陶新兆，邵正軍

(中鹽安徽紅四方股份有限公司，合肥 231607)

1 工藝流程及原理

中鹽安徽紅四方股份有限公司多噴嘴氣化爐鎖斗系統(tǒng)由1套邏輯聯(lián)鎖系統(tǒng)自動(dòng)控制，每個(gè)循環(huán)周期約為30 min，其中，集渣時(shí)間為28 min。在渣收集階段，氣化爐激冷室底部的渣水通過(guò)鎖斗入口閥進(jìn)入到鎖斗中。為了有利于渣的收集，鎖斗循環(huán)泵抽出鎖斗上部相對(duì)潔凈的黑水送往氣化爐激冷室，作為鎖斗循環(huán)水，將激冷室底部沉積的渣帶入到鎖斗中。當(dāng)渣收集結(jié)束時(shí)鎖斗循環(huán)泵進(jìn)行自循環(huán)；在泄壓階段，打開(kāi)泄壓閥對(duì)鎖斗進(jìn)行泄壓；在排渣過(guò)程中，打開(kāi)沖洗閥、出口閥沖洗鎖斗內(nèi)沉積的渣；在充壓階段，打開(kāi)充壓閥對(duì)鎖斗充壓。充壓完畢后，鎖斗繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)的渣收集流程。

2 存在問(wèn)題及原因分析

中鹽安徽紅四方股份有限公司多噴嘴氣化爐自2018年8月原始開(kāi)車運(yùn)行以來(lái)，在氣化爐運(yùn)行過(guò)程中，每次鎖斗排渣時(shí)，鎖斗系統(tǒng)附屬的部分設(shè)備、管線均存在較大的振動(dòng)，并伴有較大響聲，嚴(yán)重制約著鎖斗系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。針對(duì)上述存在的問(wèn)題進(jìn)行原因分析。

(1) 在鎖斗泄壓完畢后，打開(kāi)鎖斗沖洗閥時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)、響聲原因分析。

鎖斗泄壓管線最高處低于鎖斗最高處，鎖斗泄壓完畢后，鎖斗上方存在空間。由于鎖斗沖洗水罐所處位置高于鎖斗所處位置約20 m，根據(jù)動(dòng)量定理及能量守恒原理得知,在鎖斗沖洗閥打開(kāi)的瞬間，鎖斗沖洗水罐流入鎖斗內(nèi)的沖洗水理論流速最高達(dá)19.8 m/s；另外，由于沖洗水管線為DN400,管徑較大，根據(jù)質(zhì)量流量公式(qm=vAρ,qm為質(zhì)量流量，v為流速,A為截面積,ρ為密度)得知，理論質(zhì)量流量最高達(dá)2 486.88 kg/s，產(chǎn)生的較大沖擊力導(dǎo)致在鎖斗上產(chǎn)生振動(dòng)及響聲，即水錘效應(yīng)[1-2]。

(2) 在關(guān)閉鎖斗出口閥時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)、響聲原因分析。

鎖斗所處位置高于鎖斗出渣管線底端約10 m，根據(jù)動(dòng)量定理及能量守恒原理得知,當(dāng)鎖斗出口閥打開(kāi)時(shí)，由于鎖斗出渣管底端深入到敞口的渣池內(nèi)(鎖斗沖洗水罐與渣池的位差約30 m)，鎖斗流入渣池內(nèi)的渣水理論流速最高達(dá)24.24 m/s;另外，由于鎖斗出渣管線為DN350，管徑較大，根據(jù)質(zhì)量流量公式得知，理論質(zhì)量流量最高達(dá)2 330.98 kg/s。雖然產(chǎn)生了較大的沖擊力，但是由于渣池屬于敞口設(shè)備，故產(chǎn)生的沖擊力能夠充分釋放，進(jìn)而產(chǎn)生的振動(dòng)、響聲較小。在關(guān)閉鎖斗出口閥的瞬間，高流速、高質(zhì)量流量的沖洗水被鎖斗出口閥瞬間截流，進(jìn)而又產(chǎn)生了水錘效應(yīng)，導(dǎo)致在鎖斗出口閥處產(chǎn)生振動(dòng)及響聲[3-4]。

3 技改優(yōu)化措施

3.1 鎖斗泄壓管線技改

對(duì)鎖斗泄壓管線進(jìn)行局部改造抬高，確保鎖斗泄壓管線的最高處高于鎖斗最高處，即泄壓管線最高處高于鎖斗入口閥上端。當(dāng)鎖斗泄壓閥打開(kāi)時(shí)，保持鎖斗內(nèi)部充滿渣水、無(wú)空間，在鎖斗沖洗閥打開(kāi)后，沖洗水的質(zhì)量流量取決于鎖斗泄壓管線的管徑。改造后，進(jìn)入鎖斗內(nèi)的沖洗水理論最高流速仍為19.8 m/s，但理論最高質(zhì)量流量降至99.48 kg/s(約為原質(zhì)量流量的1/25),所產(chǎn)生的沖擊力大大降低。

3.2 鎖斗出口閥氣路技改

根據(jù)動(dòng)量定理得知，通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間可以降低沖擊力。為此，在鎖斗出口閥的氣缸排氣管線上安裝了閥門(mén)，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度控制鎖斗出口閥關(guān)閉時(shí)間由原來(lái)的3 s左右延長(zhǎng)至10 s左右，可以降低水錘效應(yīng)所產(chǎn)生的沖擊力。

鎖斗系統(tǒng)改造前、后示意圖分別見(jiàn)圖1、圖2，其中改造部分見(jiàn)圖2中圈出的部分。

圖1 鎖斗系統(tǒng)改造前示意圖

圖2 鎖斗系統(tǒng)改造后示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

自2020年2月完成2臺(tái)鎖斗系統(tǒng)技改運(yùn)行以來(lái)，在鎖斗排渣時(shí)，鎖斗系統(tǒng)部分設(shè)備、管線未出現(xiàn)較大的振動(dòng)、響聲，保障了鎖斗系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。