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窑尾增湿塔的改造

互联网 2014-01-03 16:00:28

[导读] 哈尔滨水泥厂5号窑是1000t/d窑外分解新型干法水泥生产线,1995年建成投产,窑尾所配Φ6.5m×20m增湿塔投运以来一直运行不稳定,出口温度达不到要求,电除尘器不能正常运行,排放浓度严重超标,且增湿塔内部经常发生湿底、掉块现象。

哈尔滨水泥厂5号窑是1000t/d窑外分解新型干法水泥生产线,1995年建成投产,窑尾所配Φ6.5m×20m增湿塔投运以来一直运行不稳定,出口温度达不到要求,电除尘器不能正常运行,排放浓度严重超标,且增湿塔内部经常发生湿底、掉块现象。1999年,水泥厂抽出专项资金对该增湿塔进行了改造,改造后效果很好。

1 存在问题及分析

5号窑的工艺布置流程如图1所示。

增湿塔与生料磨采用串联方式,生料磨的开、停对电除尘器入口烟气温度影响很大。因此,增湿塔必须根据生料磨开、停2种工艺状况自动调节烟气温度,以满足电除尘器对温度的要求。按照电除尘器入口温度120~150℃的要求:当生料磨开时,增湿塔出口温度应在180~200℃之间;当生料磨停时,增湿塔出口温度应为120~150℃。而实际增湿塔出口温度过高,达不到电除尘器要求。增湿塔出口温度达不到要求的原因有多种因素,经过分析,主要有以下几方面原因:

1.1 增湿塔有效高度不够

增湿塔的有效高度决定于喷入塔内水滴完全蒸发所需要的时间,而蒸发时间与水滴大小和烟气温度有关。根据资料查得,用于水泥悬浮预热器窑窑尾,当温度350℃、水滴直径100μm时,其水滴完全蒸发所需时间大约为9~11s。因此,根据进入增湿塔的风量即可计算出所需有效高度:

H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22~25.9(m)

式中:Q———增湿塔入口风量,按281579m3/h;

t———水滴蒸发所需时间,9~11s;

D———增湿塔内径,6.5m。

由计算可看出,原增湿塔20m的有效高度满足不了水滴蒸发所需的最低时间要求,因此,很容易发生降温不够和湿底现象。

1.2 喷水量不够

根据资料介绍,增湿塔所需喷水量可通过热平衡计算求得,但计算过程比较复杂。可按每标准立方米烟气温度降低1°C时需要0.5g水进行水量计算。这样,若按生料磨停时出口温度120°C计算,则喷水量:

W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h)

式中:W———喷水量,t/h;

QN———折合标况下风量,m3/h;

Δt———温降,℃。

喷水量大于13.75t/h时才能满足需要,而实际喷水量最大为10.5t/h,因此,原增湿塔无法满足最大喷水量要求。

1.3 喷水系统不合理

原喷水系统采用压力式喷嘴,配用三柱塞高压泵。其喷嘴喷出的水滴大小随压力、流量的不同变化较大。当压力、流量较大时,喷出的水雾水滴很细;而当压力、流量较小时,水珠会很大,在水泵运行不稳定特别是在开泵、停泵过程中,随着压力、流量的变化容易形成很大的水滴甚至细流,极易形成湿底和结块。而且此种系统不能根据不同工况自动调节喷水量,不适应此种工艺布置。

2 改造方案及措施

2.1 加高筒体高度

将筒体在原有基础上加高,使总的有效高度达到26m。这样,水滴在塔内的停留时间:

t=H×0.785×D2×3600/Q=11.025(s)

可有足够的时间保证水滴完全汽化。

2.2 改变气流分布结构

在进气喇叭口内增设2排多孔板气流分布装置,使烟气沿增湿塔端面分布均匀,以防止气流发生紊乱而将未汽化的水珠带到塔壁上产生结块。

2.3 改造喷水系统

喷水系统是整个增湿塔使用好坏的关键,原先的喷水系统存在问题太多,故全部更换,采用目前最先进的带回流式喷嘴、配以高压离心泵喷水系统,该系统配备了各种功能齐全的检测装置,可在生料磨开、停转换及工况波动时自动改变喷水量,保证了设备正常运行。改造后喷水系统见图2。

 


 


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