提高大型竹漿黑液堿回收爐運行連續(xù)性與穩(wěn)定性的探討

楊篤明 鄧天文 袁迎凱

(貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司，貴州赤水，564707)

提高大型竹漿黑液堿回收爐運行連續(xù)性與穩(wěn)定性的探討

楊篤明 鄧天文 袁迎凱

(貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司，貴州赤水，564707)

介紹了貴州赤天化紙業(yè)有限公司大型竹漿黑液堿回收系統(tǒng)的概況及堿回收爐的運行情況，提出可通過技術(shù)改造、規(guī)范操作、加強設(shè)備管理、做好系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作，來達到提高堿回收爐乃至整個漿廠運行連續(xù)性與穩(wěn)定性的目標。

竹漿黑液;堿回收爐;技術(shù)改造;連續(xù)性;穩(wěn)定性

在世界經(jīng)濟發(fā)展日益追求節(jié)能和環(huán)保的今天，堿回收系統(tǒng)在現(xiàn)代化漿廠中的重要性日趨凸現(xiàn)。堿回收爐作為漿廠堿回收系統(tǒng)的核心，其運行的連續(xù)性和穩(wěn)定性在很大程度上代表了整個漿廠的運行水平。在堿回收爐停運的情況下長時間保持制漿生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)是很難的，除非其蒸發(fā)和苛化系統(tǒng)擁有足夠大的緩沖能力。一個漿廠的連續(xù)、穩(wěn)定和高負荷運行是其降低生產(chǎn)成本的一條極其重要的途徑。如何進一步提高堿回收爐運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性，降低因其停機而導(dǎo)致整個漿廠停運的概率，從而提高整個漿廠運行的連續(xù)性與經(jīng)濟性，已經(jīng)成為一項重大課題，需要不斷地摸索、實踐和總結(jié)［1］。

本文介紹了筆者所在的貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司 (簡稱赤天化紙業(yè))堿回收系統(tǒng)的概況及其投產(chǎn)近3年來的實際運行情況，結(jié)合筆者從事堿回收生產(chǎn)操作和技術(shù)管理的實踐［2］，就如何提高大型竹漿黑液堿回收爐的運行連續(xù)性與穩(wěn)定性提出幾點粗淺的看法，以供同行參考。

1 堿回收系統(tǒng)簡介

赤天化紙業(yè)堿回收系統(tǒng)采用的是引進的管式降膜結(jié)晶蒸發(fā)工藝、國產(chǎn)單汽包低臭型堿回收爐、引進的兩段苛化工藝及國產(chǎn)石灰窯。自2008年4月投入運行以來，經(jīng)過局部的改造及生產(chǎn)操作的實踐和總結(jié)，該系統(tǒng)已基本達到設(shè)計生產(chǎn)能力，堿回收率達96%以上;系統(tǒng)運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性已大大提高，2010年實現(xiàn)連續(xù)運行近百天。

針對竹漿黑液高硅含量和高黏度的特殊性，赤天化紙業(yè)堿回收系統(tǒng)采用九體六效管式降膜結(jié)晶蒸發(fā)、中濃黑液鈍化和高濃黑液壓力貯存技術(shù)，在設(shè)計之初即期望解決竹漿黑液在高硅含量和高黏度條件下蒸發(fā)器結(jié)垢的技術(shù)難題。該蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計蒸發(fā)水量370 t/h，產(chǎn)品濃黑液濃度70%。從投運以來的實際情況看，采用該技術(shù)是非木漿黑液蒸發(fā)系統(tǒng)進一步提高濃黑液濃度和延長系統(tǒng)運行周期的有效途徑。

系統(tǒng)中國產(chǎn)堿回收爐的設(shè)計處理能力為1500 t/d(固形物)，副產(chǎn)品為6.8 MPa、480℃的過熱蒸汽220 t/h。作為目前世界上最大的竹漿黑液堿回收爐，該堿回收爐借鑒和吸收了國外先進的爐型和工藝系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，采用四層供風、焙爐復(fù)合鋼管水冷壁、高低濃臭氣綜合回收利用和大量采用變頻等先進的節(jié)能技術(shù)，這在大型堿回收爐的國產(chǎn)化道路上是一次重大突破。

考慮到非工藝元素硅的循環(huán)累積問題及其對白泥洗滌的嚴重影響，系統(tǒng)采用兩段苛化和長窯煅燒白泥回收石灰工藝及壓力盤式白液過濾和真空盤式白泥洗滌工藝。預(yù)期通過預(yù)苛化實現(xiàn)對竹漿綠液中非工藝元素硅的選擇性排放，為維持系統(tǒng)硅平衡，最大限度地降低白泥排放量，提高白泥回收率。從系統(tǒng)實際運行的情況來看，預(yù)苛化對于竹漿綠液中硅的選擇性排放還未達到預(yù)期效果，高硅含量嚴重制約了白液過濾和白泥洗滌的生產(chǎn)能力，并嚴重影響了洗滌后白泥的干度。

從系統(tǒng)運行近3年的情況來看，因受云貴高原喀斯特地貌的影響，赤水河原水經(jīng)處理后硬度 (以Ca-CO3計，以下同)仍高達150～200 mg/L，夏季汛期更高，達250～300 mg/L，長期運行后造成制漿和堿回收系統(tǒng)的洗漿機、真空泵、過濾機、蒸發(fā)器等設(shè)備嚴重結(jié)垢，對系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行產(chǎn)生了很大影響。2010年，通過對制漿和堿回收工藝用水進行單級離子交換處理，使硬度降至80 mg/L以下，同時通過大量回用蒸發(fā)系統(tǒng)的輕、中廢水，這種狀況已大大緩解。

因漿線系統(tǒng)的封閉循環(huán)程度提高及全廠高、低濃臭氣進堿回收爐綜合回收利用，目前整個系統(tǒng)已不需要補充芒硝就可維持硫平衡，但堿回收爐綠液芒硝還原率僅能達到93%～94%。制漿氧脫木素段、PO漂白段添加的MgSO4及漂白各段調(diào)整pH值所用的硫酸中所含的硫在封閉循環(huán)過程中大部分隨黑液回到蒸發(fā)系統(tǒng)，由此補充系統(tǒng)的硫損失。這些硫化物在黑液中的形態(tài)與成分以及高、低濃臭氣中硫化物的結(jié)構(gòu)形式等，是否會影響堿回收爐綠液的芒硝還原率，還需要在今后的生產(chǎn)實踐過程中進一步摸索和總結(jié)。

2 提高堿回收爐的運行連續(xù)性

堿回收爐作為處理制漿黑液和供給整個漿廠主要能源的核心工段，其運行的連續(xù)性將決定整個漿廠的連續(xù)性。而堿回收爐的運行連續(xù)性除受其自身系統(tǒng)與設(shè)備狀況的影響外，在很大程度上還受與其關(guān)聯(lián)的制漿、蒸發(fā)和苛化等系統(tǒng)的制約或影響，特別是在這些系統(tǒng)本身運行的連續(xù)性較差或不穩(wěn)定時。

提高堿回收爐的運行連續(xù)性是一項系統(tǒng)工程，需要整個漿廠各方面的配合協(xié)作。要達到這一目標，需從技術(shù)改造、設(shè)備維護檢修管理及生產(chǎn)操作管理等多個方面著手進行。

2.1 完善和優(yōu)化工藝系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型

赤天化紙業(yè)的堿回收系統(tǒng)除在工藝系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型上吸收和借鑒大量的先進技術(shù)與理念，在技術(shù)實踐的過程中也取得了許多重大突破。但鑒于竹漿堿回收系統(tǒng)的特殊性，生產(chǎn)實踐過程中仍存在蒸發(fā)高濃效體易結(jié)垢、堿回收爐芒硝還原率偏低、苛化綠液澄清度偏低、因硅干擾導(dǎo)致的白液過濾及白泥洗滌困難、干度偏低、殘堿偏高和白泥回收率偏低等問題;同時，工藝系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型上也存在一些有待完善和優(yōu)化的地方。系統(tǒng)投用近3年來，依靠相關(guān)設(shè)計院等單位及赤天化紙業(yè)自身的力量，對其進行了數(shù)以百計的技改技措。如蒸發(fā)系統(tǒng)增加了中濃槽及稀黑液配濃系統(tǒng)，增加了濃黑液的頂部循環(huán)管;苛化系統(tǒng)新增1臺白液貯槽，新增外購石灰添加線，白液過濾機工藝管道技改;堿回收爐溜槽的改型，溜槽消音及掛堿沖洗系統(tǒng)優(yōu)化改造，溶解槽靠溜槽側(cè)內(nèi)壁熔融物腐蝕的防范技改，風加熱器排水側(cè)法蘭易泄漏的技改，啟動燃燒器的改型，汽動給水泵輔助潤滑油系統(tǒng)的改造;對部分重要系統(tǒng)管線增設(shè)根部切斷閥;對部分關(guān)鍵部位單系列轉(zhuǎn)動設(shè)備增加備用泵，如增加蒸發(fā)黑液地坑泵及一效新鮮蒸汽減溫水泵，增加白液過濾機入口苛化乳液泵、白液澄清器底流泵等。這些技改技措的實施和使用，消除了系統(tǒng)設(shè)計或設(shè)備選型所導(dǎo)致的局部瓶頸，在很大程度上改善了各個系統(tǒng)的運行狀況，對各個系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行奠定了良好的基礎(chǔ)，對提高堿回收爐的運行連續(xù)性起到了極其重要的作用。

2.2 加強生產(chǎn)管理、規(guī)范操作，減少事故停機與被動停機

對于一個新建的大型制漿造紙企業(yè)，其技術(shù)管理者和生產(chǎn)操作人員無論是理論還是實際操作上都無經(jīng)驗可談。隨著運行時間的逐漸增加，赤天化紙業(yè)在生產(chǎn)實踐過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，逐漸提高對整個系統(tǒng)的認知和掌控能力。對于投產(chǎn)達2年以上的漿廠，一般情況下因為操作失誤導(dǎo)致系統(tǒng)停機的概率是比較低的。但是，無論對于哪個漿廠，通過加強生產(chǎn)管理與規(guī)范操作，減少事故停機與被動停機，都應(yīng)作為生產(chǎn)管理的第一要務(wù)，可從以下幾個方面著手考慮。

(1)應(yīng)根據(jù)車間的實際情況制定技術(shù)管理和操作人員的明細化崗位責任制，并根據(jù)運行的具體情況適時的修正和調(diào)整，劃定每個人的工作范圍，理清工作程序，明確職責權(quán)限，并制定相應(yīng)的檢查考核制度，盡量減少工作過程中的推諉、扯皮現(xiàn)象。

(2)在生產(chǎn)實踐逐步推進的過程中，應(yīng)根據(jù)每一次的開停機和事故處理總結(jié)經(jīng)驗，逐步修訂完善生產(chǎn)操作規(guī)程，使系統(tǒng)開停機程序、事故處理原則和正常生產(chǎn)操作控制方法等程序化、規(guī)范化和明細化。使每一次的開停機和正常生產(chǎn)操作都能有序進行，盡量降低操作失誤或事故處理不當?shù)目赡苄?。例如針對外供電網(wǎng)的晃電、斷電或自備汽輪發(fā)電機組故障斷電等事故，必須制定詳細的應(yīng)急預(yù)案，在事故發(fā)生時才能做到有條不紊地處理，盡量降低事故的影響面或停機的范圍。要對所有工藝指標進行過程控制，對關(guān)鍵性指標要從車間的角度收縮控制范圍進行重點控制，并實施明細化的考核措施，通過加強和優(yōu)化工藝指標控制提高系統(tǒng)運行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。例如，堿回收爐的給水、爐水和芒硝還原率指標，蒸發(fā)系統(tǒng)的中濃和高濃黑液濃度、高濃效體的溫差指標，苛化系統(tǒng)的綠液澄清度、過量灰、苛化度、白泥/綠泥水分及殘堿指標等，都應(yīng)重點加強并嚴格控制在合理的范圍。

(3)要做好堿回收系統(tǒng)內(nèi)部各工段間的負荷平衡工作，避免在自身各系統(tǒng)并無重大故障而制漿系統(tǒng)故障停機幾小時或更長時間，使蒸發(fā)系統(tǒng)無法正常供給堿回收爐維持最低穩(wěn)定負荷所需的濃黑液量，或苛化系統(tǒng)槽罐已滿無法接收綠液，導(dǎo)致堿回收爐被動停機。

蒸發(fā)工段應(yīng)根據(jù)制漿的生產(chǎn)負荷平衡生產(chǎn)，各緩沖槽罐液位在可控范圍的前提下，應(yīng)盡量穩(wěn)定負荷，少做大幅度調(diào)整或頻繁調(diào)整。盡量保證濃黑液槽液位在70%以上，以防止蒸發(fā)系統(tǒng)短時故障而無法供給堿回收爐燃燒黑液;中濃黑液槽應(yīng)盡量保持較高液位，以保證制漿短時停機而堿回收爐繼續(xù)運行時蒸發(fā)高濃效體仍能繼續(xù)運行，防止堿灰進入稀黑液系統(tǒng)并累積而導(dǎo)致不可預(yù)測的嚴重后果;泄漏液槽應(yīng)維持最低液位，稀黑液槽可保持40%～50%液位以保證留有足夠的接收稀黑液的緩沖空間。

堿回收爐負荷平衡的依據(jù)為制漿負荷的高低，但須兼顧蒸發(fā)和苛化系統(tǒng)的液位，要做到既滿足苛化生產(chǎn)白液對綠液量的需求，又使蒸發(fā)及苛化系統(tǒng)各槽罐液位穩(wěn)定平衡。堿回收爐負荷在一段時間內(nèi)應(yīng)盡量平穩(wěn)，做到較少調(diào)整以確保墊層的形成和穩(wěn)定燃燒，從而確保穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)量和獲得較高的芒硝還原率;對于制漿或漿板系統(tǒng)2～3 h以內(nèi)的短時停機，堿回收爐負荷可以不調(diào)整。原則上堿回收爐不應(yīng)作為蒸汽平衡的手段，在整條生產(chǎn)線均正常生產(chǎn)的情況下，應(yīng)避免用堿回收爐負荷作為平衡蒸汽管網(wǎng)壓力波動的手段。

苛化系統(tǒng)的生產(chǎn)負荷平衡以滿足制漿生產(chǎn)所需的白液量為目標，同時將白泥、綠泥排出系統(tǒng)。要根據(jù)制漿的生產(chǎn)負荷調(diào)整好堿回收爐及消化和苛化的生產(chǎn)負荷，維持綠液澄清器在30%～40%的低液位和白液貯槽在70%～80%的高液位，以確保制漿停機10～20 h仍有足夠接收綠液的空間，同時保證在苛化系統(tǒng)局部短期故障時仍能提供制漿生產(chǎn)所需的白液。

2.3 加強設(shè)備巡檢、維護保養(yǎng)和維修管理，延長設(shè)備運行周期

一套生產(chǎn)裝置的運行連續(xù)性除與其工藝技術(shù)的先進性及其生產(chǎn)操作的優(yōu)化完善直接相關(guān)外，還與其設(shè)備管理的水平密不可分。堿回收爐工藝系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，其輔機故障常常成為影響運行連續(xù)性的重要因素。因此，加強堿回收爐設(shè)備的巡檢、維護保養(yǎng)和維修管理，延長設(shè)備運行周期也就顯得尤為重要。

赤天化紙業(yè)設(shè)有專門的設(shè)備管理和機械、電儀維保部門，車間在設(shè)備主管部門的要求和指導(dǎo)下，在維保部門的配合下做好設(shè)備管理工作。除此之外，還需從以下幾個方面加強和完善設(shè)備管理工作。

(1)需要建立一套完善的設(shè)備巡回檢查制度。要求班組對所有主要設(shè)備按其重要程度進行每1 h、每2 h或每4 h的例行巡回檢查，及時發(fā)現(xiàn)動設(shè)備和靜設(shè)備的密封泄漏點及動設(shè)備的振動溫度異常，以便及時予以消除，對于重點設(shè)備的例行巡檢實施翻牌或簽到制度;各工段工藝技術(shù)員和車間設(shè)備技術(shù)員每天對所分管界區(qū)設(shè)備至少進行一次例行的全面檢查以發(fā)現(xiàn)隱患，同時對班組的設(shè)備例行巡檢工作進行檢查、指導(dǎo)、督促和考核;車間每周組織相關(guān)技術(shù)人員對關(guān)鍵設(shè)備進行至少一次重點檢查。

(2)建立重點轉(zhuǎn)動設(shè)備的例行監(jiān)測制度。對堿回收爐給水泵、引風機及各供風機、蒸發(fā)濃黑液循環(huán)泵、燃燒黑液輸出泵和真空泵、苛化白液多園盤過濾機的壓縮機、白泥和綠泥過濾真空泵及其他重點設(shè)備等，進行每2 h或每4 h一次的振動溫度監(jiān)測記錄。

(3)建立和完善設(shè)備潤滑管理制度。車間設(shè)立專職的設(shè)備潤滑管理員，負責潤滑油脂的分類、過濾和存放，并負責脂類潤滑設(shè)備的定期例行加脂工作，可有效避免班組因工作拖沓和推諉而導(dǎo)致脂類潤滑設(shè)備潤滑不良。稀油潤滑設(shè)備由班組根據(jù)例行巡檢的情況按車間設(shè)備潤滑標準適時進行補油或換油，車間定期進行檢查、監(jiān)督和考核。

(4)建立和完善備用轉(zhuǎn)動設(shè)備絕緣遙測、例行盤車和試運行制度。必須按規(guī)范對備用轉(zhuǎn)動設(shè)備的電機進行絕緣遙測，并按備用轉(zhuǎn)動設(shè)備的重要程度確定盤車的頻率。如堿回收爐備用給水泵最好每幾小時盤車1次。對于關(guān)鍵重點設(shè)備還應(yīng)定期試運行或倒換運行。

(5)推行設(shè)備定期例行檢查、檢測和預(yù)知維修。根據(jù)近3年來主要設(shè)備的運行情況記錄，統(tǒng)計分析關(guān)鍵設(shè)備的運行周期、故障頻率和故障部件等數(shù)據(jù)，在其運行壽命到達之前進行計劃性的預(yù)知維修，這在很大程度上避免了因關(guān)鍵設(shè)備突然故障所導(dǎo)致的緊急停機。

作為第一臺國產(chǎn)化的大型竹漿黑液堿回收爐，雖然在工藝設(shè)計和輔助設(shè)備選型配套上引進和借鑒了大量的先進技術(shù)和理念，但局部仍存在如前所述的不完善或欠缺，如吹灰器故障頻率高和堿灰系統(tǒng)輸送設(shè)備特別是電除塵器底部平刮板機選型能力偏小導(dǎo)致故障頻率較高等，在很大程度都嚴重影響和制約了系統(tǒng)運行的連續(xù)性。通過近3年的實際生產(chǎn)運行過程，建立和完善上述設(shè)備管理制度并予以實施，目前系統(tǒng)整體運行情況較好，2010年已首次實現(xiàn)連續(xù)運行96天。

3 提高堿回收爐的運行穩(wěn)定性

對于堿回收系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性而言，有效提高其運行連續(xù)性僅僅是一個方面，另一個重要方面則是通過優(yōu)化操作控制，提高運行的穩(wěn)定性。堿回收爐的運行穩(wěn)定性體現(xiàn)在較好的墊層性狀與穩(wěn)定性、較高的黑液產(chǎn)汽率、較小的產(chǎn)汽量波動及較高的芒硝還原率等方面。在優(yōu)化堿回收爐操作控制的同時，必須優(yōu)化蒸發(fā)及苛化系統(tǒng)的操作控制。

相對于木漿黑液而言，竹漿黑液因受原料硅含量較高及Cl－、K+等非工藝元素累積速度較快的影響，其表征性狀為黏度大、熱值低。如濃度70%、溫度125℃左右的竹漿黑液，其黏度＞200 mPa·s，但熱值僅為11～12 MJ/kg固形物。因此，相對于木漿黑液，竹漿黑液堿回收系統(tǒng)的運行有其自身特點，生產(chǎn)操作控制的難度更大一些。以下是筆者的一些思路或想法。

3.1 盡量提高并穩(wěn)定入爐濃黑液濃度

入爐燃燒的黑液濃度是影響堿回收爐運行穩(wěn)定性的一個重要因素。在入爐黑液流量穩(wěn)定的情況下，濃度的高低決定了實際入爐燃燒的固形物的多少。較高的單位黑液濃度有利于爐底墊層的形成及穩(wěn)定燃燒，可有效避免因干燥不好而導(dǎo)致的墊層滅火，并獲得較高的單位黑液產(chǎn)汽率。入爐黑液濃度波動會對墊層造成很大擾動，使墊層處于不停的消長狀態(tài)，從而導(dǎo)致產(chǎn)汽量的波動變大及芒硝還原率降低。對于竹漿黑液，濃度達60%即可以燃燒運行，濃度達65%可以達到較穩(wěn)定的運行狀態(tài)，濃度達70%以上則對其運行穩(wěn)定性與熱效率更有利，但須考慮其蒸發(fā)裝置的承受能力。對于本系統(tǒng)中的蒸發(fā)系統(tǒng)而言，一效蒸發(fā)器可實現(xiàn)連續(xù)出濃度70%左右的濃黑液。但因黏度過大及高硅含量的影響可能導(dǎo)致高濃效體結(jié)垢，進一步使?jié)夂谝旱臐舛忍岣咧?5%或以上，在技術(shù)和操作上難度都較大，除非在黑液高溫鈍化和防止形成硅垢等工藝技術(shù)方面取得進一步的突破。

3.2 優(yōu)化入爐黑液的噴射性狀控制

入爐黑液噴射性狀控制包括黑液霧化粒度的合理控制與噴槍的合理配置兩個方面，這將直接影響墊層的形成與分布。穩(wěn)定的墊層及其合理分布可有效降低產(chǎn)汽量的波動程度，使熔融物流出通暢并獲得較高的芒硝還原率。

3.2.1 入爐黑液溫度及噴射壓力的合理控制

控制入爐黑液溫度及噴射壓力的目的在于控制噴液的粒度大小。溫度的高低決定黏度的大小，在相同噴嘴直經(jīng)時，壓力則決定噴射的速度及霧化顆粒的大小。黑液溫度提高，黏度降低，噴射粒度變小;黑液壓力提高則噴射速度加快，噴射粒度亦變小;反之亦然。過高的黑液溫度及壓力會導(dǎo)致噴射粒度過小，形成較多的懸浮燃燒而非期望的墊層燃燒，爐底墊層較低甚至消失，其直接的后果就是產(chǎn)汽量波動變大、芒硝還原率降低，黑灰及堿灰升華飛失增大;同時因為燃燒區(qū)的上移還可能導(dǎo)致過熱器的超溫及積灰。另外，過高黑液噴射壓力有時還會導(dǎo)致黑液噴至對面或角落的爐墻上形成過多爐壁結(jié)掛及燃燒，其后果往往是爐壁黑灰塊的不時掉落對爐底墊層形成巨大擾動，有時甚至堵塞溜槽或風口。

黑液溫度及噴射壓力過低，則黑液粒度較大且噴射速度較低，致使黑液干燥不好，爐底溫度降低、局部滅火甚至熄火，最終導(dǎo)致溜槽、風口堵塞，芒硝還原率大幅降低，操作難度大大增加、難以維系穩(wěn)定運行，這種情況在黑液濃度降低或開機啟爐階段極易出現(xiàn)。但是，黑液溫度、噴射壓力、粒度大小等控制在什么范圍是合適的，與黑液的自身性狀 (漿種、濃度、殘堿、熱值和非工藝元素累積量等)和堿回收爐設(shè)計 (爐型、供風配置、噴槍口高度、噴槍型式等)密不可分，絕不能一概而論。對于本系統(tǒng)濃度70%左右的竹漿黑液而言，一般通過噴槍數(shù)量及口徑的調(diào)整，將黑液噴射壓力控制在120～150 kPa，通過調(diào)整蒸發(fā)濃黑液壓力貯槽的壓力或爐前直接加熱將黑液溫度控制在122～125℃。

3.2.2 黑液噴槍的合理配置

對于采用懸浮干燥的大型堿回收爐而言，合理的墊層形狀應(yīng)該是以爐底正中略向前墻靠攏為中心，前墻略高，而后墻 (設(shè)有四個熔融物流槽)略低的山丘形狀。這樣的墊層形狀，更利于熔融物從截面積很大的爐膛通暢流出，如圖1所示。

圖1 理想的墊層形狀示意圖

為了形成如圖1所示的理想墊層，在實際生產(chǎn)中，對噴槍的口徑選擇、架設(shè)位置和角度進行合理的配置也就顯得尤為重要。根據(jù)本系統(tǒng)堿回收爐左右側(cè)墻各3個黑液噴槍孔及前后墻各2個黑液噴槍孔的實際情況，筆者在生產(chǎn)實踐過程做了一定的探索和嘗試，取得較好效果，如圖2所示。

圖2 黑液噴槍分布圖

(1)前墻及側(cè)墻靠前墻側(cè)應(yīng)盡量架設(shè)中等口徑噴槍，以保持靠溜槽側(cè)較低的墊層及防止爐墻角落形成過多的爐壁燃燒。

(2)兩側(cè)墻中間根據(jù)實際情況可架設(shè)口徑較大的噴槍，兩側(cè)墻靠后墻側(cè)在未達滿負荷情況下盡量不架設(shè)黑液噴槍，以降低溜槽側(cè)墊層高度利于熔融物的順利流出。

(3)所有黑液噴槍的架設(shè)應(yīng)盡量保證其折射板前后左右方向均處于水平位置，墊層高低的控制盡量通過黑液溫度、壓力調(diào)整及爐底供風分配來實現(xiàn)。

3.3 供風配比及風壓的合理控制

供風配比及風壓控制是堿回收爐穩(wěn)定運行的決定性條件之一。傳統(tǒng)堿回收爐的一次、二次和三次供風設(shè)計上一般采用4∶5∶1的分配方式。在實際生產(chǎn)過程中，根據(jù)爐底燃燒狀況及風量計量的準確程度其供風配比與設(shè)計值會有一定偏差，同時與漿種、黑液濃度及堿回收爐負荷大小等都有很大關(guān)系，并不是一成不變的。目前大型堿回收爐的控制理念已經(jīng)普遍認為需減小一次風量，提高二次、三次風壓，加大三次風量。在保證爐底燃燒狀況穩(wěn)定的前提下，適當降低一次風量可使墊層表面形成良好的還原性氣氛，有助于芒硝還原率提高;較高的二次、三次風壓保證其能穿透整個爐膛，利于黑液的干燥，保證黑液熱解氣體的充分燃燒;加大三次風量則有利于壓制黑灰或堿灰升華飛失，降低結(jié)晶蒸發(fā)過程中的堿灰循環(huán)量。

對于本系統(tǒng)堿回收爐而言，根據(jù)黑液濃度及負荷的不同，系統(tǒng)一般將供風配比控制在一次風35%～40%、二次風40% ～50%、三次風10% ～20%。對于風壓控制，因為連續(xù)生產(chǎn)過程中，各風口二次風門易卡死的實際情況，一般不對風口二次風門作調(diào)整，各次風壓隨黑液負荷及供風配比而變化。實際運行數(shù)據(jù)為:一次風壓0.8～1.2 kPa、低二次風壓1.5～2.5 kPa、高二次風壓2.0～3.0 kPa、三次風壓2.5～3.5 kPa。

3.4 過?？諝庀禂?shù) (過剩氧含量)的合理控制

過剩空氣系數(shù)的大小直接影響堿回收爐運行的效率，根據(jù)傳統(tǒng)的理論及生產(chǎn)實踐，一般認為將過剩氧含量控制在2%～3%是比較合理的范圍，既兼顧了運行的經(jīng)濟性又保證了設(shè)備安全性。實際生產(chǎn)操作過程中應(yīng)通過不斷觀察爐底的墊層高低及燃燒情況適時調(diào)整供風量來控制過剩氧含量。對于本系統(tǒng)堿回收爐而言，按以下原則控制過剩氧含量，可保證爐底穩(wěn)定燃燒:當黑液負荷≥80%時，控制過剩氧含量在2%～3%范圍;當黑液負荷在70% ～80%時，控制過剩氧含量≤4%;當黑液負荷達65%～70%時，控制過剩氧含量≤5%。

3.5 精細化操作

必須通過精細化的操作來保證爐底形成相對穩(wěn)定的墊層。黑液負荷的加減應(yīng)盡量平穩(wěn)，避免頻繁大幅度的加減黑液負荷，以確保爐底墊層的形成和穩(wěn)定燃燒;黑液壓力和溫度的調(diào)整也應(yīng)平穩(wěn)進行，以防止爐底墊層的消長過快或?qū)е潞谝豪‖F(xiàn)象;供風量及其配比的調(diào)整應(yīng)盡量平穩(wěn)，不得一次性的大幅加減總風量，或每次調(diào)整各層供風比例不超過1%;操作中還須通過勤巡檢、勤觀察墊層的變化，來確保黑液噴槍少掛熔堿或黑液，保證爐底黑灰墊層的干燥及避免熔融物倒灌風口。

3.6 控制非工藝元素的循環(huán)累積

鑒于本系統(tǒng)竹漿黑液中Cl－、K+含量較高、未設(shè)置除Cl－、K+系統(tǒng)及整個系統(tǒng)封閉循環(huán)程度較高的特殊性，隨著運行時間的增加，Cl－、K+的循環(huán)累積大大降低了堿灰的熔點，導(dǎo)致過熱器積灰及腐蝕加快，蒸發(fā)管屏區(qū)域吹灰難度加大，嚴重時導(dǎo)致煙氣通道堵塞甚至需停機洗爐。在未增設(shè)去除Cl－、K+系統(tǒng)的情況下，可行的一種做法是通過定期分析綠液或白液中Cl－、K+的含量變化，適時地外排部分堿灰及不回收停機洗爐水，防止系統(tǒng)中Cl－、K+含量的無限增長。

3.7 苛化度的合理控制

苛化度的高低不僅直接影響產(chǎn)品白液的質(zhì)量及苛化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而且還會對蒸發(fā)及堿回收爐的操作運行產(chǎn)生一系列的連鎖影響。苛化度過低，不僅會導(dǎo)致白液有效堿比例降低，惰性堿 (主要Na2CO3)增加，在系統(tǒng)中形成惰性負荷，在“苛化→制漿→蒸發(fā)→堿回收爐→苛化”的封閉循環(huán)過程中，使黑液固形物中的無機物比例增加，嚴重時會威脅蒸發(fā)系統(tǒng)的安全運行 (溫差上升甚至結(jié)晶堵管)，導(dǎo)致黑液熱值降低，堿回收爐產(chǎn)汽率下降。苛化度過高，會導(dǎo)致苛化乳液中的過量灰偏高，而過量灰偏高往往會嚴重制約白液過濾及白泥洗滌的生產(chǎn)能力。對于本系統(tǒng)苛化工段而言，苛化度控制在78%～84%、過量灰控制1%～3%較適宜。

3.8 積灰控制

堿回收爐煙氣通道積灰堵塞，是影響熱效率與運行周期的重要因素。煙氣通道積灰堵塞的原因主要是鍋爐設(shè)計缺陷、黑液燃燒負荷過高、吹灰系統(tǒng)設(shè)計不完善、運行效果不佳和堿灰性質(zhì)發(fā)生改變等。如前所述，Cl－、K+的循環(huán)累積大大降低了堿灰的熔點，導(dǎo)致爐膛出口受熱面及蒸發(fā)管屏區(qū)域吹灰難度加大，嚴重時將導(dǎo)致煙氣通道堵塞。防止煙氣通道積灰堵塞的有效辦法是降低黑液燃燒負荷和增加吹灰次數(shù)以及必要的停爐水洗。對于本系統(tǒng)的堿回收爐而言，還可從以下幾個方面進行控制。

(1)優(yōu)化黑液噴射工藝、優(yōu)化供風配比及風壓控制，減少黑灰飛失及升華堿灰量。

(2)跟蹤分析煙氣通道各區(qū)域的壓差變化情況，對積灰嚴重區(qū)域，調(diào)整吹灰程序加大吹灰頻率。

(3)在黑液燃燒負荷較高時提高吹灰頻率及吹灰時間。

(4)對蒸發(fā)管屏煙氣出口及二級省煤器煙氣進口等易堵灰區(qū)域增設(shè)吹灰器，降低該區(qū)域煙氣通道積灰堵塞的可能性。

(5)如前所述，通過定期分析綠液或白液中Cl－、K+的含量變化，適時的外排部分堿灰及不回收停機洗爐水，防止系統(tǒng)中Cl－、K+含量的無限增長而使堿灰熔點大大降低，保證過熱器不積灰以防止腐蝕煤管及蒸發(fā)管屏區(qū)域不出現(xiàn)黏性堿灰，以降低該區(qū)域煙氣通道積灰堵塞的可能性。

(6)加強吹灰系統(tǒng)設(shè)備的巡檢、維護和保養(yǎng)工作，確保其正常運行。

3.9 制漿來稀黑液殘堿的合理控制

制漿來蒸發(fā)的稀黑液殘堿也是一個關(guān)鍵性指標。殘堿過高，則黑液固形物中無機物比例上升、熱值降低;殘堿過低，則可能導(dǎo)致黑液堿木素沉淀甚至高濃效體結(jié)垢的可能性。對于本系統(tǒng)的蒸發(fā)系統(tǒng)而言，筆者認為黑液殘堿以NaOH計控制在6～9 g/L較適宜。對于堿回收分廠或車間而言，稀黑液殘堿指標一般不在自身控制范疇，需要制漿生產(chǎn)線的配合。當然，在萬不得已時，蒸發(fā)工段也可加液堿或白液，自行調(diào)整稀黑液殘堿。

4 結(jié)語

提高堿回收爐的運行連續(xù)性與穩(wěn)定性是涉及技術(shù)改造、規(guī)范操作、設(shè)備管理、系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作控制等各個方面的系統(tǒng)工程，只靠堿回收車間或分廠的努力是遠遠不夠的，還需要生產(chǎn)技術(shù)管理部門、設(shè)備管理部門、制漿生產(chǎn)線和機械與電儀維修部門等的密切配合與協(xié)作。對于堿回收車間的技術(shù)管理者而言，需要在生產(chǎn)實踐過程不斷學習、摸索和總結(jié)，與相關(guān)部門密切配合與協(xié)作，通過技術(shù)改造、規(guī)范操作、加強設(shè)備管理、做好系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作控制等各個方面的手段，逐漸提高堿回收爐的運行連續(xù)性與穩(wěn)定性，從而提高整個漿廠運行的連續(xù)性與經(jīng)濟性。

［1］ 袁迎凱，楊篤明，陳啟明．高溫鈍化技術(shù)在竹漿黑液蒸發(fā)中的應(yīng)用［J］．中國造紙，2010，29(1):64．

［2］ 楊篤明，鄧天文．竹漿黑液貯槽循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化改進措施［J］．中國造紙，2011，30(4):52．

Improving the Continuity＆Stability of the Large Scale Bamboo Pulping Black Liquor Recovery Boiler Running

YANG Du-ming*DENG Tian-wen YUAN Ying-kai
(Guizhou Chitianhua Paper Industry Co．，Ltd．，Chishui，Guizhou Province，564707)

This article introduces the general situation and the running of a large scale bamboo pulping black liquor recovery plant and introduces the experience of improving the continuity and stability of the recovery boiler running through technical modification，regulating operation，strengthening equipment management，optimizing balance of system and operation controlling．Sequentially，the improvement of the production continuity and the profit of the whole pulp mill is achieved．

bamboo pulping black liquor;recovery boiler;technical modification;continuity;stability

X793;TS733+.9

B

0254-508X(2011)05-0042-06

楊篤明先生，工程師;主要從事堿回收車間的生產(chǎn)管理工作。

(*E-mail:ydmzy@tom．com)

2010-12-14(修改稿)

(責任編輯:常 青)