φ2500×27000蒸汽煅烧炉改造经验交流

2016-12-20朱惠兰

纯碱工业 2016年3期

关键词：汽量翅片管冷凝水

朱惠兰

(吉兰泰碱厂，内蒙古吉兰泰 750333)

φ2500×27000蒸汽煅烧炉改造经验交流

朱惠兰

(吉兰泰碱厂，内蒙古吉兰泰 750333)

我厂φ2500×27000蒸汽煅烧炉1994年投入使用，2008年将3排翅片加热管改为4排，并由平板汽室改为环形汽室；但翅片加热管频繁爆裂，蒸汽汽耗增加。通过理论计算，在确保蒸汽流量及疏水管径够用的情况下，将环形汽室改为平板汽室，保留炉内4排翅片。改造后达到预期效果。

蒸汽煅烧炉；改造；加热管；平板气室；环形气室

1 概述

我厂3台φ2500×27000自身返碱蒸汽煅烧炉是由三门峡化工机械制造有限公司于1991年制作安装，1994年9月投入使用的。该蒸汽煅烧炉的设计生产能力为350 t/d；换热面积≥1 800 m2，三排翅片加热管，分别为φ57×4.5、φ83×5、φ114×5，各36根，共计108根。这3台φ2500×27000煅烧炉在运行到2000年以后，设备本体就陆续出现了很多问题，如后滚圈磨损、滚圈支座破损严重等，影响了设备的正常使用。

2 φ2500×27000蒸汽煅烧炉的改造

2008年我们本着为保证设备正常运行、增大设备换热面积、提高设备生产能力为目的，对其中的3#φ2500×27000煅烧炉进行了改造，改造方案中关键的环节是将3排翅片加热管改为4排翅片管，将平板汽室改为环形汽室。该煅烧炉改造后于2008年10月投入运行，但由于翅片加热管弯头的频繁爆裂和中压蒸汽汽耗的增加(据统计改造后中压蒸汽汽耗在1.5 t汽/t碱左右)，3#煅烧炉仍然不能正常使用。

2013年我们对3#φ2500×27000煅烧炉又提出了改造，因为第一次改造的不成功，对于再一次改造我们对改造方案表现的较为谨慎，对在方案制定过程中表现出的不同意见，进行了认真的分析和探讨，针对φ2500×27000煅烧炉是3排翅片管合理还是4排翅片管合理就表现出两种不同的意见，一种意见认为φ2500×27000煅烧炉改为4排翅片管从设备长径比的最佳比例上不合理，理由是炉内增加一排翅片管后，无形中减少了炉子的有效空间，造成物料混合不均匀，反应不完全，影响产品质量。而且由于物料混合不均匀，产生的冷凝水量也不稳定，忽大忽小，造成冷凝水排放不畅，贮水槽液位波动大。另一种意见认为增加一排翅片加热管就是增加了煅烧炉的换热面积，这对提高煅烧炉的生产能力应有一定的作用，而且通过理论计算，现有的蒸汽、冷凝水系统也能够满足增加1排加热管后所产生冷凝水的排放量，经过技术部门的一再论证，改造方案最后确定为将环形汽室改为平板汽室，保留炉内4排翅片管。

3 理论依据

3.1 中压蒸汽流量的计算

煅烧炉中压蒸汽进汽管线为φ159×4.5无缝管，根据体积流量公式V=νA，计算中压蒸汽的最大流量：

V=νA=30×0.785×(150/1 000)2=0.53 m3/s=1 907.55 m3/h

将体积流量换算成质量流量为：

G=Vρ=1 907.55 m3/h×0.018 t/m3=34 t/h

G——质量流量，t/h；

V——体积流量，m3/s；

A——管道截面积，m2；

d——管道直径，m；

ν——中压蒸汽流速，m/s(取中压蒸汽在管内的流速为30 m/s)；

ρ——蒸汽在250 ℃、3.2 MPa时的密度取18 kg/m3。

通过计算得出现有的中压蒸汽管线能够满足的最大蒸汽量为34 t/h(改造后中压蒸汽流量一般保持在25 t/h左右生产，各项指标处于最佳状态)

3.2 中压蒸汽冷凝后产生的冷凝水量

根据质量守恒定律，34 t/h的中压蒸汽冷凝后理论上应该产生34 t/h的冷凝水，但考虑由于不凝汽的存在，蒸汽冷凝后不可能100%的变成冷凝水，这里取80%的蒸汽变成冷凝水，34×80%=27.2 t/h，即34 t/h的蒸汽冷凝后变成27.2 t/h的冷凝水。

3.3 冷凝水管径的理论计算

将质量流量27.2 t/h的冷凝水换算为体积流量：

V=G/ρ=27.2 t/h÷0.8 t/m3=34 m3/h =0.0094 m3/s

冷凝水在管内的流速ν=1.5m/s。

冷凝水在250 ℃、3.2MPa时的密度ρ=800kg/m3

通过上述理论计算可以得出：

冷凝水管径的理论值为φ89时，就能满足最大冷凝水的排放量，φ2500×27000煅烧炉汽室上冷凝水回水管线为φ133×6管线，回水总管为φ159×4.5无缝管，增加1排加热后中压蒸汽流量一般控制在25t汽/h以内(小于最大蒸汽流量34t汽/h)，所以φ2500 ×27000煅烧炉增加一排加热管后，它现有冷凝水管线排放能力足够，不存在冷凝水排放不畅的问题。

4 项目的实施及效果

2014年6月由三门峡化工机械有限公司对我厂3#φ2500×27000煅烧炉改造部分进行了测绘、制作和安装，设备改造后于2014年9月投入运行。

3#煅烧炉改造前中压蒸汽汽量一般维持在20t汽/h以内生产(一般控制在18t汽/h左右生产)，再增加下汽量除了出碱温度很难保证外，炉头翅片管弯头爆裂的现象非常严重。改造后，我们利用了一周的时间对3#煅烧炉的运行状况进行了查定，得出：3#煅烧炉下汽量控制在25t汽/h左右生产时，各项工艺指标状况均较好，出碱温度在190 ℃左右，出气温在135 ℃左右，汽耗在1.3t汽/t碱左右，而且生产的稳定性较好。下汽量控制在28t汽/h左右生产时，出碱温在180 ℃左右，出气温在130 ℃左右，出碱、出气温仍然能够保证，但是出现炉头真空波动大、容易冒碱、分离器频繁堵塞现象。

如果按25t汽/h的下汽量，1.3t汽/t碱汽耗计算，3#φ2500×27000改造后生产能力可达到 460t/h，已超出该设备的原设计能力350t/d。