技术交流

站内搜索

新闻资讯
  • 全部
  • 产品管理
  • 新闻资讯
  • 介绍内容
  • 企业网点
  • 常见问题
  • 企业视频
  • 企业图册

预热器系统提效降阻改造措施(精)

发布时间:

2024-05-20


预热器系统提效降阻改造措施

摘 要:公司Φ4.8m×72m回转窑RF5/5 500预热器带分解炉系统,生产中出现预热器结皮导致通风阻力偏大、烟室扬尘、氨水消耗量大等问题。通过对分解炉入C5旋风筒风管降阻改造,烟室斜坡角度优化,治理漏风,优化脱销工艺氨水喷枪位置等措施,取得了较好的效果。

关键词:烧成系统;烟室;分解炉;漏风;脱硝系统

0 引言

璧山公司成立于2008年11月,是北京金隅集团旗下金隅冀东水泥下属全资子公司。公司坐落于重庆市璧山区河边镇浸口村,目前有一条4 500t/h熟料生产线,配套建设10MW余热发电和协同处置项目。烧成系统配备Φ4.8m×72m回转窑、RF5/5500预热器带分解炉系统,生产中存在预热器通风阻力偏大、氨水单耗高、烟室入料斜坡扬尘等问题。我们对此进行分析,并一一予以解决,取得了满意的效果。

1 存在的问题及分析

1.1 预热器通风阻力偏大

1)结皮积料影响系统通风,导致预热器通风阻力偏大。

分解炉有效容积为2 160m3(含鹅颈管),PH炉入口负压在-6 200Pa左右,分解炉出口负压高达-500Pa左右,烟室负压-300Pa,预热器阻力偏大。通过对系统标定得出结论,系统阻力偏高主要存在于烟室和分解炉入C5旋风筒部位,分解炉入C5旋风筒风管斜坡长期结皮积料,影响系统通风。    

2)替代燃料和替代原料较多增大了结皮积料的趋势。

公司为降低生产成本,大幅度地使用替代燃料和替代原料,导致有害成分随之增加;加之公司矿山石灰石碱含量较高,也导致系统结皮严重。

预热器堵料风险较大,前期对分解炉入C5旋风筒倒三角处进行过技改,但C5倒三角角度偏小,倒三角处结皮严重,影响系统通风。结皮达到一定厚度后会掉落导致C5AB旋风筒堵料,2022年1~7月份因结皮掉落堵三次(见图1),造成较大的安全生产风险且能耗升高。

1.2 烟室扬尘

烟室与喂料板连接处有400mm的平段,平段处积料严重,导致C5下料管物料进入窑尾烟室后,入窑物料冲击喂料下料托板头部容易产生二次扬尘。扬尘也造成窑炉通风阻力较大,影响系统通风。

1.3 氨水用量偏大

公司主要是通过采用SNCR选择性非催化还原法烟气自动脱硝系统,在燃烧工况正常的分解炉中部喷入还原剂(浓度为21%氨水),将炉内燃烧生成烟气中的NOx还原为N2H2O,从而降低NOx排放。由于受到分解炉工况的影响(粉尘浓度),如果窑况波动造成炉内还原气氛重(分解炉出口一氧化碳瞬时值达到7 000ppm),粉尘浓度高时,会减弱脱硝效果,造成环保数据超标。一般操作员会加入过量的氨水保证环保数据不超标,但是会降低炉温,影响分解炉炉正常燃烧,增加燃煤消耗,加入过量的氨水还会造成系统水蒸气增加,系统通风增加,高温风机拉至满负荷运行,给安全稳定运行埋下隐患。加之目前环保标准提高,窑尾氮氧化物控制指标由320ppm降低至160ppm,氨水用量增加,高温风机拉风量偏大,导致熟料煅烧困难,熟料热耗、电耗偏高。    

2 改造措施

2.1 降低预热器通风阻力

通过对分解炉入C5旋风筒风管斜坡角度优化调整,解决了C5旋风筒结皮堵塞问题,降低了系统阻力。

1)将窑尾烟室下料斜坡整体沿下料管平行方向浇注料整体剔除(包括下料托板),为确保拱顶到斜坡垂直距离尽可能增大,通过调整锚固钉尺寸将斜坡分两个倾斜角度平缓过渡入窑。上段大约49°,下段即2 000mm左右长的入料下料托板位置约以40°的倾斜角度入窑,相应地把入料板浇注料厚度增加,以增大倾度(见图2)。    

2)将分解炉入C 5 旋风筒倒三角倒“V”处改造,剔除倒“V”处和倒三角斜面浇注料,将倒“V”型斜板整体下降200mm,并对里侧钢板扩大处理,重新补焊锚固件,增加100mm厚硅钙板,倒三角斜坡易长结皮区域采用微晶板施工,其余部分重新打抗结皮浇注料(见图3)。技改后C5倒三角“V”型低端到高端距离由之前的800mm 增加到1 200mm,角度由45°改为51°。

3)对容易积料的出口位置增加一组空气炮,减少结皮的产生。通过对C5倒三角“V”型角度扩大处理后,达到降低系统阻力的和减少结皮的目的。    

2.2 烟室扬尘的治理

通过对烟室斜坡角度优化调整,解决了烟室入料斜坡扬尘问题。

2.3 系统漏风治理

由于设备的老旧以及检修完成后未能及时地对漏风进行治理,系统存在漏风。

1)内漏风治理。C1、C3、C4 更换新型微动双翻版阀,解决系统内漏风。

2)外漏风治理。分解炉上缩口法兰位置受热力影响错位,导致漏风严重,对此进行处理(见图4ab);倒三角入C5 AB旋风筒开焊严重(见图4c),旋风筒顶盖直段开焊,对此予以焊接修复。旋风筒检修门检修点火前使用耐火泥密封,窑尾结皮清理小门使用高温岩棉及时封堵。

2.4 氨水喷枪布置的优化

通过对氨水喷枪工艺位置优化调整,解决了氨水单耗偏高问题,缓解了氨水单耗增加导致的工艺问题。    

1)为减少氨水对分解炉工况的影响,将氨水喷枪位置改至C5 旋风筒锥部,将氨水喷枪由600mm更换为1500mm长的扇形喷枪,利用旋风筒工作原理,粉尘沿蜗壳筒壁做旋涡运动,C5锥体内部粉尘含量低一些,避免因粉尘干预影响氨水脱硝效果,C5旋风筒锥部温度在860~880℃,满足脱硝环境温度≥850℃的要求;旋风筒锥体部分不易长结皮,氨水喷枪避免堵塞。

2)氨水喷枪布置。喷氨水喷枪长度≥1.5m(现有喷枪为2m),枪设置在旋风筒自上而下斜锥体500mm位置;每个旋风筒安装四把,四把枪位置环形布置为90°,喷枪水平固定(喷枪雾化为扇形),插入深度1.4m。

3 改造成本

1)材料费。6把喷枪(包含软管)不含税价14 561.94元。

2)人工费。设备部机修2人,共计12d;按照外委人员360元/d计算:360×2×12=8 640元。

因此,本次氨水喷枪改造费用为:材料费+人工费=2.3万元。

4 改造效果

技改前后参数对比见表1,技改前后现场情况见图5,中控室画面对比见图6。    

1)通过改造和漏风治理以及加强对现场的管理,降低了系统阻力300Pa左右,C5倒三角掉结皮堵塞C5AB旋风筒的问题也得到根治,从2022年8月改造完成后截止到12月,未出现因结皮掉落导致预热器堵料情况。改造前后产量一致的前提下,高温风机转速下降40r/min,电流下降23A左右,较技改前高温风机每小时节电342.59kWh,年节约电费:342.59×24×300×0.5=123.3万元。

2)氨水喷枪改造效果    

改造前:氮氧化物排放控制指标≤100mg/m3,使用分解炉中部喷枪,氨水用量为1.01m3/h(取自2022年1~11月平均数),氮氧化物排放浓度为97.19mg/m38月和10月氮氧化物实测平均值为238mg/m3,吨熟料氨水单耗2.32kg/t。改造后:氮氧化物排放控制指标≤100mg/m 3,使用C5 锥部喷枪,停用分解炉喷枪,氨水流量为0.44m3/h(取自2022年12月份平均数),氮氧化物排放浓度为96.38mg/m3,每小时可节约氨水0.57t。12月氮氧化物实测值为232mg/m3,吨熟料氨水单耗1.23kg/t。

改造前后氨水单耗降低1.09kg/t,节约氨水200.4t,氨水单价743.12元/t,12月节约氨水费用:14.9万元。为排除产量影响,12月产量按8月和10月平均产量183 896.5t计算,改造前后的情况见表2。

综上所述,本次C5 氨水喷枪改造花费2.3万元,降低吨熟料氨水单耗1.09kg/t,按照2021年熟料预算产量178.31万吨计算,一年可节约氨水费用为:144.4万元(178.31×10 000×1.09/1 000×743.12=144.4万元)。   

作者:杨志龙

单位:冀东水泥璧山有限责任公司