重灰煅燒爐更新改造總結(jié)

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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

重灰煅燒爐是我公司重灰生產(chǎn)的核心設(shè)備，設(shè)計(jì)產(chǎn)能700 t/d，重灰煅燒爐的運(yùn)行狀況決定了我公司重灰產(chǎn)量的高低。我公司現(xiàn)有5臺(tái)重灰煅燒爐，均為臥式φ3200×20000自身返堿式煅燒爐，由拋料機(jī)、爐頭部分、爐體、加熱管、汽室、岀堿室、汽軸、前后托輪、前后滾圈、擋輪、大齒圈、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。其中1#、2#重灰爐由金州重型機(jī)械廠制造，分別于1990年和1991年投用。由于使用年限久，早已超出服役期，雖經(jīng)歷次改造仍存在爐體沖刷腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備泄漏，產(chǎn)能低等問題。為消除設(shè)備隱患，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提高設(shè)備產(chǎn)能，2016年至2017年我公司對(duì)兩臺(tái)重灰爐進(jìn)行更新改造。

1 主要改造內(nèi)容

此次為盡可能的降低對(duì)生產(chǎn)的影響，兩臺(tái)爐逐臺(tái)改造，均在原位置實(shí)施。將原重灰爐拆除后，安裝新煅燒爐。與原重灰爐比較，1#、2#重灰爐仍為臥式φ3200×20000自身返堿式煅燒爐，更新改造內(nèi)容主要包括爐體、爐內(nèi)加熱管、汽軸、汽室(含旋轉(zhuǎn)接頭)、爐進(jìn)料裝置、爐頭密封形式等。

1.1 爐體部分

因爐頭預(yù)混段介質(zhì)為返堿和一水堿，水汽含量大，對(duì)爐體腐蝕嚴(yán)重，且混合段一水堿結(jié)晶對(duì)爐體的沖刷較嚴(yán)重。借鑒以往爐體修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，316L材質(zhì)耐腐蝕及沖刷性能好，更新后的重灰爐爐本體預(yù)混段至爐頭滾圈后1 m范圍內(nèi)襯316L不銹鋼板，增強(qiáng)預(yù)混段耐蝕性能。

1.2 爐內(nèi)加熱管

為改造設(shè)備的同時(shí)提升煅燒爐產(chǎn)能，此次改造將內(nèi)排加熱翅片管管徑增大，壁厚增加，由φ63×4.5更改為φ76×5.5；將中排加熱翅片管壁厚增加，由φ89×4.5更改為φ89×5.5；外排不變；改造后新爐加熱面積由原來的1 800 m2增加到2 300 m2。

1.3 爐頭部分

主要針對(duì)進(jìn)料形式、出氣箱、密封形式進(jìn)行改造。

原我公司重灰爐進(jìn)料均采用拋料機(jī)形式，拋出的物料由爐頭爐嘴刮刀送人爐內(nèi)。拋料機(jī)拋出物料的軌跡受一水堿水分、比重的影響，不能使全部物料到達(dá)指定預(yù)混位置， 同時(shí)因拋料機(jī)出口通道亦為煅燒爐爐氣通道，部分一水堿被爐氣夾帶，造成爐出氣箱及出氣彎頭堵塞。此次改造爐進(jìn)料系統(tǒng)把傳統(tǒng)的拋料機(jī)改為輸送能力更大進(jìn)料螺旋。

原重灰爐嘴直徑2 m，刮刀采用丁字形截面設(shè)計(jì)，三瓣形結(jié)構(gòu)。改造后爐嘴直徑與爐體相同，爐頭有四片小螺旋抄板防止返堿回流，爐內(nèi)有由四組大螺旋抄板組成，每組6片，靠近爐頭為三組正向螺旋抄板，靠近爐內(nèi)為一組反向抄板。

為消除爐頭密封膠皮易損壞漏堿的問題，密封形式由彈簧密封改為柔性節(jié)密封。

圖1 爐頭部分改造前

圖2 爐頭部分改造后

1.4 進(jìn)汽管與回水管

借鑒我公司輕灰煅燒爐改造經(jīng)驗(yàn)，增大旋轉(zhuǎn)接頭回水截面積可有效提高進(jìn)爐汽量，提高煅燒爐生產(chǎn)能力。進(jìn)汽旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)汽管由兩根DN150管改為單根DN200管道，回水管由兩根DN150管改為一根DN250管道。實(shí)現(xiàn)與輕灰煅燒爐旋轉(zhuǎn)接頭統(tǒng)一。

1.5 驅(qū)動(dòng)裝置

主驅(qū)動(dòng)小齒輪基礎(chǔ)及電機(jī)底座改為整體式。

2 試運(yùn)行中暴露的問題

重灰1#爐開啟后，車間逐步摸索其生產(chǎn)能力，計(jì)量絞龍以30 Hz下堿作業(yè)，在其過程中爐主機(jī)電流多次出現(xiàn)偏高跳車，重灰爐不能達(dá)到設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)存在如下問題：

1)爐頭靜浮環(huán)與爐嘴保護(hù)套處刮蹭，導(dǎo)致增加了爐本體運(yùn)行電流。

2)開人孔蓋觀察爐內(nèi)發(fā)現(xiàn)，爐內(nèi)存灰相比于其他重灰爐爐內(nèi)前半段存灰量高、擋灰圈后存灰少，擋灰圈過高致使出堿量小，返堿量過大，爐頭靜浮環(huán)處積堿過多。

3 原因分析

生產(chǎn)人員對(duì)上述現(xiàn)象分析總結(jié)為爐進(jìn)料多，出灰少，內(nèi)部物料堆積，造成爐主機(jī)電流超出保護(hù)值跳車。其原因主要有以下幾點(diǎn)：

1)爐頭預(yù)混后的堿在爐嘴處積壓過多，增加了爐嘴重量，在重力作用下使?fàn)t嘴下沉，造成爐嘴與靜浮環(huán)的間隙減小，致使?fàn)t嘴與靜浮環(huán)產(chǎn)生刮蹭，爐體轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大。

2)爐頭爐嘴刮刀未能充分起到混合物料、向爐內(nèi)輸送物料的作用，靠近爐內(nèi)一組刮刀反向設(shè)置，可能阻礙物料輸送，造成物料在爐頭累積。

3)爐尾返堿閥全開，不能調(diào)節(jié)返堿量。返堿閥因過于笨重開關(guān)調(diào)節(jié)不靈敏。由于蓋板自身重力過大，連接蓋板和閥桿的銷軸在隨著爐體旋轉(zhuǎn)過程中，受到剪切力多次斷裂，使閥門失去調(diào)節(jié)作用。返堿閥長(zhǎng)期處于全開狀態(tài)，爐頭的返堿量大，爐體負(fù)荷高。

4)爐尾擋灰圈高，爐內(nèi)料位高，存灰多，重灰爐負(fù)荷大。

5)提料斗進(jìn)口小，爐出料能力受限，與重灰爐進(jìn)料及設(shè)計(jì)能力不匹配，影響重灰爐產(chǎn)能同時(shí)造成爐內(nèi)積堿。

4 改進(jìn)措施

1)爐嘴保護(hù)殼靜浮環(huán)處下半圈殼體去除，外貼鋼板，增加該處間隙，減小摩擦。

2)進(jìn)料螺旋殼體末端下沿增加溜板，直接把一水堿送到爐嘴預(yù)混段，與返堿口出來的成品堿進(jìn)行預(yù)混。

3)將爐頭內(nèi)部反向螺旋抄板改成正向螺旋抄板，且抄板加高150 mm，角度由原來30°增加至45°，增加物料推進(jìn)速度。

4)將爐頭4片小螺旋抄板和圓板加高且與原6片大螺旋抄板連接在一起，以便于直接將爐尾過來的返堿推進(jìn)至抄板位置，避免物料堆積。

5)爐內(nèi)擋灰圈內(nèi)孔在原φ1400的基礎(chǔ)上擴(kuò)徑至φ2100，降低擋灰圈高度利于爐尾成品送至堿提料斗處。

6)增大爐尾提料斗進(jìn)口的開孔面積，由原來的190×210 mm增大至210×260 mm，提高出堿能力，從而降低主機(jī)負(fù)荷。

7)在爐尾四條返堿管重新各增加一道閘板閥形式的閥門，封堵在返堿管的橫截面，利用新增加的閥門調(diào)節(jié)每個(gè)返堿管的返堿量，在保證爐頭返堿量的基礎(chǔ)上，盡可能提高出堿量。

5 改造后效果

2#重灰爐改造時(shí)借鑒1#重灰爐改造經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)改造。1#、2#重灰爐改造完成后，運(yùn)行明顯平穩(wěn)，產(chǎn)能明顯提升，重灰爐進(jìn)料清理由原來的20 min左右減少至5～10 min；爐氣出氣箱上結(jié)疤基本沒有，相比與其他重灰爐2天清理一次，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度減少。此次改造為其它重灰爐改造提供了成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

表1 重灰爐改造前后工藝數(shù)據(jù)