石灰窑换热器管束内结瘤的原因及应对措施

高玉弟

（上海宝冶建设工业炉工程技术有限公司，中国 上海 200941）

0 引言

随着近几年国家和地方政府相继出台了一系列整治土烧窑的政策和法规，以及化工行业蓬勃发展，对于环保型的套筒石灰窑需求比较大。套筒窑换热器作为石灰窑的热交换装置，在窑的运行过程中，起着至关重要的作用，它保证着窑内的热量和气体流量的平衡，并很大程度上影响着生产的石灰质量，保证了整座窑的正常运行。天津钢厂石灰窑、君正化工石灰窑等换热器，由于管束内的结瘤逐步增大造成堵塞，每半个月就要清理一次，为此，解决换热器管束结瘤问题成为了当务之急。

1 换热器管束内结瘤的原因

换热器中换热管束的好坏决定了换热器的工作效率，由于换热管长时间处于冷热两种工作环境下，在进行气体热量交换的过程中，在热管束的管口及管内容易形成结瘤，堵塞换热管而降低了换热器的换热效率。通过对换热器管垢分析，化验垢中成分主要成份氧化钙、碳酸盐以及少量的碱金属、碱土金属的氯化物盐；从中可以看出成份主要是成品灰和原料灰，通过套筒石灰窑的生产工艺的分析，发现换热器管束内结瘤形成的原因有以下几个方面：1）燃烧过程中的尘量过大，主要是原料在破碎后筛分过程中形成的原料粉尘和在煅烧过程中由于石灰石成分不均匀造成破碎形成的成品灰；2）粉尘经过换热器热交换时，管束内外温度差比较大，造成含粉尘的高温废气接触到低温的管束凝固在管壁上；3）管内废气流速较低，流速较低不易冲刷掉已结瘤的粉尘。

2 应对措施

目前，有不少厂家为解决换热器管束结瘤方法是增加一台换热器作为备用，一旦发现换热器结瘤程度已影响生产马上切换备用换热器，对换下的换热器进行清理。此种方法虽避免了停产，但人工清理换热器也会发生成本，同时对换热器的管束造成损伤。

通过上节对换热器管束结瘤的分析，可以在生产工艺上采取以下应对措施来解决问题：

1）原料运输到工厂后需要水洗，风干后的原料进入窑内时需要经过筛分，在振动筛分机上安装一排压缩空气喷嘴，吹扫原料石灰石，同时在振动筛分机上安装除尘设备，这样就能保证原料灰不会进入窑内，也就不会循环到换热器中。

2）增加废气的流量，提高换热器换热效果，使得管束内外的温差不要太大，常规的是废气温度是700度，这个温度是不能改变的，而换热器管束外的温度（出口温度）是430度，如果增加废气流量就会提高出口温度，就可以较少温度差，一般可以增加到500度左右，温差就只有200度，热粉尘就不容易凝固到管壁上了。出口温度太高也不行，要考虑到出口阀门耐温度。

3）为增加换热器管束内废气流速：方法一是，增加废气流量；方法二是，在换热器管束上方增加一块导流板，导流板的孔相对于管口小一点，同时管束与导流板应间隔20毫米，管口变小，废气到管束的流速瞬加增大了，管束口就不容易结瘤，因为大部分的管束结瘤灰是从管束口开始形成的。

4）在换热器上方增加一套在线清灰装置，在线清灰装置组成是空气炮或用脉冲阀加空气包，主要的原理是压缩空气循环间断式喷吹到管束上，当管束内的结瘤将要形成时，压缩空气瞬间吹打，将结瘤击碎。但要注意的是吹入的压缩空气量不能太大，否则会影响换热效果。

3 结语

天钢石灰窑经过一段时间的实际生产使用，较好的解决了换热器管束结瘤的问题，同时整个系统运行可靠，对石灰窑的达产达标起到了保障作用。