轻灰3#蒸汽煅烧炉系统设备改进

(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

轻灰蒸汽煅烧炉是纯碱生产的重要设备，其生产能力大小和连续稳定运行，对轻质纯碱生产至关重要。目前我公司有4台φ3600×30000轻灰蒸汽煅烧炉，设计生产能力800 t/d；1台φ3000×30000轻灰蒸汽煅烧炉，设计生产能力700 t/d。正常生产时5台炉全开无备用，当1台炉出现故障时，对生产负荷影响较大。为保证轻灰生产连续稳定运行，提高单台轻灰蒸汽煅烧炉的生产能力是较好的途径，2017年8月10日至27日我公司对轻灰3#炉主要设备进行技术改进，改造后缓解了我公司轻灰蒸汽煅烧炉无备用炉的缺陷。

1 冷凝水系统改造

1.1 改造前状况

轻灰3#蒸汽煅烧炉原设计生产能力为800 t/d，经过多年运行，炉体状况下降，在目前3 400 t/d的生产条件下，需5台炉全开无备用煅烧炉，当系统出现问题时，基本都是减量生产，对生产系统的稳定性造成了影响。

1.2 改造实施情况

为提高单台轻灰蒸汽煅烧炉的生产能力，通过冷凝水系统进行改造，增大冷凝水流通截面提高轻灰蒸汽煅烧炉换热能力，达到提高轻灰蒸汽煅烧炉产量，改造后轻灰蒸汽煅烧炉的生产能力由800 t/d提升到964 t/d。

1.2.1 汽轴的改进

汽轴疏水外套筒通径加大。进汽中心套筒内径φ219保持不变，出水外套筒内径由φ350增加到φ440，出水外套筒内径的加大，不但抗扭矩力增加，而且保证了出水量的畅通，流通截面积显著增加，在提高轻灰蒸汽煅烧炉生产能力的同时，又使得加热装置的进汽与出水保持畅通。

1.2.2 旋转接头的改进

旋转接头的进汽管线由原两支φ159改为φ219单管路对接(与进汽管等径)，出水管线原两支φ159改为φ273单管路对接(与出水管等径)，出水管流通截面积增加，同时出水管开口位置更低，有利于冷凝水快速排出；旋转接头进汽中心套筒内径保持φ219不变，回水外套筒内径由φ350增加到φ440与汽轴保持一致，流通截面积增加。

2 返碱刮板运输机加宽改造

2.1 改造前状况

返碱刮板运输机是轻灰蒸汽煅烧炉系统的重要设备之一，返碱刮板运输机技术规格：B=580 mm，L=415 848 mm，N=45 kW，η1=980 r/min,输送能力135 t/h，经过近30年的使用以及反复修理，目前存在以下问题：

1)头轮驱动不同程度存在窜轴、摆动、振动现象,虽经过多次修理后，效果不太明显。

2)整条刮板箱体破损严重，四处漏碱，导致刮板巡检通道及刮板箱体上积碱较多。

3)运输链导轨多处损坏不平、不齐，运输链节磨损严重，备件使用周期变短，费用增加50%。

4)轻灰蒸汽煅烧炉量大或出料拥碱时，返碱刮板运输机电流波动大，易造成返碱刮板运输机堵停。

2.2 改造实施情况

返碱刮板运输机加宽，由580 mm加宽到700 mm。改造后返碱刮板运输机技术规格：B=700 mm，L=415 848 mm，N=75 kW，η1=985 r/min,输送能力150 t/h。实施后消除了返碱刮板运输机头轮驱动窜轴、摆动、振动，箱体漏碱，运输链导轨、链节磨损的现象，输送能力增大，使设备长周期稳定运行。

3 分离器扩径改造

3.1 改造前状况

轻灰3#双筒旋风分离器1989年安装使用，外形尺寸φ1325×7900，2001年曾进行整体更换，至今已使用16年，旋风分离器器壁腐蚀结疤较重，整体状况老化。旋风分离器的炉气处理能力下降，分离效率差，造成热碱液浓度高，补水量增大，热碱液系统膨胀，热碱液塔阻力增大，停炉清理频繁，缩短轻灰煅烧炉炉气系统的运行周期，生产能力受限。

3.2 改造实施情况

2017年8月10日对轻灰3#双筒旋风分离器进行扩径改造，外形尺寸φ1425×7900，内径增大100 mm。通过扩径改进的改造，提高了旋风分离器的炉气处理能力，分离效率提高，减少碱粉进入液相量，每年减少热碱液过剩量500 m3，减少热碱液系统膨胀，减少往热碱液系统补充脱盐水量，每个班减少补充脱盐水约40 m3，降低了吨碱成本消耗。

4 增设出料阀

4.1 增设前状况

由于重碱车间过来的湿重碱进轻灰煅烧炉顺序为：轻灰4#煅烧炉→轻灰0#煅烧炉→轻灰1#煅烧炉→轻灰2#煅烧炉→轻灰3#煅烧炉。在实际生产操作过程中，重碱车间湿重碱的来量不稳，有时波动值达到40～50 t/h，出现波动时，若不及时将增大的湿重碱均匀分配到各台轻灰煅烧炉内，最后这部分湿重碱进入轻灰3#煅烧炉内，造成轻灰3#煅烧炉正压、出碱温度低于160 ℃、炉转频繁调整、炉内料层忽高忽低、出料拥碱等不稳定状况。

4.2 改造实施情况

轻灰3#蒸汽煅烧炉技术改进中，在轻灰3#出料螺旋运输机上方增设出料阀，具体设备参数：

主电机：N=11 kW，n=1 450 r/min。

主减速机：I=1∶27.58。

通过增设出料阀，使煅烧炉内轻灰料层保持在稳定状态，匀速的将炉内轻灰输送至出料螺旋运输机，避免了炉内轻灰料层不稳，出料拥碱憋停隐患。

5 热碱液塔材质更换

5.1 更换前状况

轻灰3#热碱液塔外形尺寸：φ2800×11362，主体材料：热轧碳素结构钢，操作压力：P=-0.001 MPa，操作温度：T=100 ℃，设备内介质为Na2CO3、CO2、H2O、NH3，随着多年运行后，设备主体出现很多问题，主要如下：

1)塔体腐蚀严重，塔体漏液，已经多次补焊。

2)塔内件腐蚀严重，栅板、支架等随时有断裂坍塌的可能，严重影响轻灰3#蒸汽煅烧炉系统稳定运行。

5.2 更换实施情况

根据轻灰3#热碱液塔的实际情况，利用本次轻灰3#蒸汽煅烧炉技术改进机会，将轻灰3#热碱液塔主体材料进行更换，主体材料更换为热轧不锈钢S30408。该设备投用后，消除了塔体腐蚀漏液，促进了轻灰3#蒸汽煅烧炉系统稳定运行和节能降耗工作。

6 主传动结构更新

6.1 更换前状况

我公司轻灰3#蒸汽煅烧炉由于使用年限长，前后滚圈磨损严重，炉体振动大，虽然经过滚圈车削等工作，短时间内效果较明显，运行一段时间后炉转30 Hz炉体仍然振动大，被迫炉转降至27 Hz维持运行。

当轻灰蒸汽煅烧炉整体负荷加大，主减速机、小齿轮和大齿圈的传动结构需改变，原传动结构为减速机直接安装小齿轮，在炉体产生振动时，大齿圈将振动通过小齿轮传递到主减速机上，很容易造成主减速机的损坏。

6.2 更换实施情况

轻灰3#蒸汽煅烧炉技改后，整体负荷加大，根据其他碱厂的技术经验，增加驱动小齿轮、弹性柱销联轴器和爪形联轴器各一套，更换新的大齿圈，改造成将小齿轮单独进行用轴承座固定，通过爪形联轴器与减速机相连，主减速机与电机之间采用弹性柱销联轴器。改造后消除了存在的传动缺陷，炉转增加到35 Hz，炉体运行稳定。

7 改造总结

轻灰3#蒸汽煅烧炉主要设备进行技术改进后，通过对技术改进前、后数据对比分析，从分析数据看，技改后效果显著，轻灰3#蒸汽煅烧炉生产能力明显增大，超出原设计能力20%，具体对比分析数据见表1。

表1 轻灰3#蒸汽煅烧炉技术改进前、后数据对比

轻灰3#蒸汽煅烧炉主要设备技术改进后，生产能力提升20%左右，本次技术改进实现了节能高效的目的，同时也为轻灰煅烧炉类似改进积累了经验，我公司计划将对另外4台轻灰煅烧炉进行技术改进，实现当1台轻灰蒸汽煅烧炉出现故障时，对生产负荷无影响，轻灰蒸汽煅烧炉连续稳定运行。

[1] 马乐骋，范丹桂，田金彪. 轻灰煅烧炉冷凝水系统改进[J].纯碱工业，2016(5)：34～36