对 换 热 器 中 的 竖 管 管 垢 、 水 平垢 、墙

作者:365体育官网发布日期:2020-05-13 06:06

  剖析套筒窑换热器结垢机理及对策_能源/化工_工程科技_专业资料。活性石灰套筒窑

  维普资讯 第 1卷 第 4期 20 0 3年 8月 矿 业 工 程 Mi n ni g Eng ne r ng i ei 5 5 ? 技术交流 ? 剖 析 套 筒 窑 换 热 器 结 垢 机 理 及 对 策 张 红 张树 新 ( 溪 钢 铁 集 团 公 司 技 术 中心 ,辽 宁 本 溪 1 7 0 ) 本 10 0 摘 要 :论 述 了 套 简 窑 换 热 器 结 垢 的 机 理 ,提 出 了 掺 冷 风 控 制 进 人 换 热 器 废 气 温 度 的 方 案 。 通 过 半 年 的 工 业 性 生 产 试 验 ,解 决 了 这 一 问 题 ,保 证 了生 产 顺 行 ,使 其 达 到 了 生 产 设 计 指 标 。 关 键 词 :套 简 窑 换 热 器 ;结 垢 ; 掺 冷 风 ; 进 口废 气 温 度 中 图 分 类 号 :TD 8 7 9 1 . 文 献 标 识 码 :1 3 文 章 编 号 :1 7 6 1—8 5 ( 0 3 0 5 0 2 0 ) 4—0 5 0 5—0 3 O 引 言 本 钢 石 灰 石 矿 从 德 国 引 进 日产 活 性 灰 3 0 t 0 的环型套筒窑 ,自 20 0 0年 投 产 以 来 ,换 热 器 频 繁 堵 塞 ,平 均 1 ~ 2 5 0天 就 需 要 清 理 一 次 ,除 垢 经 过 对 套 筒 窑换 热 器 结 垢 机 理 的研 究 ,采 取 了 以掺 冷 风 的 方 式 控 制 进 入 换 热器 废 气 温 度 的解 决 方 案 ,通 过 连 续 半 年 的生 产 试 验 ,换 热 器 运 行 效 果 良好 ,各 项 指 标 已达 到 预 期水 平 。 工作 量 较 大 ,并 且 已 危 及 到 窑 的 使 用 寿 命 。 同 时 , 由于 换 热 器 热 效 率 降低 ,使 窑 内温 度 场发 生 紊 乱 ,窑 况 控 制 困难 ,石 灰 质 量 下 降 ,始 终 未 达 到设计生产能力 。 1 石 灰 石 及 换 热 器 垢 物 的 化 学 分 析 为 了剖 析 换 热器 结 垢 原 因 ,对 本 钢 石 灰 石 及 换 热 器垢 物 取 样 分 析 ,结 果 见 表 1 。 表 1 原 料 、垢 物 化 学 分 析 本 钢套 筒 窑 加 热 燃 料 为 焦 一高 混 合 煤 气 ,比 例为 37 : 。在 煅 烧 石灰 石 过 程 中 ,由 于 燃 料 燃 烧 和 石 灰 石 分解 产 生 大 量高 温 偏 酸 性 气 体 ,气 体 中 夹 杂 大 量 尘 灰 ,尘 灰 中含 有 K、Na 、C 、 S等 元 1 素 组 成 的 多种 化 合 物 ,有 着 范 围较 宽 的化 学 和 物 理 性 能 的变 化 。所 以 在 不 同温 度 条 件 下 ,积 灰 和 垢 物 的 成分 组 成有 着 较 大 的差 异 。 存 在 一定 量 有 催 化 作 用 的 矿 物 , 主 要 是 碱 金 属 、 碱 土 金 属 的 氯 化 物 ( C 、 Na 1 a 1) 碳 酸 K 1 C 、C C , 、 盐 (C C aO M g O C K2 O3 ) 硫 C 、 酸 盐 ( 2 O 、NaS 4 、氧 化 物 ( a KS 4 2O ) C O、 Mg O) 及 少 量 的硅 酸 盐 。按 照单 组 分熔 点 来 评 价 ,这 些 化 合 物熔 点 都 在 7 2℃ 以上 ,有 的 甚 至 达 到 10 0℃ 7 0 左 右 。根 据 生 产统 计 ,套 筒 窑 换 热 器 进 口废 气 温 2 换 热 器 结 垢 机 理 的 研 究 2. 换 热 器 垢 物 组 成 及 形 成 温 度 1 度 平 均 为7 1℃ ,都 低 于 单 组 分 熔 点 温 度 。 在 此 6 温 度 下 能 否 形 成 垢 物 ,对 换 热 器 中 的 竖 管 管 垢 、 水 平 管垢 、墙 垢 进 行 了试 验 研 究 ( 2 , 由表 2 表 ) 通 过 对 换 热 器 管 垢 化 学 分 析 可 知 , 垢 中 管 收 稿 日期 :2 0 0 3—0 6—1 5 作 者 简 介 :张 红 ( 9 0一 ) 女 ( 族 ) 17 , 汉 ,辽 宁 本 溪 人 , 本 钢 技 术 中心科研 处工 程师 。 可 知 , 由于 温度 、垢 组 分 及 含 量 不 同 ,形 成 垢 的 状 态 也 不 同 。 换 热 器 管 垢 的 垢 灰 在 6 0℃ ~ 0 7 0℃ 之 间 就 形 成 固液 结 合 ,冷 却 后 粘 附 在 管 壁 0 上 ,难 以清 除 。 维普资讯 5 6 矿 业 工 程 表 2 垢 物 形 成 温 度 试 验 第1 卷 第4 期 致 了凝 固 板 结 。二 是 换 热 管 内 废 气 流 速 低 , 为 换 热 管 内 尘 灰 的 滞 留 提 供 了 条 件 。 三 是 含 尘 量 大 ,为垢 的 形 成 提 供 了来 源 。 为此 ,通 过 掺 冷 风 将换 热 器 进 口废 气 温 度 控 制 在 6 0℃ ~ 6 0℃ , 4 8 使 低 温 共 熔 物 质 提 前 结 晶 ,同 时 也 能 够 降 低 进 入 换 热 器 废 气 的含 尘 浓 度 ,减 少尘 粒 之 间 、管 壁 与 尘 粒 之 间 粘 结 和 富集 ,使 尘 灰 很顺 畅 地 通 过 换 热 器 ,达 到 良性 循 环 。 这 样 不 仅 大 幅 度 降 低 换 热 器 结 垢 速 度 ,同 时 也 提 高 了换 热 器 的换 热效 率 。 2. 2 垢 物 形成 机 理 及 物 理 性 质 从 理 论 上 ,K2 3 Co +C C 一 K C ( O ) a O3 2 a C 32 4 改 造 前 后 换 热 器 的 运 行 效 果 改造 前 后 有 关 温 度 参 数 对 比见 表 4 。从 表 4 中可 以看 出 ,改 造 前 进 人 换 热 器 废 气 温 度 控 制 得 ( 应 温 度 6 0℃ ) 反 5 K2 C03+ 2 O 2 K 2 2 5 SI 一 Si0 很 高 ,使 换 热 管 内很 快 结 垢 ,导致 驱 动 空 气 温 度 降低 ,而 且 随 着 运 行 周 期 的延 长逐 渐 下 降 。改 造 后 由于 进 入 换 热 器 废 气 温 度控 制 得 比较 低 ,防 止 ( 应 温度 6 0℃ ) 反 0 这 些 固 一 固相 反 应 温 度 都 比较 低 ,所 以 。尘 灰 中这 些 组 分 只 要 达 到 反 应 温 度 就 存 在 结 垢 问 题 ,只 是 结 垢 速 度 快 与 慢 的 差 别 。 若 要 避 免 结 垢 ,就 必 须 严 格 控 制 反 应 温 度 。在 上 述 理 论 和 试 了垢 的 形 成 ,所 以 驱 动 空 气 温 度 一 直 比较 高 ,而 且较为稳定 。 改 造 前 后换 热 器 运 行 情 况 对 比见 图 1 、2 。 图 1为 改 造 前换 热 器 运 行 2 0天左 右 的情 况 , 验 结果 的 基 础 上 , 以模 拟 管 垢 为 例 进 行 了 一 系 列 的 相关 试 验 研 究 。试 验 结 果 见 表 3 。 从 表 3试 验 说 明 ,由 于 尘 灰 中含 有 两 种 以 上 碱 金 属 的氯 化 物 、碳 酸 盐 ,它 们 具 有 一定 的 催 化 大 部 分 换 热 管 已结 满 了垢 ,换 热 管 口被 堵 死 ,换 热器顶部器 壁和水 平 管也都 结 了很厚 的一 层垢 ; 图 2为 改 造 后 换 热 器 运 行 半 年 的情 况 ,换 热 管 内 只 结 了 薄 薄 一 层 垢 ,而 顶 部 器壁 没 有 结 垢 。 作 用 ,导 致 多 组 分 低 温 共 熔 ,尘 灰 熔 点 明 显 降 低 ,形 成 垢 物 机 会 增 加 。周 而 复始 ,垢 层 越 结 越 厚 ,换 热 器 换 热效 果 越 来 越 差 。 5 结 语 — — 3 换 热 器 的工 艺 改造 通 过 对换 热 器 结 垢 机 理 的 研 究 ,其 结 垢 的原 因 :一 是 进 口废 气 温 度 高 ,为 烟 尘 中低 熔 点 物 质 的熔 融 创 造 了条 件 ;在 换 热 过 程 中 , 由于 温 降 导 换 热 器 结 垢 的 原 因 :一 是 进 口废 气 温 度 过 高 ;二 是 换 热管 内废 气 流 速较 低 ;三 是 在 燃 烧 过 程 中形 成 的尘 量 过 大 。其 中进 口废 气 温 度 过 高 是 促 使 换 热 器 结 垢 的关 键 因素 。 表 3 套筒 窑 换热 器垢 物组 分低 温 共熔 静态 试验 维普资讯 20 0 3年 第 4期 张 红 等 剖 析 套 筒 窑 换 热 器 结 垢 机 理 及 对 策 5 7 注 :改 造 前 为 2 0 . 0月 ~2 0 3月 、0 2 7 0 11 0 2. 2 0 . ~9月 共 9个 月 的 统 计 结 果 ; 造 后 为 2 0 . 1月 ~ 2 o 改 02 1 o 3年 3月 的统 计 结 果 。 — — 掺 冷 风 对 换 热 器换 热效 果 的 影 响 。掺 冷 风 有 效 地 控 制 了进 入换 热 器 的 废 气 温 度 ,因此 防 止 了 结 垢 ,显 著 提 高 了换 热效 率 , 比掺 冷 风 前 高 了 1 6% 。 — — 掺 冷 风对 窑 况 的 影 响 。 由于 掺 冷 风 后 换 热 器 不 结 垢 ,使 驱 动 空 气 温 度 相 对 提 高 ,喷 射 器 的喷 射 能 力 增强 ,满 足 了工 艺 对 循 环 气 体 量 和 温 度 的 要 求 ,窑 况 顺 行 ,从 而 使 产 品质 量 和 产 量 得 到有 效 提 高 。 图 1 改造 前换 热 器运 行 2 0天 结 垢 情 况 通 过 对 换 热 器 结 垢 机 理 的研 究 ,采用 掺 冷 风 控 制 进 入 换 热 器 废 气 温 度 的方 案 ,简 单 实 用 ,很 好 地 解 决 了本 钢 石 灰 石 矿 套 筒 窑换 热 器 结 垢 的 问 题 ,保 证 了 生 产 顺 行 ,使 其 达 到 了 生 产 设 计 指 标。 参考文 献 : [] 1 [] 2 [] 3 杨 世 铭 .《 热 学 》 . 二 版 . 京 :高 等 教 育 出 版 社 , 传 第 北 1 5. 57~ 3 5 . 99 3 9 韩 昭 沧 . 《 料 及 燃 烧 》 .北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 燃 1 9 . 6~ 32. 9 0 2 图 2 改 造 后 换 热 器 运 行 半 年 情 况 [] 4 张三健 等 . / 焦一 水蒸 气 的催 化 气化 理 论 基 础 .( 煤 煤 煤 炭 综 合 利 用 》, 19 ( ) . 90 2 瑞 士 苏 尔 寿 公 司 化 学 技 术 部 . 溶 剂 结 晶 法 .< 代 化 无 现 工》 19 (1 . , 93 1) M e ha s c l or a i n a t e e i n c ni m of s a e f m to nd is pr v nto i a x ha e f s e v l n he t e c ng r o l e e kin ZH AN G o H ng, ZH AN G Shu x n -i ( nn mp n fBe xr n & S e l . t ,Be x 1 0 0,Chn ) Mi igCo a y o n i o I te L d. o C n i1 7 0 ia Ab t a t Th c a im fs ae f r a i n i e te c a g ro l v i n l s d a d t em e h d o lw i g c l i sr c : e me h n s o c lo m t h a x h n e fsl e k l i a a y e n h t o fb o n o d a r o n e n s i t s e a r t a o n o h a x h n e O c n r l wa t i’ t mp r t r a e n ts e n o wa t i h t f ws i t e t e c a g r t o to s e a rS e e a u e h s b e e t d. Af e l t r 6 mo t s o e t nh ft — s o e a in, t e me h a e n p o e a i a t r h t t e p o lm f s a e f r a i n i s l e n h e i n c p ct f p r to h t o h s b e r v n s t f c o y t a h r b e o l o m to s o v d a d t e d sg a a i o d s c y se v l S e s r d l ek J i n u e . e i 1 Ke r s h te c a g ro le e k l s a e f r a i n b o n fc l i ; wa t i e p r t r ti l t y wo d - e x h n e fse v i a n; c l o m t ; lwi g o o d ar o se a rt m e a u e an e


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