朱惠蘭

(吉蘭泰堿廠(chǎng)，內(nèi)蒙古吉蘭泰 750333)

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φ2500×27000蒸汽煅燒爐改造經(jīng)驗(yàn)交流

朱惠蘭

(吉蘭泰堿廠(chǎng)，內(nèi)蒙古吉蘭泰 750333)

我廠(chǎng)φ2500×27000蒸汽煅燒爐1994年投入使用，2008年將3排翅片加熱管改為4排，并由平板汽室改為環(huán)形汽室；但翅片加熱管頻繁爆裂，蒸汽汽耗增加。通過(guò)理論計(jì)算，在確保蒸汽流量及疏水管徑夠用的情況下，將環(huán)形汽室改為平板汽室，保留爐內(nèi)4排翅片。改造后達(dá)到預(yù)期效果。

蒸汽煅燒爐；改造；加熱管；平板氣室；環(huán)形氣室

1 概 述

我廠(chǎng)3臺(tái)φ2500×27000自身返堿蒸汽煅燒爐是由三門(mén)峽化工機(jī)械制造有限公司于1991年制作安裝，1994年9月投入使用的。該蒸汽煅燒爐的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為350 t/d；換熱面積≥1 800 m2，三排翅片加熱管，分別為φ57×4.5、φ83×5、φ114×5，各36根，共計(jì)108根。這3臺(tái)φ2500×27000煅燒爐在運(yùn)行到2000年以后，設(shè)備本體就陸續(xù)出現(xiàn)了很多問(wèn)題，如后滾圈磨損、滾圈支座破損嚴(yán)重等，影響了設(shè)備的正常使用。

2 φ2500×27000蒸汽煅燒爐的改造

2008年我們本著為保證設(shè)備正常運(yùn)行、增大設(shè)備換熱面積、提高設(shè)備生產(chǎn)能力為目的，對(duì)其中的3#φ2500×27000煅燒爐進(jìn)行了改造，改造方案中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是將3排翅片加熱管改為4排翅片管，將平板汽室改為環(huán)形汽室。該煅燒爐改造后于2008年10月投入運(yùn)行，但由于翅片加熱管彎頭的頻繁爆裂和中壓蒸汽汽耗的增加(據(jù)統(tǒng)計(jì)改造后中壓蒸汽汽耗在1.5 t汽/t堿左右)，3#煅燒爐仍然不能正常使用。

2013年我們對(duì)3#φ2500×27000煅燒爐又提出了改造，因?yàn)榈谝淮胃脑斓牟怀晒?，?duì)于再一次改造我們對(duì)改造方案表現(xiàn)的較為謹(jǐn)慎，對(duì)在方案制定過(guò)程中表現(xiàn)出的不同意見(jiàn)，進(jìn)行了認(rèn)真的分析和探討，針對(duì)φ2500×27000煅燒爐是3排翅片管合理還是4排翅片管合理就表現(xiàn)出兩種不同的意見(jiàn)，一種意見(jiàn)認(rèn)為φ2500×27000煅燒爐改為4排翅片管從設(shè)備長(zhǎng)徑比的最佳比例上不合理，理由是爐內(nèi)增加一排翅片管后，無(wú)形中減少了爐子的有效空間，造成物料混合不均勻，反應(yīng)不完全，影響產(chǎn)品質(zhì)量。而且由于物料混合不均勻，產(chǎn)生的冷凝水量也不穩(wěn)定，忽大忽小，造成冷凝水排放不暢，貯水槽液位波動(dòng)大。另一種意見(jiàn)認(rèn)為增加一排翅片加熱管就是增加了煅燒爐的換熱面積，這對(duì)提高煅燒爐的生產(chǎn)能力應(yīng)有一定的作用，而且通過(guò)理論計(jì)算，現(xiàn)有的蒸汽、冷凝水系統(tǒng)也能夠滿(mǎn)足增加1排加熱管后所產(chǎn)生冷凝水的排放量，經(jīng)過(guò)技術(shù)部門(mén)的一再論證，改造方案最后確定為將環(huán)形汽室改為平板汽室，保留爐內(nèi)4排翅片管。

3 理論依據(jù)

3.1 中壓蒸汽流量的計(jì)算

煅燒爐中壓蒸汽進(jìn)汽管線(xiàn)為φ159×4.5無(wú)縫管，根據(jù)體積流量公式V=νA，計(jì)算中壓蒸汽的最大流量：

V=νA=30×0.785×(150/1 000)2=0.53 m3/s=1 907.55 m3/h

將體積流量換算成質(zhì)量流量為：

G=Vρ=1 907.55 m3/h×0.018 t/m3=34 t/h

G——質(zhì)量流量，t/h；

V——體積流量，m3/s；

A——管道截面積，m2；

d——管道直徑，m；

ν——中壓蒸汽流速，m/s(取中壓蒸汽在管內(nèi)的流速為30 m/s)；

ρ——蒸汽在250 ℃、3.2 MPa時(shí)的密度取18 kg/m3。

通過(guò)計(jì)算得出現(xiàn)有的中壓蒸汽管線(xiàn)能夠滿(mǎn)足的最大蒸汽量為34 t/h(改造后中壓蒸汽流量一般保持在25 t/h左右生產(chǎn)，各項(xiàng)指標(biāo)處于最佳狀態(tài))

3.2 中壓蒸汽冷凝后產(chǎn)生的冷凝水量

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，34 t/h的中壓蒸汽冷凝后理論上應(yīng)該產(chǎn)生34 t/h的冷凝水，但考慮由于不凝汽的存在，蒸汽冷凝后不可能100%的變成冷凝水，這里取80%的蒸汽變成冷凝水，34×80%=27.2 t/h，即34 t/h的蒸汽冷凝后變成27.2 t/h的冷凝水。

3.3 冷凝水管徑的理論計(jì)算

將質(zhì)量流量27.2 t/h的冷凝水換算為體積流量：

V=G/ρ=27.2 t/h÷0.8 t/m3=34 m3/h =0.0094 m3/s

冷凝水在管內(nèi)的流速ν=1.5m/s。

冷凝水在250 ℃、3.2MPa時(shí)的密度ρ=800kg/m3

通過(guò)上述理論計(jì)算可以得出：

冷凝水管徑的理論值為φ89時(shí)，就能滿(mǎn)足最大冷凝水的排放量，φ2500×27000煅燒爐汽室上冷凝水回水管線(xiàn)為φ133×6管線(xiàn)，回水總管為φ159×4.5無(wú)縫管，增加1排加熱后中壓蒸汽流量一般控制在25t汽/h以?xún)?nèi)(小于最大蒸汽流量34t汽/h)，所以φ2500 ×27000煅燒爐增加一排加熱管后，它現(xiàn)有冷凝水管線(xiàn)排放能力足夠，不存在冷凝水排放不暢的問(wèn)題。

4 項(xiàng)目的實(shí)施及效果

2014年6月由三門(mén)峽化工機(jī)械有限公司對(duì)我廠(chǎng)3#φ2500×27000煅燒爐改造部分進(jìn)行了測(cè)繪、制作和安裝，設(shè)備改造后于2014年9月投入運(yùn)行。

3#煅燒爐改造前中壓蒸汽汽量一般維持在20t汽/h以?xún)?nèi)生產(chǎn)(一般控制在18t汽/h左右生產(chǎn))，再增加下汽量除了出堿溫度很難保證外，爐頭翅片管彎頭爆裂的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。改造后，我們利用了一周的時(shí)間對(duì)3#煅燒爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行了查定，得出：3#煅燒爐下汽量控制在25t汽/h左右生產(chǎn)時(shí)，各項(xiàng)工藝指標(biāo)狀況均較好，出堿溫度在190 ℃左右，出氣溫在135 ℃左右，汽耗在1.3t汽/t堿左右，而且生產(chǎn)的穩(wěn)定性較好。下汽量控制在28t汽/h左右生產(chǎn)時(shí)，出堿溫在180 ℃左右，出氣溫在130 ℃左右，出堿、出氣溫仍然能夠保證，但是出現(xiàn)爐頭真空波動(dòng)大、容易冒堿、分離器頻繁堵塞現(xiàn)象。

如果按25t汽/h的下汽量，1.3t汽/t堿汽耗計(jì)算，3#φ2500×27000改造后生產(chǎn)能力可達(dá)到 460t/h，已超出該設(shè)備的原設(shè)計(jì)能力350t/d。

5 存在問(wèn)題

3#φ2500×27000煅燒爐改造后，下汽量控制在25t汽/h以?xún)?nèi)生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性較好。如果超過(guò)25t汽/h生產(chǎn)，分離器能力受限，造成分離器走堿不暢，生產(chǎn)的連續(xù)性較差。

分析原因我們認(rèn)為這是由于煅燒爐改造后它的生產(chǎn)能力增大了，但對(duì)其配套使用的爐氣系統(tǒng)及分離器并沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的改造，爐頭冒堿和分離器走堿不暢是受爐氣系統(tǒng)和分離器能力受限的影響，和3#φ2500×27000煅燒爐本體改造沒(méi)有關(guān)系。

如果在條件具備的情況下，對(duì)3#煅燒爐的爐氣系統(tǒng)和分離器進(jìn)行改造，徹底消除影響3#煅燒爐穩(wěn)定運(yùn)行的因素，3#煅燒爐運(yùn)行會(huì)更加趨于完善。

6 結(jié) 論

總之，隨著煅燒爐加熱系統(tǒng)的不斷改進(jìn)，設(shè)備的能耗將不斷下降，產(chǎn)量也將大幅度地提高，使設(shè)備的綜合性能日趨完善、設(shè)備的綜合性能日趨完善。

TQ114.15

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1005-8370(2016)03-40-02

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