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窯尾增濕塔的改造

2007-06-01 00:00
哈爾濱水泥廠5號窯是1000t/d窯外分解新型干法水泥生產(chǎn)線,1995年建成投產(chǎn),窯尾所配Φ6.5m×20m增濕塔投運(yùn)以來一直運(yùn)行不穩(wěn)定,出口溫度達(dá)不到要求,電除塵器不能正常運(yùn)行,排放濃度嚴(yán)重超標(biāo),且增濕塔內(nèi)部經(jīng)常發(fā)生濕底、掉塊現(xiàn)象。1999年,水泥廠抽出專項(xiàng)資金對該增濕塔進(jìn)行了改造,改造后效果很好。  

1 存在問題及分析 

5號窯的工藝布置流程如圖1所示。 
   

增濕塔與生料磨采用串聯(lián)方式,生料磨的開、停對電除塵器入口煙氣溫度影響很大。因此,增濕塔必須根據(jù)生料磨開、停2種工藝狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)煙氣溫度,以滿足電除塵器對溫度的要求。按照電除塵器入口溫度120~150℃的要求:當(dāng)生料磨開時(shí),增濕塔出口溫度應(yīng)在180~200℃之間;當(dāng)生料磨停時(shí),增濕塔出口溫度應(yīng)為120~150℃。而實(shí)際增濕塔出口溫度過高,達(dá)不到電除塵器要求。增濕塔出口溫度達(dá)不到要求的原因有多種因素,經(jīng)過分析,主要有以下幾方面原因: 

1.1 增濕塔有效高度不夠 
  
增濕塔的有效高度決定于噴入塔內(nèi)水滴完全蒸發(fā)所需要的時(shí)間,而蒸發(fā)時(shí)間與水滴大小和煙氣溫度有關(guān)。根據(jù)資料查得,用于水泥懸浮預(yù)熱器窯窯尾,當(dāng)溫度350℃、水滴直徑100μm時(shí),其水滴完全蒸發(fā)所需時(shí)間大約為9~11s。因此,根據(jù)進(jìn)入增濕塔的風(fēng)量即可計(jì)算出所需有效高度: 
  H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22~25.9(m) 
式中:Q———增濕塔入口風(fēng)量,按281579m3/h; 
  t———水滴蒸發(fā)所需時(shí)間,9~11s; 
  D———增濕塔內(nèi)徑,6.5m。 
  由計(jì)算可看出,原增濕塔20m的有效高度滿足不了水滴蒸發(fā)所需的最低時(shí)間要求,因此,很容易發(fā)生降溫不夠和濕底現(xiàn)象。 
1.2 噴水量不夠 
  
根據(jù)資料介紹,增濕塔所需噴水量可通過熱平衡計(jì)算求得,但計(jì)算過程比較復(fù)雜??砂疵繕?biāo)準(zhǔn)立方米煙氣溫度降低1°C時(shí)需要0.5g水進(jìn)行水量計(jì)算。這樣,若按生料磨停時(shí)出口溫度120°C計(jì)算,則噴水量: 
  W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h) 
式中:W———噴水量,t/h; 
  QN———折合標(biāo)況下風(fēng)量,m3/h; 
  Δt———溫降,℃。 
  噴水量大于13.75t/h時(shí)才能滿足需要,而實(shí)際噴水量最大為10.5t/h,因此,原增濕塔無法滿足最大噴水量要求。 

1.3 噴水系統(tǒng)不合理 
  
原噴水系統(tǒng)采用壓力式噴嘴,配用三柱塞高壓泵。其噴嘴噴出的水滴大小隨壓力、流量的不同變化較大。當(dāng)壓力、流量較大時(shí),噴出的水霧水滴很細(xì);而當(dāng)壓力、流量較小時(shí),水珠會(huì)很大,在水泵運(yùn)行不穩(wěn)定特別是在開泵、停泵過程中,隨著壓力、流量的變化容易形成很大的水滴甚至細(xì)流,極易形成濕底和結(jié)塊。而且此種系統(tǒng)不能根據(jù)不同工況自動(dòng)調(diào)節(jié)噴水量,不適應(yīng)此種工藝布置。 

2 改造方案及措施 

   
2.1 加高筒體高度 
  
將筒體在原有基礎(chǔ)上加高,使總的有效高度達(dá)到26m。這樣,水滴在塔內(nèi)的停留時(shí)間: 
  
t=H×0.785×D2×3600/Q=11.025(s) 
  
可有足夠的時(shí)間保證水滴完全汽化。 

2.2 改變氣流分布結(jié)構(gòu) 
  
在進(jìn)氣喇叭口內(nèi)增設(shè)2排多孔板氣流分布裝置,使煙氣沿增濕塔端面分布均勻,以防止氣流發(fā)生紊亂而將未汽化的水珠帶到塔壁上產(chǎn)生結(jié)塊。 

2.3 改造噴水系統(tǒng) 
  
噴水系統(tǒng)是整個(gè)增濕塔使用好壞的關(guān)鍵,原先的噴水系統(tǒng)存在問題太多,故全部更換,采用目前最先進(jìn)的帶回流式噴嘴、配以高壓離心泵噴水系統(tǒng),該系統(tǒng)配備了各種功能齊全的檢測裝置,可在生料磨開、停轉(zhuǎn)換及工況波動(dòng)時(shí)自動(dòng)改變噴水量,保證了設(shè)備正常運(yùn)行。改造后噴水系統(tǒng)見圖2。 
   

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