只有1万t左右，且分区效果不理想，物料上进下岀，直肠子，故出磨与入窑物料率值相差不大）。
2.4 中控室操作员的失误
化验人员将生料的变化告知了当班中控室操作员，但没有引起该操作员的重视，还是保持之前的操作，没有及时地调整，导致熟料fCaO由正常的0.9%左右降低至0.3%以内（见表1）。说明熟料过烧，已经烧流了。燃烧器头部高高堆积的熟料（见图2）就是很好的证明。这是篦冷机堆“雪人”事故发生的直接原因。
图2 燃烧器头部堆积的熟料
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预防措施
（1）在篦冷机高温段增加高温看火摄像头，时时关注篦冷机高温固定端的情况，出现问题，及时发现，及时调整。除了注意报警提示外，还要关注篦冷机一室的风压。一般风室压力正常控制在9000~9200Pa左右，当篦冷机篦床油压未发生变化时，一室风压慢慢增长到9650Pa以上时（一室风压为固定床所在风室），及时查看篦冷机前端是否存在堆料现象。另外，调整篦冷机高温段增加高温看火摄像头焦距，可以模糊地看见堆积的“雪人”情况。
（2）提高操作员的技能水平，并且要有高度责任意识和警惕性。当出磨及入窑物料发生变化时，要及时调整工艺参数，保证系统的安全稳定运行，尤其是要稳定出磨物料的率值，当出磨物料率值超出指标波动范围（KH：±0.06，SM：±0.08，IM：±0.08时，一定要及时进行调整。这离不开对操作员专项培训，以提高其对各类问题的预判能力、处置能力；更离不开对操作员失误率的绩效考核。
（3）提高设备运行的安全性，增加皮带跑偏报警装置，及时杜绝皮带秤跑料现象发生。当出现一度跑偏时，及时通知岗位进行调整，并在称重处，制作防护罩，防止其他物料进入干扰其正常运行；当出现二度跑偏时，及时启动预案：皮带秤自动连锁停止运行，立即联系维修人员对皮带秤跑偏问题就进行处理，待问题处理完毕后，方可安全有效运行。
（4）在用好篦冷机前端原有空气炮的同时，利用检修期间在篦冷机高温段安装推“雪人”装置，实现双重措施在线处理篦冷机固定端堆“雪人"事故。
（5）稳定物料成分，当出磨物料发生较大波动时，化验室人员要及时通知相关各方，并督促调整工作的及时开展，不能等待后续操作人员的调整。若调整无效果，可通知原料磨系统停止运行，待问题处置完毕后，方可开机运行。
（6）对于篦冷机固定床的操作控制，当料层压力升高，并不必然出现堆“雪人”现象。如果固定床风室压力增加，风机电流不变，鼓风量一定减小；风室压力增加、风机电流降低，鼓风量降低更多。建议增加篦冷机固定风室鼓风量测量装置，所测参数能在DCS系统显示，实现操作员的直观判断。
（7）在篦冷机操作中，二次风温度的高低，多采用调节篦速，增加或降低料层厚度，改变料层阻力，进而改变冷却风量来实现。这种调节方法，不仅窑头罩负压周期性波动，入窑风量还会周期性变动。当回转窑内过剩空气系数富余量较大时，窑内煤粉燃烧、烧成带温度所受到的影响较小；但当窑内过剩空气富余量很小、或者不足时，煤粉燃烧就会受很大影响，烧成带温度也会有较大改变，窑况会有显著变化。建议增加风量智能控制装置，在保证高的二次风温度前提下，适时调节篦冷机各鼓风机风量，稳定入窑风量与风温，稳定热工制度。
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结束语
本次篦冷机固定端堆“雪人”事故纯属操作人员麻痹大意所致，没有及时根据固定床风室压力、风机电流、窑头罩负压判断固定床通风不良。失去了进一步通过摄像头及现场观察发现堆“雪人”工艺故障，造成回转窑停机时间长达38h，直接损失熟料产量约1.4万t，点火用油1t，煤粉约65t（在清理“雪人”时，窑内不允许有物料，为了清除窑内物料，用时1h，用煤9t；8h升温用煤56t，共计65t）。从此可以看出，此次事故的发生不仅影响了公司的正常生产运行，还增加生产成本费用，影响到企业的经济效益。
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