張建波(北京市房山區(qū)燕山石化公司,北京102500)
廢堿焚燒爐技術(shù)改進(jìn)淺談
張建波(北京市房山區(qū)燕山石化公司,北京102500)
本文簡(jiǎn)要介紹某煤化工項(xiàng)目廢堿焚燒爐從機(jī)電儀一體化角度,針對(duì)其在燃燒、點(diǎn)火過(guò)程中存在的危險(xiǎn)及缺陷進(jìn)行了優(yōu)化,并付諸實(shí)際應(yīng)用,取得了良好的應(yīng)用效果。
廢堿焚燒爐;燃燒器;噴槍;機(jī)電儀一體化
某煤化工項(xiàng)目廢堿液處理采用較為成熟可靠的廢堿焚燒技術(shù),徹底氧化廢堿液中的有機(jī)物,項(xiàng)目產(chǎn)生的氧化物產(chǎn)品液可以通過(guò)代替燃料氣提供熱值的同時(shí),被氧化處理掉。同時(shí)廢堿焚燒爐在處理廢堿液及氧化物產(chǎn)品液的同時(shí)副產(chǎn)中低壓蒸汽【1】。
該廢堿焚燒爐為了更好的避免結(jié)灰采用自上而下的燃燒方式,設(shè)置廢堿液噴槍6支(3開(kāi)3備),廢堿液噴槍采用機(jī)械霧化噴嘴。設(shè)氧化物產(chǎn)品液噴槍3支,氧化物產(chǎn)品液噴槍采用蒸汽霧化。廢堿液噴槍從頂部四周成環(huán)形縱向插入爐膛頂部。而氧化物產(chǎn)品液噴槍從最頂部成一字縱向插入爐膛,頂部伴有兩只燃料氣噴槍。中部采用四支四角切圓燃料氣噴槍,確?;鹧嫘纬森h(huán)流,增加介質(zhì)在爐膛中部的停留時(shí)間。底部設(shè)置對(duì)沖燃燒器兩支,確保堿渣能夠以熔融態(tài)進(jìn)入溜槽。助燃空氣通過(guò)助燃風(fēng)機(jī)送入空氣加熱器加熱到150℃后送入爐內(nèi)空氣預(yù)熱器再次加熱至250℃然后送至各個(gè)燃燒器進(jìn)行配風(fēng)。鍋爐給水減壓至2MPa后通過(guò)省煤器進(jìn)一步吸收熱量后進(jìn)入鍋爐汽包,汽包中的飽和水沿下降管及下水連接管進(jìn)入爐膛水冷壁下集箱和水冷屏進(jìn)口集箱,在向上流經(jīng)爐膛水冷壁和水冷屏的過(guò)程中被加熱成汽水混合物,再經(jīng)各自上部出口集箱進(jìn)入汽包進(jìn)行汽水分離,如此反復(fù)。頂部產(chǎn)出的飽和蒸汽經(jīng)過(guò)鍋爐過(guò)熱器被進(jìn)一步加熱,最終形成1.45MPa、300℃過(guò)熱蒸汽并入總管網(wǎng)。
廢堿焚燒爐點(diǎn)火之前不允許燃料氣進(jìn)入爐膛,點(diǎn)火之前若燃料氣閥門(mén)存在內(nèi)漏或大風(fēng)吹掃爐膛不徹底就點(diǎn)火存在閃爆風(fēng)險(xiǎn)??咳藶榕袛酄t膛內(nèi)是否存在燃料氣且部分區(qū)域有無(wú)達(dá)到爆炸極限不可靠?;谝陨峡紤]該廢堿焚燒爐項(xiàng)目按照設(shè)備安全及生產(chǎn)運(yùn)行的原則,并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),并將點(diǎn)火之前的大風(fēng)吹掃和檢漏程式化,取得了良好的使用效果。首先在大風(fēng)吹掃之前必須確認(rèn)如下條件:1、引風(fēng)機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài);2、汽包液位處于正常水位之內(nèi);3、爐膛溫度<1300℃;4、燃料氣流量歸零;5、汽包壓力處于正常范圍內(nèi);6、煙氣進(jìn)靜電除塵器溫度<300℃。7、確認(rèn)廢堿焚燒爐聯(lián)鎖程序已復(fù)位完成;8、火檢信號(hào)全無(wú)。以上條件具備才允許大風(fēng)吹掃。其次大風(fēng)吹掃時(shí)各位置助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度打開(kāi)100%,確保爐膛頂、中、底部風(fēng)量足夠且維持至少120s,以保障吹掃質(zhì)量。另外吹掃后半階段要在程序?qū)用嫔厦鲝U堿焚燒爐最適合長(zhǎng)明燈點(diǎn)燃的風(fēng)量,以此為據(jù)調(diào)節(jié)好吹掃不同階段助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,系統(tǒng)設(shè)置10s時(shí)間判斷,風(fēng)量一直滿足視為吹掃成功,否則任何一個(gè)階段不具備條件視為吹掃失敗,吹掃失敗將不能保證爐膛內(nèi)可燃?xì)馐欠裨诒O限之內(nèi),必然不能允許下一步點(diǎn)火。在大風(fēng)吹掃的同時(shí),要通過(guò)設(shè)置好相應(yīng)程序來(lái)自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)燃料氣管網(wǎng)的燃料氣閥門(mén)讀取閥門(mén)后壓力來(lái)判定燃料氣開(kāi)關(guān)閥是否內(nèi)漏,若存在內(nèi)漏也不允許點(diǎn)火。最后大風(fēng)吹掃及檢漏合格后,確保頂部助燃風(fēng)量不低于1500Nm3/h,同時(shí)也不能太高,盡量控制在2000 Nm3/h以內(nèi)。室內(nèi)人員確認(rèn)頂部燃燒器點(diǎn)火條件全部具備后可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行點(diǎn)火。點(diǎn)火過(guò)程中用15s時(shí)間通過(guò)火檢檢測(cè)是否有火,有火則允許開(kāi)頂部燃料氣次槍和主槍,火檢無(wú)火或中途退火,則頂部長(zhǎng)明燈及主次槍燃料氣閥全部關(guān)閉,氮?dú)忾y自動(dòng)打開(kāi)吹掃不低于40s。點(diǎn)火失敗后需重新大風(fēng)吹掃。中部和底部點(diǎn)火參考頂部點(diǎn)火設(shè)置。只有將點(diǎn)火前一切安全判斷程式化,設(shè)置好相應(yīng)程序邏輯,由控制系統(tǒng)自動(dòng)判斷能否安全點(diǎn)火才是保障鍋爐點(diǎn)火本質(zhì)安全的措施,不能靠人為經(jīng)驗(yàn)或主觀臆斷。
廢堿焚燒爐正常運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定期對(duì)燃料氣進(jìn)行取樣分析,保證燃料氣組分無(wú)大的變化。燃料氣組分變化大將導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃燒狀態(tài)產(chǎn)生變化,操作參數(shù)也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。尤其重要的是燃料氣千萬(wàn)不可帶重組分液態(tài)烴,液態(tài)烴進(jìn)入爐內(nèi)后無(wú)法保證充分燃燒,灰燼將帶火星進(jìn)入煙道,在部分燃料氣聚集的區(qū)域形成區(qū)域性爆燃。其次帶火星的灰燼附著在過(guò)熱器及省煤器等水冷屏管子上容易造成局部損傷,導(dǎo)致鍋爐水系統(tǒng)內(nèi)漏。最后煙道中的堿灰會(huì)攜帶大量未燃燒殆盡的火星進(jìn)入刮板系統(tǒng),從而進(jìn)入包裝廠房,引發(fā)火災(zāi)。若燃料氣組分容易摻雜液態(tài)烴等重組分,可以在燃料氣進(jìn)入爐前增加一臺(tái)氣液分離罐,保證氣態(tài)烴進(jìn)入廢堿焚燒爐內(nèi)部,液態(tài)烴留在罐內(nèi),待積累到一定程度加熱氣化后重新送入爐內(nèi),因?yàn)榇罅恐亟M分烴類進(jìn)入爐膛,燃料氣熱值發(fā)生變化,此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃料氣負(fù)荷。針對(duì)燃料氣組分不穩(wěn)定的工況,一定要重視廢堿焚燒爐頂部和底部?jī)芍а趸喎治鰞x,將廢堿焚燒爐內(nèi)部氧含量作為判定鍋爐內(nèi)部有無(wú)充分燃燒的依據(jù),正常鍋爐內(nèi)部氧含量控制在5%-8%為最佳。
廢堿液及氧化物產(chǎn)品液是SMTO生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染源。為減少環(huán)境污染,達(dá)標(biāo)排放,焚燒技術(shù)是行之有效的一種成熟手段。該技術(shù)不僅可以處理廢堿液及氧化物產(chǎn)品液污染源,生產(chǎn)純度較高的工業(yè)堿(Na2CO3)并副產(chǎn)蒸汽,還可以從根本上杜絕二次污染,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益【3】。
廢堿焚燒爐在點(diǎn)火及正常運(yùn)行時(shí)均存在不同程度的風(fēng)險(xiǎn)。只有從機(jī)電儀一體化角度優(yōu)化焚燒爐點(diǎn)火階段相關(guān)程序以及聯(lián)鎖保護(hù)等,方能更好地延長(zhǎng)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行周期,減少檢維修成本,確保生產(chǎn)的平穩(wěn)及安全。
[1]《烯烴部公用工程裝置崗位操作法》作者:何愛(ài)明、張建波、胡銳、高寅龍、張昕宇.
[2]《鍋爐振動(dòng)原因分析及處理措施》作者:鄧小靈.
[3]《廢堿焚燒鍋爐生產(chǎn)工藝淺談》作者:林寶山.