重灰煅烧炉炉气系统改造探讨.pdf

重灰煅烧炉炉气系统改造探讨鹿 福,孟 磊,刘雪娇,孙茜瑞(江苏苏盐井神股份有限公司第三分公司,江苏 淮安 2 2 3 2 0 0)摘要:主要介绍了重灰煅烧炉在生产过程中炉气系统常见的问题与解决方法,重点分析了炉气系统结疤的原因,提出了改变出气箱材质及增加振打器的解决方案;为解决重灰煅烧炉尾气带碱尘,提出了炉气排放方式的改造,增加冷却装置以回收炉气冷凝水等内容。关键词:重灰煅烧炉;炉气系统;出气箱;结疤;材质;冷凝水回收中图分类号:T Q 1 1 4.1 6 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 5-8 3 7 0(2 0 2 3)0 3-2 9-0 3 江苏苏盐井神股份有限公司第三分公司现有两台重灰煅烧炉,重灰年产量4 0万t。两台煅烧炉分别建设于2 0 1 0年、2 0 1 3年,建设时,重灰炉出气箱均使用碳钢材质。重灰炉气引风机布置在厂房五楼楼顶,炉气直接排空。在后期使用过程中发现,重灰出气箱内壁腐蚀较为严重,结疤频繁,需要经常性停炉清理,重灰煅烧炉难以长周期稳定运行。随着环保标准逐渐提高,重灰炉尾气直接排空的环保隐患亟待解决。1 重灰出气箱结疤问题的原因及改造1.1 改造前的情况及造成出气箱结疤的原因重质纯碱的生产是通过利用碳酸钠水化物具有晶格结构排列变化的特性,完成颗粒度变化,堆积密度提高的目的。主要生产过程为在水合机内完成碳酸钠与水的水合反应生成一水碳酸钠,在煅烧炉内利用蒸汽间接加热一水碳酸钠使结晶水脱离。从上述生产反应过程可以看出煅烧炉内反应生成了大量的水蒸汽,正常生产时温度为1 0 5,在这些水蒸汽被炉气引风机抽离的过程中,由于煅烧炉的转动、气流流动,夹带了大量的碱尘。在气流流动过程中,由于离开热源,温度降低,水蒸汽开始冷凝,而碱尘则溶解在冷凝的水滴中形成碱性溶液。上述碱性水滴附着在出气箱内壁上,对出气箱内壁造成腐蚀,腐蚀后的出气箱内壁形成粗糙面,又加速了碱性水滴及碱尘的附着,如此恶性循环。出气箱被腐蚀后出现了两种较坏的结果,其一是腐蚀形成的铁锈不断脱落,带入产品中造成产品铁分升高,严重是时会造成部分批次的产品铁分不合格。另一种是局部腐蚀严重导致出气箱穿孔,特别是在部分焊缝处有的已经完全锈穿,漏入大量的空气,漏入的空气导致炉气温度骤降,水汽大量冷凝,碱尘遇水后在粗糙的出气箱内壁结疤,严重时整个出气箱内部全部结疤,造成煅烧炉正压;出气箱内碱疤掉落在炉头上方时,会卡在出气箱与炉头返碱抄板之间,损坏重灰炉头返碱抄板,无法维持生产。1.2 出气箱的改造为解决上述问题,从工艺角度尝试采取了两种方法,一个是降低一水碱水分,另一个是提升炉气温度。正常生产时,我厂重灰生产一水碱全水水分控制在1 6%左右,重灰产品中小于0.1 8 mm的细粉占比应小于1 5%。在对一水碱水分进行调整时,对产品中细粉含量与一水碱水分关系进行统计,大致得出对应关系如表1。从表中统计数据可以得出,当一水碱水分小于1 5%时,产品中的细粉含量明显增加,当降至1 4%时,产品中细粉占比已超过1 5%,出现不合格产品,因此调整一水碱水分来减少炉气中水蒸汽含量的方法不可取。对于提升炉气温度,通过测算,炉气温度升高1,产品蒸汽消耗增加1 3.5 9 k g/t碱,从能耗控制角度来讲,这个方法不可取,而且提高炉气温度,并未能解决根本问题。922 0 2 3年第3期 鹿 福,等:重灰煅烧炉炉气系统改造探讨表1 产品中细粉含量与一水碱水分统计表一水碱全水水分1 6%1 5.5%1 5%1 4.5%1 4%0.1 8 mm的细粉占比1 0%1 0.9%1 2.2 0%1 4%1 6.5%为解决上述问题,从设备角度出发,决定改变出气箱材质,由原来的Q 2 3 5碳钢材质改为3 0 4不锈钢材质。因为3 0 4不锈钢有良好的抗碱性腐蚀能力,且不锈钢表面光滑,不易附着碱疤。在炉头端盖及出气短接处增加伴热管线,减少炉气热损失,降低冷凝水。其次,在出气箱体中段缩口处增加定时振打器,保证溜管内壁产生碱疤后被振打器清理。具体改造内容为:将重灰炉出气箱材质更换,使用1 0 mm厚D N 1 0 0 0的3 0 4不锈钢圆管替换中心筒,使用1 0 mm厚3 0 4不锈钢板制作出汽方箱,出气箱的结构尺寸与改造前相同。在出汽方箱一侧及中心筒及安装两处Y Z U-1 0-4振动源三相异步电动机,改造部位如图1所示。图1 重灰出气箱改造示意图改造实施后,解决了重灰炉气系统结疤的问题,未再出现过出气箱结疤影响生产的情况,保证了重灰系统长期稳定的运行。2 炉气直接排空存在的问题及改造2.1 炉气直接排空存在的安全环保问题重灰系统在设计之初,对炉气的处理方法为煅烧炉产生的炉气经炉气引风机抽离,在炉气洗涤塔内洗涤,洗涤后的炉气直接对空排放。在正常生产时,我公司两套重灰系统,排放的炉气中含有水蒸汽量约1 6 t/h,且炉气温度高达1 0 5,排放口周围区域大量液滴飘落。由于重灰炉气中所含有的微量的碱尘溶解在炉气冷凝的水滴中,使得其呈碱性。大量的碱性水滴带来了严重的安全环保问题。首先是碱性水滴加速了周围设备、管线、操作平台的腐蚀,即带来了安全隐患,又增加了防腐维护成本。2.2 炉气降温洗涤后排放 为解决炉气带液问题,我公司采取在炉气洗涤塔后增设石墨换热器,对炉气进行降温,回收其中一部分水分。降温后的炉气经引风机抽取后送蒸发式冷却器二次降温洗涤,流程如图2。水合机煅烧炉炉气洗涤塔石墨换热器炉气引风机蒸发式冷却器放空图2 改造后重灰煅烧炉炉气系统石墨换热器在设计选型时假定参数为:冷却介质为公共循环水,进口温度2 5,进口流量为1 5 0 m3/h,重灰炉气进口温度为1 0 5,进口流量为2 0 0 0 0 m3/h,设计选型为浮头列管式石墨换热器两台。其主要参数:换热管直径为3 2/2 2,换热管长6 m,换热管根数1 1 7 7根,筒体直径1.6 m,换热器面积裕度2 3.8%。预想达到效果为回收炉气中水分1 4 t/h,炉气冷凝液回流至重灰化合水系统循环使用。投入使用后的测量数据(现场测量数据会有部分偏差,偏差在3 以内)为重灰炉气进口温度为1 0 2,出口温度为6 7,回收炉气冷凝液1 0 t/h。通过与设计数据对比可以发现,重灰炉气温度可以达到设计要求,换热效率要比设计时的数据低。因冷却后的炉气体积变小,目前的风机可以应对更高负荷的生产。其次,炉气中的水分降低,风机轴承、壳体等密封构件的漏水问题有效的解决,叶轮侵蚀的现象彻底消除。蒸发式冷却器型号为B L T-1 2 0 0 B,由下部水箱、中部进风、上部换热管组、顶部轴流风机、循环水泵组成。工作原理为利用水分蒸发和空气强制循环来对液体流体进行降温。在本次改造中,反向利用此原理,将循环冷却水走管程,高温的炉气走气相通03纯 碱 工 业齿索式输粉机在煤粉锅炉输粉系统中的应用张振斌(唐山三友化工股份有限公司,河北,唐山0 6 3 3 0 5)摘要:主要介绍了齿索式输粉机的工作原理及结构特点,利用C S-3 5 0型齿索式输粉机工艺系统解决单台煤粉锅炉制粉系统故障时两台煤粉锅炉无法相互输粉且锅炉被迫降低负荷并投用柴油及天然气维持锅炉稳定燃烧运行的问题,提高了锅炉安全运行稳定性,同时为公司的汽电稳定供应提供了有力保障。关键词:煤粉锅炉;齿索式输粉机;高度差;双向驱动中图分类号:T H 2 3 3 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 5-8 3 7 0(2 0 2 3)0 3-3 1-0 3 某热电公司有两台4 8 0 t/h煤粉锅炉,两台炉分别由江苏某公司和山东某公司设计制作,并相继竣工投产,而且每台煤粉锅炉分别配备两套中间储仓式制粉系统。由于两台煤粉锅炉是两家不同的公司设计制作,粉仓之间没有输粉装置,两台锅炉制粉系统之间水平标高存在约3 m的高度差。煤粉只能供给本锅炉使用。煤粉锅炉制粉系统在运行中经常出现煤仓坨煤、断煤或制粉设备故障的现象(如皮带给煤机、磨煤机、排粉机等制粉设备检修时间过长时造成单套制粉系统出力不足),煤粉锅炉需要投用柴油或天然气来维持锅炉稳定燃烧,但此时锅炉需要低负荷运行,无法保证热电公司的汽电供应平衡。为了解决以上问题,热电公司对两台煤粉锅炉的制粉系统进行了重新设计,增加了一套输粉系统,确保在单台锅炉制粉系统故障时,实现两台煤粉锅炉制粉系统之间相互输粉。1 制粉系统现状热电公司4#煤粉锅炉共设置一个粉仓,而5#煤粉锅炉设置两个独立的粉仓及一台绞龙式输粉机,通过绞龙式输粉机进行甲、乙两侧制粉系统输粉。2 齿索式输粉机设备简况通过调研发现,浙江某设备厂有设计生产齿索式输粉机的技术,并且已经成功在南京某热电公司粉仓应用。南京某热电公司也恰好有两台锅炉炉型不同,制粉系统同样存在水平标高约3 m的高度差,现场情况基本一致。现场输粉机运行噪音小、无道,利用空气及冷却水对对炉气进行二次降温。炉气进入蒸发冷却器时温度6 7 左右,流道体积突然变大,流速降低,通过4台1 1 kW轴流风机强制通风,掺入3 0 0 0 0 m3/h低温的空气后,混合气体一次降温,降温后的气体被列管内的冷却水降温,水汽冷凝,出汽口温度在冬季可以降至2 8 左右,夏季由于环境温度较高,出汽口温度在5 1 左右。通过两次冷凝回收,重灰化合水的循环利用率可达到6 2%。3 结 语通过本文所述的对重灰炉气系统的改造,更改出气箱材质、安装振打器解决了出气箱结疤的问题,增加石墨换热器与蒸发冷却器,使炉气排放温度从1 0 5 降低至5 0 左右。炉气中的水汽大量冷凝回收,保证了重灰系统的稳定运行,在解决重灰煅烧炉尾气排放安全环保问题的同时,带来了一定的经济效益。但是,目前重灰炉尾气中仍有部分水汽排放,炉气中的热量没有被利用,这将是我们今后进一步探索的方向。收稿日期:2 0 2 3-0 4-1 1作者简介:鹿福(1 9 8 2),化学工程与工艺专业。现任江苏苏盐井神股份有限公司第三分公司煅烧车间设备员。132 0 2 3年第3期 张振斌:齿索式输粉机在煤粉锅炉输粉系统中的应用