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TFD分解炉出现温度倒挂的原因及解决办法

   编辑:文武  邮箱:info@mortar.cn
2018-05-11 10:37:28 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:河南某4500t/d生产线于2011年12月建成投产,三个月内达标达产。在投产后一年多的运行过程中经常出现分解炉出口温度偏高、温度倒挂现象,严重时造成C4、C5下料管出现烧结型堵塞等事故。

河南某4500t/d生产线于2011年12月建成投产,三个月内达标达产。在投产后一年多的运行过程中经常出现分解炉出口温度偏高、温度倒挂现象,严重时造成C4、C5下料管出现烧结型堵塞等事故。

1 TFD分解炉结构

整个分解炉分为两部分:竖直烟道(在线部分)和F预燃炉(离线部分),其中F预燃炉内部从下向上又可划分为四个区域:流化区、供气区、稀薄流化区和密集悬浮区。运行中该分解炉内供燃料燃烧的三次风来自窑头的三次风管,其全部在流化床的上部被径向引入分解炉。煤粉通过两个喷嘴用气力输送装置直接喂入分解炉流化床,且在流态化风机的作用下与从C4下来的生料充分混合均匀,实现了无焰燃烧,避免了局部高温,提高了热交换效率。出F预燃炉部分分解的生料汇同未燃尽的煤粉及气体进入分解炉在线竖直烟道部分,与窑内通过烟室缩口入炉的废气再次混合和燃烧,完成分解,最终经C5分离入窑。

2 温度出现倒挂的危害

  1)预热器易堵塞

  分解炉温度倒挂,就会伴随着煤粉的不完全燃烧,未完全燃烧的煤粉随物料在C5或C4内二次燃烧,造成物料黏结在筒壁和下料管处,发生结皮堵塞。

  2)分解炉压床

  TFD分解炉结构设计要求物料在炉内特别是F预燃炉内必须充分的流化悬浮,但在分解炉温度出现倒挂或煤粉爆燃时,分解炉出口温度迅速增高,气体在该处较快热膨胀,系统用风对预燃炉内部抽力下降,物料因此得不到有效流化悬浮,不能被及时带出,频繁引起压床事故。

  3)对窑内煅烧的不良影响

  由于物料携带不完全燃烧的煤粉进入窑内,易在窑后部过渡带的抗剥落高铝砖部位提前出现液相,使该部位耐火砖出现不正常的蚀薄现象;另外由于液相的提前出现,物料进入窑内烧成带活性下降,熟料结粒状况不良,窑前飞砂严重,出窑熟料质量降低。

3 出现温度倒挂的原因及解决措施

  该线投运初期入窑分解率不高,头煤使用比例过大。按设计值控制分解炉出口温度在860℃左右时,入窑生料分解率在85%~90%之间。后将分解炉出口温度提高至900℃左右,才保证入窑分解率在92%~96%,满足了窑系统的煅烧需要,完成了达标达产任务。由于分解炉温度控制较高,相应C4、C5温度也偏高,系统风、煤和料稍有波动就会引起温度倒挂现象,导致一系列不正常的工艺问题。从上面分析可以看出,分解炉运行工况较差,存在风、煤、料混合不好、炉内气体和物料运动速度过快和煤粉燃烧过慢的问题。

3.1 第一次技改

  此次技改通过缩小三次风管有效内径,来提高三次风管管内风速,优化窑、炉两路用风比例。该线设计回转窑规格为Φ4.8m×72m,三次风管外径3.6m,砌砖后有效内径3.1m,使用中三次风阀门开度在30%左右,管内积料严重。2012年12月底,我们在大修时采用在三次风管内部再砌砖的办法(砖的厚度115mm),将三次风管内径缩小至2.87m。

  改进后三次风阀门开度一般在80%左右或全开,管内积料很少,同时窑内通风得到加强,头煤燃尽率提高,窑系统提产10%,熟料产量稳定在5800t/d。但分解炉出口温度还是要控制在890℃,才能保证入窑分解率,没能从根本上解决分解炉存在的问题。

3.2 第二次技改

  1)2013年5月大修期间增大了流化床上的流化风量,并将流化动力不足的“伞”形风帽改造为“倒竹筒”形风帽,以提高流化床的抗压床性能,改进前后风帽结构见图2。

 

图2 改进前后风帽结构示意

  原“伞”形风帽下部均为圆筒状进风筒,底部直接焊接在流化床与风室的隔板上,其外径为80mm,内径为70mm,整个风帽高度为200mm。改进后的“倒竹筒”形风帽要求厂家加工尺寸为外径90mm,内径80mm,高度仍为200mm。更换风帽时将原“伞”形风帽上部割去,但根部仍保留10mm左右不动,将新的“倒竹筒”形风帽盖在上面再用电焊点焊焊接即可。这样的措施既保证了每个风帽功能不变、稳定牢固,同时也便于将来损坏后的更换。

  2)将C4下料入炉的撒料台改为撒料箱,提高物料分散效果,有利于充分发挥流化床的流化效果。另外,改造前落差较大,C4来料会不断地冲击撒料台,在检修期间经常发现撒料台有损坏现象,需要修复。改造后的撒料箱耐冲刷性能好,使用寿命可超过两年,维护简单。

  3)尾煤两个燃烧器喷嘴位置由距离流化床1200mm下降至750mm,避免煤粉过快进入供气区。

  4)在不改变分解炉两侧三次风入炉外面管道布置和内部出风口形状的前提下,通过重做浇注料,即将下部加厚,上部减薄(由于是入炉拐弯处,为防冲刷改造前此处上部浇注料厚度达500mm)的办法,将两侧入炉的三次风进口整体上移300mm,从而在保持入炉风速基本不变的情况下使供气区上移,提高风煤料流化混合效果。

  此次改进效果明显,温度倒挂现象消失,分解炉出口温度控制860℃,入窑生料分解率在92%~96%,整体窑系统运行工况稳定,尾煤使用比例超过60%,再也没有出现不完全燃烧和爆燃的不正常情况,熟料标准煤耗下降,改进前后生产情况。

 

 

作者单位:

江苏恒远水泥营运服务有限公司 

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