環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行研究

(北京航天動(dòng)力研究所 北京航天石化技術(shù)裝備工程公司， 北京 100076)

環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行研究

卜銀坤
(北京航天動(dòng)力研究所 北京航天石化技術(shù)裝備工程公司， 北京 100076)

環(huán)己酮生產(chǎn)廢液中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約17%的氫氧化鈉及其它有機(jī)物，采用液態(tài)排渣的方法焚燒并進(jìn)行余熱回收，是國(guó)內(nèi)外化工行業(yè)常規(guī)有效的做法。由于余熱鍋爐設(shè)計(jì)或運(yùn)行的原因，常出現(xiàn)無(wú)法排渣或液態(tài)排渣狀態(tài)不理想的問(wèn)題，造成鍋爐尾部受熱面嚴(yán)重積灰、磨損甚至無(wú)法運(yùn)行。投資巨大、運(yùn)行成本高、處理效果不夠理想及使用壽命短已成為環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐急待解決的問(wèn)題。對(duì)國(guó)內(nèi)1臺(tái)正在運(yùn)行的單汽包倒N型液態(tài)排渣雙室爐環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐的設(shè)計(jì)、試運(yùn)行及存在問(wèn)題的改造過(guò)程進(jìn)行了分析研究，指出只要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則性數(shù)據(jù)正確、把握好衛(wèi)燃帶的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量、做好液態(tài)排渣溜槽的密封和絕熱，使鍋爐按設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行，環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐就能夠達(dá)到用戶(hù)使用要求。

余熱鍋爐； 環(huán)己酮； 液態(tài)排渣； 廢液焚燒； 設(shè)計(jì)； 運(yùn)行

環(huán)己酮生產(chǎn)廢液中一般含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為17%的氫氧化鈉以及其它有機(jī)物，國(guó)內(nèi)外化工行業(yè)通常采用液態(tài)排渣的方法焚燒環(huán)己酮廢液并進(jìn)行余熱回收[1-6]。

針對(duì)環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐存在的投資特別巨大、處理效果不夠理想以及使用壽命比較短等問(wèn)題，文中以1臺(tái)正在運(yùn)行的新型單汽包倒N型液態(tài)排渣雙室爐環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐(圖1)為例，對(duì)其設(shè)計(jì)、試運(yùn)行及存在問(wèn)題的改造等方面進(jìn)行分析研究。

圖1 單汽包倒N型液態(tài)排渣雙室爐環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐結(jié)構(gòu)

1 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)理念

圖1所示的余熱鍋爐和文獻(xiàn)[7]中的熱力計(jì)算示例5具有一定的相似性。鍋爐爐膛由燃燒室和冷卻室構(gòu)成，燃燒室、冷卻室及煙道所構(gòu)成的煙氣走向呈倒N形。其結(jié)構(gòu)除了汽包、下降管系統(tǒng)、汽水引出管系統(tǒng)外，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，所有受熱面布置依次為燃燒室、前凝渣管束、后凝渣管束、冷卻室、輻射屏、對(duì)流屏、高溫膜式省煤器、空氣預(yù)熱器、低溫省煤器。為了防止腐蝕性煙氣對(duì)金屬受熱面造成腐蝕，提高鍋爐的運(yùn)行效率，減少輔助燃料，燃燒室和冷卻室中膜式水冷壁管靠火一側(cè)的圓弧面上均焊有密集的銷(xiāo)釘，并全部敷設(shè)一層耐火衛(wèi)燃帶。該鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、焚燒充分、余熱回收高效，而且易實(shí)現(xiàn)大型化。實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)的定性設(shè)計(jì)是理想可行的，關(guān)鍵在于正確的定量設(shè)計(jì)。

環(huán)己酮廢液從燃燒室的頂部高壓霧化均勻噴入燃燒室，4個(gè)天然氣燃燒器在燃燒室靠近頂部橫截面的四角處，分別向燃燒室中心部位假想的直徑為1 m的圓切向噴入，形成此截面上的密集旋轉(zhuǎn)火焰，火焰隨著引風(fēng)機(jī)的作用向下移動(dòng)，同時(shí)蒸發(fā)并燃燒來(lái)自其上部的霧化廢液。燃燒室中下高度的橫截面上布置有二次風(fēng)，通過(guò)溫度、壓力等傳感元件實(shí)時(shí)捕捉信號(hào)、PLC程控發(fā)出指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)天然氣、燃燒空氣、廢液的噴入量，確保燃燒室內(nèi)各點(diǎn)及燃燒室底部出口的燃燒溫度、煙氣排放等各種參數(shù)在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi)。

新型廢液焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)理念[8]：①燃燒室的主要任務(wù)是確保廢液在輔助燃料的帶動(dòng)下，能夠及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒、充分燃盡，使其出口煙氣溫度達(dá)到預(yù)定要求，還要能夠攔截?zé)煔庵?0%以上的灰塵，使其從燃燒室底部液態(tài)排出。②設(shè)計(jì)的前凝渣管束和后凝渣管束除了對(duì)煙氣進(jìn)行有限冷卻降溫外，更重要的是盡可能多地捕捉煙氣中的熔融鹽粒，使其下落到燃燒室底部的鹽池內(nèi)，以便集中后從特制的溜槽中安全排出爐外。③冷卻室的任務(wù)是將從凝渣管束出來(lái)的次高溫?zé)煔饫^續(xù)冷卻直至比煙灰熔點(diǎn)溫度低100～150 ℃，將煙氣中總灰分的30%沉降流入燃燒室底部的鹽池內(nèi)，使煙氣通過(guò)密集的鍋爐尾部對(duì)流受熱面時(shí)不結(jié)渣、不積灰、不堵塞，最終達(dá)標(biāo)順利排入大氣。

2 余熱鍋爐主要參數(shù)

正在運(yùn)行的環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐額定蒸發(fā)量30 t/h，額定蒸汽出口壓力1.57 MPa(G)、出口溫度203 ℃，鍋筒工作壓力1.57 MPa(G)，給水溫度104 ℃，焚燒環(huán)己酮廢液消耗量16 800 kg/h，輔助燃料天然氣消耗量829.285 7 kg/h，理論燃燒溫度1 280 ℃，鍋爐排煙溫度200 ℃，鍋爐熱效率69.6%。所用輔助燃料天然氣熱值約35 884 kJ/m3、壓力0.25～0.30 MPa(G)，天然氣組分含甲烷、丙烷、丁烷、其他碳?xì)浠衔?、氮?dú)鈁9]，體積分?jǐn)?shù)分別為98%、0.30%、0.30%、0.40%、1%。按用戶(hù)給出的廢液物理組成折算的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表1。

表1 按環(huán)己酮廢液物理組成折算的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3 余熱鍋爐試運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題

在環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐初期3個(gè)月的試運(yùn)行過(guò)程中，燃燒室中心煙氣溫度經(jīng)常處于(1 000±50)℃，液態(tài)排渣口處溫度一般為(850±50)℃。因不能正常液態(tài)排渣，尾部煙道積灰堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致鍋爐無(wú)法運(yùn)行而被迫停爐。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，余熱鍋爐衛(wèi)燃帶不均勻脫落比較嚴(yán)重，同時(shí)伴有寬窄不同的裂縫，局部存在嚴(yán)重腐蝕，露出的銷(xiāo)釘凝有固體鹽。同時(shí)，燃燒室底部的液態(tài)排渣時(shí)有時(shí)無(wú)，且流動(dòng)不暢。鍋爐對(duì)流煙道中高溫膜式省煤器入口、空氣預(yù)熱器入口及低溫省煤器入口均存在嚴(yán)重的積灰現(xiàn)象。

4 余熱鍋爐存在問(wèn)題原因分析及解決辦法

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則性數(shù)據(jù)審查[8-10]

在廢液和指定助燃天然氣的混合比為1 kg∶0.069 1 m3、過(guò)氧燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)α=1.363、熱空氣的溫度trk=300 ℃時(shí)，計(jì)算的理論燃燒溫度為1 280 ℃。在滿(mǎn)負(fù)荷，即混合燃料的計(jì)算消耗量4.805 6 kg/s、低位發(fā)熱量6 961.664 kJ/kg的情況下，當(dāng)燃燒室出口煙氣溫度為950 ℃時(shí)，燃燒室內(nèi)的平均煙氣溫度應(yīng)當(dāng)為1 115 ℃。設(shè)計(jì)的鍋爐燃燒室為方形截面，其邊長(zhǎng)4 m，燃燒室高度14 m，燃燒室底部布置了兩級(jí)凝渣管束，且設(shè)有折焰墻，有利于液態(tài)排渣。根據(jù)爐膛的幾何形狀和尺寸，煙氣在燃燒室內(nèi)平均流速計(jì)算值為6 m/s、經(jīng)過(guò)的時(shí)間計(jì)算值為2.0 s，因?yàn)槠浜笥欣鋮s室，因此該時(shí)間是足夠的[11，12]。審查認(rèn)為，燃燒室結(jié)構(gòu)的原則性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)沒(méi)有問(wèn)題，如果衛(wèi)燃帶能起到應(yīng)有的作用，燃燒室內(nèi)平均煙氣溫度為1 115 ℃，則燃燒室底部的液態(tài)排渣應(yīng)當(dāng)沒(méi)有問(wèn)題，液態(tài)排渣環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐能夠正常運(yùn)行。

4.2 衛(wèi)燃帶組分及其性能設(shè)計(jì)審查

根據(jù)衛(wèi)燃帶破損、脫落的現(xiàn)場(chǎng)情況，筆者發(fā)現(xiàn)，除露出的銷(xiāo)釘頭部覆蓋一層白色的固體碳酸鈉外，其余部分的衛(wèi)燃帶表面均有不同程度的腐蝕跡象，膜式水冷壁管上衛(wèi)燃帶最薄處腐蝕量較少，處于兩根水冷壁管中間的衛(wèi)燃帶也是較厚位置腐蝕量最多，整個(gè)衛(wèi)燃帶表面形成條紋形的凹凸面。分析認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，除了銷(xiāo)釘形狀、數(shù)量、布局、澆鑄料的配比存在設(shè)計(jì)問(wèn)題外，不恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚭推叩倪\(yùn)行溫度也不能忽略。

鍋爐正常運(yùn)行時(shí)熱量沿各層的傳導(dǎo)及層間各節(jié)點(diǎn)的溫度見(jiàn)圖2。橫坐標(biāo)代表衛(wèi)燃帶復(fù)合爐襯的厚度δ，縱坐標(biāo)代表衛(wèi)燃帶復(fù)合爐襯截面內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的溫度t。

圖2 衛(wèi)燃帶復(fù)合爐襯橫截面內(nèi)各節(jié)點(diǎn)溫度

除各種損失外，從熱平衡角度考慮，煙氣中將有一定的熱流qlt穿過(guò)厚度為δry的熔融鹽層、厚度為δgy的固體鹽層、厚度δwr=0.03 m的衛(wèi)燃帶層、厚度δgb=0.005 m的管壁金屬厚度層直到工質(zhì)水，使一部分水變?yōu)檎羝仙藉佂病?/p>

需要說(shuō)明的是[13]，固體鹽的腐蝕性比熔融鹽的腐蝕性低一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以熱量傳遞路徑中的固體鹽層對(duì)衛(wèi)燃帶具有無(wú)可替代的保護(hù)作用，是鍋爐安全運(yùn)行的重要條件，其厚度可以很薄但不可以為0。然而事實(shí)上，由于燃燒室的運(yùn)行溫度過(guò)高、衛(wèi)燃帶導(dǎo)熱系數(shù)過(guò)小或者熔鹽對(duì)衛(wèi)燃帶腐蝕生成共晶熔鹽凝結(jié)溫度的降低等原因，實(shí)際并未形成圖2中所示的固體鹽層，致使衛(wèi)燃帶出現(xiàn)短期嚴(yán)重腐蝕或衛(wèi)燃帶的使用壽命過(guò)短。這種案例并不鮮見(jiàn)，本鍋爐就是其中一例。

作為澆鑄料的不同粒度的各種骨料，除了含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%～45%的Cr2O3外，還含有不同數(shù)量的Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等成分。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行成分、粒度配比時(shí)，必須先化驗(yàn)其名義成分的真實(shí)性，同時(shí)還要制作多種檢測(cè)試塊[14]，確認(rèn)滿(mǎn)足要求后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

環(huán)己酮廢液焚燒煙氣中的灰分主要是Na2CO3，其熔點(diǎn)是854 ℃。運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)證明[13]，Na2CO3的流動(dòng)溫度最低為868 ℃，此時(shí)燃燒室的出口煙氣溫度為950 ℃，燃燒室內(nèi)的煙氣溫度為(1 115±25)℃。關(guān)于固體鹽層對(duì)衛(wèi)燃帶起保護(hù)作用的說(shuō)法，文獻(xiàn)[15，16]認(rèn)為，熔融Na2CO3對(duì)衛(wèi)燃帶的初期腐蝕，或衛(wèi)燃帶表面的一部分材料熔入熔融Na2CO3后，黏度大大增加、流動(dòng)性變低，從而極大降低了腐蝕速度。

此外，必須的熔融鹽層厚度，不僅是余熱鍋爐燃燒室必須排渣量的需要，更是形成固體鹽層的需要。在設(shè)計(jì)余熱鍋爐時(shí)，根據(jù)燃燒室底部需要的液態(tài)排渣量，可以計(jì)算出燃燒室壁面理論熔融鹽層的厚度[13]。鑒于熔融鹽層厚度對(duì)提高燃燒室液態(tài)排渣量和衛(wèi)燃帶使用壽命的重要作用，應(yīng)當(dāng)盡可能地提高熔融鹽層的厚度，通常采用的方法是采用旋流燃燒和設(shè)計(jì)合理的折焰墻，這樣可以使燃料灰分的80%從爐膛底部排出，其中超過(guò)90%是從壁面熔融鹽層中流下來(lái)的[10，17]。

文獻(xiàn)[13]對(duì)堿爐中衛(wèi)燃帶相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了定量計(jì)算和分析，認(rèn)為出現(xiàn)衛(wèi)燃帶短期腐蝕脫落主要是設(shè)計(jì)原因。按熱傳導(dǎo)反向的設(shè)計(jì)理念重新設(shè)計(jì)并精心施工后[13，18]，解決了衛(wèi)燃帶短期腐蝕脫落的問(wèn)題，而且指出了這種鍋爐成功設(shè)計(jì)的關(guān)鍵路徑：①根據(jù)混合燃料的灰分確定爐膛底部可能的液態(tài)排渣量，進(jìn)而計(jì)算出爐膛壁面熔融鹽層的可能厚度。②根據(jù)壁面熔融鹽層的可能厚度計(jì)算其高溫側(cè)的溫度，即燃燒室允許的向火壁面溫度。再根據(jù)燃燒室必須的出口溫度計(jì)算出燃燒室內(nèi)必須的理論燃燒溫度。③根據(jù)求得的理論燃燒溫度進(jìn)行混合燃料中廢液、補(bǔ)充燃料的配比設(shè)計(jì)。

4.3 鍋爐尾部受熱面積灰問(wèn)題

環(huán)己酮廢液焚燒爐屬于典型的堿爐，廢液焚燒后的煙氣中含有的熔融Na2CO3約58.183 g/m3，對(duì)衛(wèi)燃帶的侵蝕和滲透是非常嚴(yán)重的，因此必須對(duì)衛(wèi)燃帶的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量給予高度重視。此外，燃燒室、冷卻室的結(jié)構(gòu)必須保證煙氣中80%的熔融Na2CO3能夠被捕捉并在其底部及時(shí)排出爐外，否則熔融Na2CO3會(huì)隨煙氣進(jìn)入下游煙道冷卻成固體Na2CO3大量沉積在受熱面上，磨損金屬受熱面甚至堵塞煙氣流道。

由圖1可以知道，緊鄰鍋爐冷卻室的是輻射屏、對(duì)流屏、高溫膜式省煤器，已充分考慮了減少積灰的問(wèn)題。之所以出現(xiàn)鍋爐尾部受熱面積灰的情況，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工或運(yùn)行的原因，使衛(wèi)燃帶應(yīng)有的功能沒(méi)有達(dá)到，衛(wèi)燃帶自身嚴(yán)重?fù)p壞、脫落，而且燃燒室的溫度不能保證應(yīng)有的出口溫度，致使煙氣中的大量熔融Na2CO3提前凝結(jié)成固體微顆粒，并隨煙氣進(jìn)入了下游煙道。要解決此問(wèn)題，就要確保液態(tài)排渣量的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)燃燒室和冷卻室的預(yù)定設(shè)計(jì)功能。

4.4 燃燒室底部液態(tài)排渣不暢問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察及運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，認(rèn)為因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工或者運(yùn)行的原因，衛(wèi)燃帶的應(yīng)有功能沒(méi)有達(dá)到，燃燒室的溫度不能保證應(yīng)有的出口溫度，致使燃燒室底部液態(tài)排渣量過(guò)少。燃燒室底部液態(tài)排渣不暢，主要是因?yàn)橐簯B(tài)排渣溜槽無(wú)密封和未絕熱所導(dǎo)致。一般出于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮，向外流出的液態(tài)Na2CO3過(guò)熱度很小，很容易被外界冷空氣冷卻結(jié)塊。而燃燒室具有一定的負(fù)壓，外界冷空氣從排渣口被吸入的逆流工況提高了外流液態(tài)Na2CO3的冷凝結(jié)塊速度。

實(shí)踐證明[13]，采用厚度為0.03 m、導(dǎo)熱系數(shù)為4.7 W/(m·℃)的碳化硅耐火澆鑄料并嚴(yán)格按相關(guān)工藝要求構(gòu)筑的衛(wèi)燃帶，能夠保證鍋爐的正常運(yùn)行。采用如圖3所示的封閉式保溫溜槽，能夠保證液態(tài)Na2CO3順利流入碎渣水池。采用圖4所示的無(wú)漏風(fēng)Na2CO3液渣排出、碎渣、輸出外排系統(tǒng)，則是更科學(xué)的選擇。

圖3 具有耐火保溫襯里的封閉式溜槽

5 結(jié)語(yǔ)

新型單汽包倒N型液態(tài)排渣雙室爐環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、焚燒充分、余熱回收高效等特點(diǎn)，而且容易實(shí)現(xiàn)大型化。介紹了環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵路徑，衛(wèi)燃帶對(duì)鍋爐安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行作用重大，應(yīng)保證衛(wèi)燃帶設(shè)計(jì)有據(jù)、施工質(zhì)量嚴(yán)格以及運(yùn)行狀態(tài)良好。只要鍋爐的定量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則性數(shù)據(jù)正確，保證鍋爐按設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行，倒N型結(jié)構(gòu)雙室爐液態(tài)排渣環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐就能夠達(dá)到用戶(hù)的使用要求。此鍋爐的成功設(shè)計(jì)和運(yùn)行，對(duì)其它類(lèi)型液態(tài)排渣爐具有一定的參考意義。

1.具有水封功能的碎渣水池 2.液渣下落豎井 3.具有耐火保溫襯里的封閉式液渣溜槽 4.燃燒室底部耐火襯里澆鑄料 5.液態(tài)渣出口 6.燃燒室水冷壁管 7.溜槽進(jìn)出口壓差調(diào)節(jié)閥 8.汽水分離器 9.凝結(jié)水自動(dòng)疏水器 10.撈渣機(jī) 11.風(fēng)管 12.鍋爐鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口圖4 無(wú)漏風(fēng)液態(tài)Na2CO3外排系統(tǒng)

[1] 別如山，楊勵(lì)丹，李 季，等.國(guó)內(nèi)外有機(jī)廢液的焚燒處理技術(shù)[J].化工環(huán)保，1999，19(3)：148-154.

(BIE Ru-shan，YANG Li-dan，LI Ji，et al. Incineration Technology for Waste Organic Liquor at Home and Abroad[J]. Environmental Protection of Chemical Industry，1999，19(3)：148-154.)

[2] 姬偉.淺談石油化工廢物的焚燒處理技術(shù)[J].石油化工環(huán)境保護(hù)，2003，26(1)：43-46.

(JI Wei. Technology of Petrochemical Waste Incineration[J].Environmental Protection in Petrochemical Industry，2003，26(1)：43-46.)

[3] 陳金思，金鑫，胡獻(xiàn)國(guó).有機(jī)廢液焚燒技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].安徽化工，2011，37(5)：9-11.

(CHEN Jin-si，JIN Xin，HU Xian-guo.Present Research and Development Trends of Organic Liquid Waste Incineration Technology[J]. Anhui Chemical Industry，2011，37(5)：9-11.)

[4] 張紹坤.焚燒法處理高濃度有機(jī)廢液的技術(shù)探討[J].工業(yè)爐，2011，33(5)：25-28.

(ZHANG Shao-kun. Research of Incineration Treatment Technology on High-concentration Organic Wastewater[J]. Industrial Furnace，2011，33(5)：25-28.)

[5] 呂宏俊，李曉東，嚴(yán)建華，等.有機(jī)廢液焚燒處理的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[J].電站系統(tǒng)工程，2004，20(4)：9-12.

(Lü Hong-jun，LI Xiao-dong，YAN Jian-hua，et al.Study on Several Key Issues in Incineration of Organic Wastewater[J]. Power System Engineering，2004，20(4)：9-12.)

[6] 呂宏俊，郭和民.焚燒法處理有機(jī)廢液的工藝選擇[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2005(12)：36-38.

(Lü Hong-jun，GUO He-min. Process Selection on Organic Waste Liquors Treated by Incinerating Method[J]. China Environmental Protection Industry，2005(12)：36-38.)

[7] 北京鍋爐廠(chǎng).鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算——標(biāo)準(zhǔn)方法[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1976：37-42，180-181.

(Beijing Boiler Works. Boiler Unit Thermal Calculation——Standard Method[M]. Beijing：China Machine Press，1976：37-42，180-181.)

[8] 卜銀坤.化工廢液焚燒余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].工業(yè)鍋爐，2015(5)：12-19.

(BU Yin-kun. Research on the Structure Design of Heat Recovery Boiler for Chemical Waste Liquids Incineration[J].Industrial Boiler，2015(5)：12-19.)

[9] 燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998：31-33.

(Fuel Gas Boiler Room Design Manual Preparation Group. Fuel Gas Boiler Room Design Manual [M]. Beijing：China Machine Press，1998：31-33.)

[10] 馮俊凱，沈幼庭，楊瑞昌.鍋爐原理及計(jì)算(第三版)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

(FENG Jun-kai，SHEN You-ting，YANG Rui-chang.Boiler Principle and Calculation(Third Edition)[M]. Beijing：Science Press Ltd.，2003.)

[11] 林宗虎，徐通模.實(shí)用鍋爐手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：587-589.

(LIN Zong-hu，XU Tong-mo. Practical Boiler Manual[M].Beijing：Chemical Industry Press，2009：587-589.)

[12] GB 18485—2014，生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)[S].

(GB 18485—2014，Standard for Pollution Control on the Municipal Solid Waste Incineration [S].)

[13] 卜銀坤.關(guān)于環(huán)己酮廢液焚燒余熱鍋爐衛(wèi)燃帶腐蝕脫落的理論分析與對(duì)策[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2016，32(2)：53-59.

(BU Yin-kun. Theoretical Analysis and Countermeasures on Refractory Belt Corrosion and Fall off in Cyclohexanone Wastewater Incineration Waste Heat Boilers[J].China Special Equipment Safety，2016，32(2)：53-59.)

[14] 北京鍋爐廠(chǎng).設(shè)計(jì)手冊(cè).第一冊(cè)[Z].1967：297-298.

(Beijing Boiler Works. Design Manual，Volume 1[Z].1967：297-298.)

[15] 占華生，康振杰，李燕京，等.廢棄物熔融爐用氧化鉻質(zhì)耐火材料及無(wú)鉻化研究現(xiàn)狀[N].中國(guó)建材報(bào)，2010-04-21.

(ZHAN Hua-sheng，KANG Zhen-jie，LI Yan-jing，et al. Research Status of Chromium Oxide Refractories and Chromium-Free in Melting Furnace for Waste[N]. China Building Materials Daily，2010-04-21.)

[16] 桂明璽.廢棄物焚燒爐和熔融爐用耐火材料的損毀[J].國(guó)外耐火材料，2002，27(1)：33-37.

(GUI Ming-xi. Damage of Refractories in Waste Incinerator and Melting Furnace[J]. Foreign Refractories，2002，27(1)：33-37.)

[17] 周菊華.鍋爐設(shè)備[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

(ZHOU Ju-hua. Boiler Equipment[M].Beijing：China Electric Power Press，2006.)

[18] 楊世銘，陶文銓.傳熱學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1998：29-31.

(YANG Shi-ming，TAO Wen-quan. Heat Transfer[M]. Beijing：Higher Education Press，1998：29-31.)

StudyonDesignandOperationofCyclohexanoneWastewaterIncinerationWasteHeatBoiler

BUYin-kun
(Beijing Aerospace Propulsion Institute，Beijing Aerospace Petrochemical Technology and Equipment Engineering Corporation，Beijing 100076，China)

Cyclohexanone wastewater contains about 17% sodium hydroxide and other organic compound. Incinerating liquid slag and recovering waste heat thereafter is the conventional practice in chemical industry at home and abroad. Since the issue of the design or operation, there often appear t slag-tapping failures, such as unable and undesirable slag-tapping. The failures results in serious fouling on the heating surface of the boiler tail, serious wear and even the unit shut-down. High investment and operating costs, undesirable treatment effect and short service life have become urgent problems to be solved for the cyclohexanone wastewater incineration waste heat boiler. An analysis was carried out for the design, commissioning, and problems existing in sing drum inverted N type liquid slag-tapping double chamber furnace in operation, and a solution was put forward that only if the correct design according to principle data, and good management and construction quality of scientific design and construction quality refractory belts are carried out, good slag-tapping chute sealing and insulation and running following design parameter, the cyclohexanone waste incineration waste heat boiler would satisfy users and meet their requirements.

waste heat boiler； cyclohexanone； slag-tapping； wastewater incineration； design； operation

1000-7466(2017)06-0018-06

2017-05-30

卜銀坤(1944-)，江蘇灌南人，高級(jí)工程師，學(xué)士，一直從事鍋爐、壓力容器設(shè)計(jì)和研究，目前主要從事化工廢棄物、廢液、廢氣焚燒及余熱回收技術(shù)產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)。

TQ054； TK229.92

B

10.3969/j.issn.1000-7466.2017.06.004

(張編)