我廠煅燒工序提產降耗技術改進

王井來

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

?

經 驗 交 流

我廠煅燒工序提產降耗技術改進

王井來

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

闡述了在原煅燒工藝基礎上增設離心機系統的工藝布置方法及增產、降耗的理論依據；總結了臥式回轉蒸汽煅燒爐系統的技術改進措施，最終實現原裝置生產能力大幅度提高和輕灰成本的大幅度降低，具有較強的借鑒意義。

離心機；蒸汽煅燒爐；輕灰煅燒；旋轉接頭；改進

1 增設離心機工藝

重堿中游離水量的減少不但直接節省蒸汽煅燒爐中壓蒸汽消耗，而且重堿水分的降低可以提高煅燒爐生產能力。唐山三友化工股份有限公司建廠時采用轉鼓真空過濾機工藝，能得到含水約18%左右的重堿，在重堿過濾后增設離心機實現重堿進一步脫水，成為降低重堿水分的有效手段。

1.1 提產降耗分析

重堿經一次脫水后成粗粒子結晶，晶粒間游離水在離心力的作用下易被脫出。臥式活塞推料離心機是一種廣泛使用的自動操作、連續運轉、脈動卸料的過濾式離心機。在運行時機器連續操作，借轉鼓內推盤的往復脈動，將轉鼓內濾后的固體物料沿軸向不斷地向前推送，具有生產能力大、連續工作、排渣含濕率低的特點。實踐證明，該類離心機能使重堿脫出水分達5%以上。

以重堿當量1 953.2 kg/t、重堿中游離水汽化熱2 295.2 kJ/t、蒸汽冷凝潛熱1 789.2 kJ/t、公司標汽價格110元/t計算，每生產1 t純堿節約中壓蒸汽效益為：

110×1 953.2×5%×2 295.2÷1 789.2=13.78元。

以單機裝機功率140 kW，生產能力40 t/h計，噸堿耗電6.5 kWh，自發電價按0.46元/ kW·h計，噸堿耗電只有2.99元。噸堿經濟效益高達10.79元。

實踐證明，重堿脫水后標志煅燒爐生產能力的進爐蒸汽量仍保持不變，即生產能力相應提高70 t/d以上。

1.2 離心機設備選型

唐山三友化工股份有限公司1997年率先引進4臺進口篩得力公司生產的型號為SHS 1002/1090 ZK離心機，隨著純堿產量逐年遞增，至2005年增至8臺；2010年增加2臺上?；瘷C廠生產的型號為HRZ1000-NA離心機；隨后分別于2011年和2013年增加7臺進口瑪菲公司生產的型號為SZ 1000/2-12/4 K10離心機。國產離心機使用近3年，因故障率高、生產能力小被首先淘汰。篩得力離心機最大生產能力為37.5 t/h，液壓系統采用電磁換向，正常運行油壓高達7.0 MPa左右，易產生漏油及油泵故障；瑪菲離心機最大生產能力為40 t/h，液壓系統采用機械換向，正常運行油壓只有2.5 MPa左右，油路及油泵故障率低。所以以生產能力大、液壓系統故障率低、運行穩定性強的瑪菲離心機為首選。

1.3 新增離心機的布置工藝

唐山三友化工股份有限公司隨著純堿產能大幅度提升，多次實現在有限的空間布置增設離心機，目前已達到15臺套，實現了入爐前重堿的全部二次脫水。

增設離心機布置工藝要點是在原重堿運輸皮帶的高差基礎上，在180°或90°方向上利用進、回程運輸皮帶為新增離心機創造出垂直空間。圖1、圖2為我公司兩次增設離心機流程圖。

圖1 90°方向布置流程圖

圖2 180°方向布置流程圖

2 臥式回轉蒸汽煅燒爐的技術改進

隨著公司不斷的技術改進純堿產量逐年提高，重堿煅燒工序成為公司生產的“瓶頸”。在現場占地緊張情況下，通過設備改進提高輕灰煅燒能力成為唯一途徑。

2.1 煅燒爐汽軸、旋轉接頭改進

提高φ3600×30000臥式回轉蒸汽煅燒爐能力的途徑：一是提高換熱面積。通過加熱管翅片高度及螺距的增加而實現，我公司在新增7#煅燒爐系統時進行了成功改進，增加加熱面積500 m2，實現煅燒爐產能的提升。二是提高煅燒爐換熱效果。蒸汽冷凝水經汽軸、旋轉接頭外套筒自流入凝水聯箱過程中，快速進入貯水槽會使煅燒爐汽室底部及加熱管液膜變薄，從而消除冷凝水積存造成的換熱效果下降。因此提高冷凝水排出流通截面積無疑可提高換熱效果。

汽軸改進：進汽中心套筒內徑保持不變，外套筒通徑加大。回水外套筒內徑擴大，流通截面積顯著增加。為了增加汽軸整體強度及剛度，小端密封面一側結構型式由原錐管式改為雙套式，并增加出料三葉螺旋壁厚。

旋轉接頭改進：進汽管去掉兩支DN150管，實現與DN200進爐蒸汽管等徑連接(實際進汽通徑并未增加)；出水管由兩支DN150改進為DN250一支與出水管等徑連接，出水管流通截面積明顯增加，同時出水管開口位置處于更利于凝水快速排出的底部位置；旋轉接頭進汽中心套筒內徑保持不變，回水外套筒擴徑至與汽軸一致；汽軸、旋轉接頭大止口法蘭配套改進。見圖3。

圖3 旋轉接頭改進前后示意圖

2.2 煅燒爐主傳動機構改進

原設計傳動機構為模數30、齒數19的小齒輪帶動齒數150固定在煅燒爐爐體外表面的大齒圈。因傳動小齒輪直接在減速機輸出軸一端懸臂安裝，作用力直接作用在減速機輸出端外側軸承上，軸承受到交變沖擊力，減速機壽命縮短。同時由于減速機小齒輪長期受交變應力作用，使得輸出軸產生彈性變形，減速機輸出軸小齒輪處的基礎發生松動，減速機產生振動，從而造成被迫停爐檢修。

改進措施：利用有限空間將鋼制基礎延長，在大齒圈另一側再增加一個軸承，將小齒輪與減速機分離，使小齒輪受的力由兩側軸承承擔，傳動變的平穩，避免交變應力沖擊對減速機產生的影響。小齒輪與減速機采用彈性膠塊聯軸器，吸收基礎的振動。

2.3 煅燒爐馱輪改進

23156型馱輪軸承改型升級，兩側增加推力軸承。受到現場空間位置及鋼基礎條件限制，必須對馱輪底板、軸承座、馱輪直徑等進行改進。

考慮改造后的馱輪備件因素，實現與原馱輪備件通用。改造過程中原馱輪底板相應改變，所有原栽絲孔位均保留不動。

現場條件要求軸承座中心高不大于300 mm，原軸承座鋼基礎進行現場擴展拼焊改進，斜墊板重新制作現場焊接，制定嚴格的防變形措施來滿足軸承座增寬要求。改型后軸承座占用空間受限，軸承座側面及底端需減薄10 mm，需將軸承座材質由鑄鐵升級為鑄鋼，使其屈服強度、抗拉強度提高，最終實現馱輪荷載增加。

3 其它技術改進

3.1 重堿氣封轉動閥改進

重堿氣封轉動閥轉子因直接接觸水蒸汽及堿塵而沾結堿疤，造成重堿堵塞而被迫停車清理。通過將氣封轉子襯不銹鋼鏡面板改進，效果非常明顯；將重堿氣封轉動閥改為鏈輪傳動方式，找正精度降低便于設備快速更換。

3.2 新增一套成品運堿刮板機

五臺輕灰煅燒爐(四臺φ3600、一臺φ3000)日提產500 t左右，原兩條成品刮板機輸送機能力不足。因受現場條件限制，新增刮板機布置于原兩條成品刮板機與返堿刮板機機頭垂直方向上，取自兩臺輕灰爐返堿刮板機出來的輕灰，電動插板閥調節后進入新增1#刮板機，再經新增2#刮板機偏轉輸送方向后進入新增堿篩，再送入原涼堿爐進料分配刮板機，堿篩篩上堿球送入原破碎機。

3.3 出氣箱、分離器擴徑改進

出氣方箱變徑上移3 800 mm，旋風分離器進氣口寬度擴大100 mm，分離器上筒體擴徑100 mm，錐體加長。實現出氣箱清理周期由每月一次延長至每年一次；爐氣量在增加情況下仍保持19 m/s左右的進口氣速，保持適宜的阻力降和除塵效率。

3.4 母液洗滌塔由填料塔改為變孔徑穿流篩板塔

塔體直徑及高度、管道接口與原有填料塔相同，主體材料采用鑄鐵材質，3#～5#塔圈內壁表面鑄造過程加入耐腐合金，增強進氣區域防腐性能。

進氣塔圈設置氣體分布罩，利于底圈塔板下爐氣均勻分布，防止產生偏流；進液塔圈設置降液管布液器，兩側進液使母液均勻分布淋灑。提高母液塔傳質傳熱效果。

塔內設置5層玻璃鋼材質篩板。以具體爐氣量確定篩板孔徑，各層篩板孔徑不同，保持每層塔板阻力35 Pa左右。不設置降液管，爐氣與母液逆流穿過篩孔。單層篩板分為6片便于日常安裝更換。

結構簡化后維護檢修便捷，塔壁沖刷腐蝕程度低，設備使用壽命延長。篩板采用變孔徑確保冷母液在通過篩孔時達到霧化狀態與爐氣充分換熱。實踐證明改進后爐氣流經裝置阻力穩定，操作彈性大傳熱效率高，能夠滿足大規模生產需要。

4 結 語

唐山三友化工股份有限公司通過對重堿煅燒工序持續不斷地改進，φ3600×30000煅燒裝置已經由設計初的800 t/d 提高到1 100 t/d以上。輕灰生產能力由建設初期的年產60萬t提高到了228萬t；噸堿中壓蒸汽消耗降至1.16 t。單套裝置能力及輕灰成本兩項指標遙遙領先于國內其他純堿廠家，為公司能夠從容應對當今持續低迷的經濟形勢做出了突出貢獻。

[1] 王楚.純堿生產工藝與設備計算[M].北京：化學工業出版社，2005

[2] 中國純堿工業協會.純堿工學[M].北京：化學工業出版社，1990

TQ114.161

B

1005-8370(2016)06-31-04

2016-08-16

王井來(1964—)，大學專科，高級技師、助理工程師，現任唐山三友化工股份有限公司純堿分公司重灰車間副主任，曾擔任純堿分公司主任工程師，獲得5項國家實用新型專利技術成果，具有豐富的重堿煅燒工作經驗。