輕灰3#蒸汽煅燒爐系統(tǒng)設(shè)備改進(jìn)

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

輕灰蒸汽煅燒爐是純堿生產(chǎn)的重要設(shè)備，其生產(chǎn)能力大小和連續(xù)穩(wěn)定運行，對輕質(zhì)純堿生產(chǎn)至關(guān)重要。目前我公司有4臺φ3600×30000輕灰蒸汽煅燒爐，設(shè)計生產(chǎn)能力800 t/d；1臺φ3000×30000輕灰蒸汽煅燒爐，設(shè)計生產(chǎn)能力700 t/d。正常生產(chǎn)時5臺爐全開無備用，當(dāng)1臺爐出現(xiàn)故障時，對生產(chǎn)負(fù)荷影響較大。為保證輕灰生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運行，提高單臺輕灰蒸汽煅燒爐的生產(chǎn)能力是較好的途徑，2017年8月10日至27日我公司對輕灰3#爐主要設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，改造后緩解了我公司輕灰蒸汽煅燒爐無備用爐的缺陷。

1 冷凝水系統(tǒng)改造

1.1 改造前狀況

輕灰3#蒸汽煅燒爐原設(shè)計生產(chǎn)能力為800 t/d，經(jīng)過多年運行，爐體狀況下降，在目前3 400 t/d的生產(chǎn)條件下，需5臺爐全開無備用煅燒爐，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，基本都是減量生產(chǎn)，對生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成了影響。

1.2 改造實施情況

為提高單臺輕灰蒸汽煅燒爐的生產(chǎn)能力，通過冷凝水系統(tǒng)進(jìn)行改造，增大冷凝水流通截面提高輕灰蒸汽煅燒爐換熱能力，達(dá)到提高輕灰蒸汽煅燒爐產(chǎn)量，改造后輕灰蒸汽煅燒爐的生產(chǎn)能力由800 t/d提升到964 t/d。

1.2.1 汽軸的改進(jìn)

汽軸疏水外套筒通徑加大。進(jìn)汽中心套筒內(nèi)徑φ219保持不變，出水外套筒內(nèi)徑由φ350增加到φ440，出水外套筒內(nèi)徑的加大，不但抗扭矩力增加，而且保證了出水量的暢通，流通截面積顯著增加，在提高輕灰蒸汽煅燒爐生產(chǎn)能力的同時，又使得加熱裝置的進(jìn)汽與出水保持暢通。

1.2.2 旋轉(zhuǎn)接頭的改進(jìn)

旋轉(zhuǎn)接頭的進(jìn)汽管線由原兩支φ159改為φ219單管路對接(與進(jìn)汽管等徑)，出水管線原兩支φ159改為φ273單管路對接(與出水管等徑)，出水管流通截面積增加，同時出水管開口位置更低，有利于冷凝水快速排出；旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)汽中心套筒內(nèi)徑保持φ219不變，回水外套筒內(nèi)徑由φ350增加到φ440與汽軸保持一致，流通截面積增加。

2 返堿刮板運輸機(jī)加寬改造

2.1 改造前狀況

返堿刮板運輸機(jī)是輕灰蒸汽煅燒爐系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，返堿刮板運輸機(jī)技術(shù)規(guī)格：B=580 mm，L=415 848 mm，N=45 kW，η1=980 r/min,輸送能力135 t/h，經(jīng)過近30年的使用以及反復(fù)修理，目前存在以下問題：

1)頭輪驅(qū)動不同程度存在竄軸、擺動、振動現(xiàn)象,雖經(jīng)過多次修理后，效果不太明顯。

2)整條刮板箱體破損嚴(yán)重，四處漏堿，導(dǎo)致刮板巡檢通道及刮板箱體上積堿較多。

3)運輸鏈導(dǎo)軌多處損壞不平、不齊，運輸鏈節(jié)磨損嚴(yán)重，備件使用周期變短，費用增加50%。

4)輕灰蒸汽煅燒爐量大或出料擁堿時，返堿刮板運輸機(jī)電流波動大，易造成返堿刮板運輸機(jī)堵停。

2.2 改造實施情況

返堿刮板運輸機(jī)加寬，由580 mm加寬到700 mm。改造后返堿刮板運輸機(jī)技術(shù)規(guī)格：B=700 mm，L=415 848 mm，N=75 kW，η1=985 r/min,輸送能力150 t/h。實施后消除了返堿刮板運輸機(jī)頭輪驅(qū)動竄軸、擺動、振動，箱體漏堿，運輸鏈導(dǎo)軌、鏈節(jié)磨損的現(xiàn)象，輸送能力增大，使設(shè)備長周期穩(wěn)定運行。

3 分離器擴(kuò)徑改造

3.1 改造前狀況

輕灰3#雙筒旋風(fēng)分離器1989年安裝使用，外形尺寸φ1325×7900，2001年曾進(jìn)行整體更換，至今已使用16年，旋風(fēng)分離器器壁腐蝕結(jié)疤較重，整體狀況老化。旋風(fēng)分離器的爐氣處理能力下降，分離效率差，造成熱堿液濃度高，補水量增大，熱堿液系統(tǒng)膨脹，熱堿液塔阻力增大，停爐清理頻繁，縮短輕灰煅燒爐爐氣系統(tǒng)的運行周期，生產(chǎn)能力受限。

3.2 改造實施情況

2017年8月10日對輕灰3#雙筒旋風(fēng)分離器進(jìn)行擴(kuò)徑改造，外形尺寸φ1425×7900，內(nèi)徑增大100 mm。通過擴(kuò)徑改進(jìn)的改造，提高了旋風(fēng)分離器的爐氣處理能力，分離效率提高，減少堿粉進(jìn)入液相量，每年減少熱堿液過剩量500 m3，減少熱堿液系統(tǒng)膨脹，減少往熱堿液系統(tǒng)補充脫鹽水量，每個班減少補充脫鹽水約40 m3，降低了噸堿成本消耗。

4 增設(shè)出料閥

4.1 增設(shè)前狀況

由于重堿車間過來的濕重堿進(jìn)輕灰煅燒爐順序為：輕灰4#煅燒爐→輕灰0#煅燒爐→輕灰1#煅燒爐→輕灰2#煅燒爐→輕灰3#煅燒爐。在實際生產(chǎn)操作過程中，重堿車間濕重堿的來量不穩(wěn)，有時波動值達(dá)到40～50 t/h，出現(xiàn)波動時，若不及時將增大的濕重堿均勻分配到各臺輕灰煅燒爐內(nèi)，最后這部分濕重堿進(jìn)入輕灰3#煅燒爐內(nèi)，造成輕灰3#煅燒爐正壓、出堿溫度低于160 ℃、爐轉(zhuǎn)頻繁調(diào)整、爐內(nèi)料層忽高忽低、出料擁堿等不穩(wěn)定狀況。

4.2 改造實施情況

輕灰3#蒸汽煅燒爐技術(shù)改進(jìn)中，在輕灰3#出料螺旋運輸機(jī)上方增設(shè)出料閥，具體設(shè)備參數(shù)：

主電機(jī)：N=11 kW，n=1 450 r/min。

主減速機(jī)：I=1∶27.58。

通過增設(shè)出料閥，使煅燒爐內(nèi)輕灰料層保持在穩(wěn)定狀態(tài)，勻速的將爐內(nèi)輕灰輸送至出料螺旋運輸機(jī)，避免了爐內(nèi)輕灰料層不穩(wěn)，出料擁堿憋停隱患。

5 熱堿液塔材質(zhì)更換

5.1 更換前狀況

輕灰3#熱堿液塔外形尺寸：φ2800×11362，主體材料：熱軋?zhí)妓亟Y(jié)構(gòu)鋼，操作壓力：P=-0.001 MPa，操作溫度：T=100 ℃，設(shè)備內(nèi)介質(zhì)為Na2CO3、CO2、H2O、NH3，隨著多年運行后，設(shè)備主體出現(xiàn)很多問題，主要如下：

1)塔體腐蝕嚴(yán)重，塔體漏液，已經(jīng)多次補焊。

2)塔內(nèi)件腐蝕嚴(yán)重，柵板、支架等隨時有斷裂坍塌的可能，嚴(yán)重影響輕灰3#蒸汽煅燒爐系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

5.2 更換實施情況

根據(jù)輕灰3#熱堿液塔的實際情況，利用本次輕灰3#蒸汽煅燒爐技術(shù)改進(jìn)機(jī)會，將輕灰3#熱堿液塔主體材料進(jìn)行更換，主體材料更換為熱軋不銹鋼S30408。該設(shè)備投用后，消除了塔體腐蝕漏液，促進(jìn)了輕灰3#蒸汽煅燒爐系統(tǒng)穩(wěn)定運行和節(jié)能降耗工作。

6 主傳動結(jié)構(gòu)更新

6.1 更換前狀況

我公司輕灰3#蒸汽煅燒爐由于使用年限長，前后滾圈磨損嚴(yán)重，爐體振動大，雖然經(jīng)過滾圈車削等工作，短時間內(nèi)效果較明顯，運行一段時間后爐轉(zhuǎn)30 Hz爐體仍然振動大，被迫爐轉(zhuǎn)降至27 Hz維持運行。

當(dāng)輕灰蒸汽煅燒爐整體負(fù)荷加大，主減速機(jī)、小齒輪和大齒圈的傳動結(jié)構(gòu)需改變，原傳動結(jié)構(gòu)為減速機(jī)直接安裝小齒輪，在爐體產(chǎn)生振動時，大齒圈將振動通過小齒輪傳遞到主減速機(jī)上，很容易造成主減速機(jī)的損壞。

6.2 更換實施情況

輕灰3#蒸汽煅燒爐技改后，整體負(fù)荷加大，根據(jù)其他堿廠的技術(shù)經(jīng)驗，增加驅(qū)動小齒輪、彈性柱銷聯(lián)軸器和爪形聯(lián)軸器各一套，更換新的大齒圈，改造成將小齒輪單獨進(jìn)行用軸承座固定，通過爪形聯(lián)軸器與減速機(jī)相連，主減速機(jī)與電機(jī)之間采用彈性柱銷聯(lián)軸器。改造后消除了存在的傳動缺陷，爐轉(zhuǎn)增加到35 Hz，爐體運行穩(wěn)定。

7 改造總結(jié)

輕灰3#蒸汽煅燒爐主要設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后，通過對技術(shù)改進(jìn)前、后數(shù)據(jù)對比分析，從分析數(shù)據(jù)看，技改后效果顯著，輕灰3#蒸汽煅燒爐生產(chǎn)能力明顯增大，超出原設(shè)計能力20%，具體對比分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 輕灰3#蒸汽煅燒爐技術(shù)改進(jìn)前、后數(shù)據(jù)對比

輕灰3#蒸汽煅燒爐主要設(shè)備技術(shù)改進(jìn)后，生產(chǎn)能力提升20%左右，本次技術(shù)改進(jìn)實現(xiàn)了節(jié)能高效的目的，同時也為輕灰煅燒爐類似改進(jìn)積累了經(jīng)驗，我公司計劃將對另外4臺輕灰煅燒爐進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，實現(xiàn)當(dāng)1臺輕灰蒸汽煅燒爐出現(xiàn)故障時，對生產(chǎn)負(fù)荷無影響，輕灰蒸汽煅燒爐連續(xù)穩(wěn)定運行。

[1] 馬樂騁，范丹桂，田金彪. 輕灰煅燒爐冷凝水系統(tǒng)改進(jìn)[J].純堿工業(yè)，2016(5)：34～36