廢堿焚燒爐技術改進淺談

張建波(北京市房山區燕山石化公司，北京102500)

廢堿焚燒爐技術改進淺談

張建波(北京市房山區燕山石化公司，北京102500)

本文簡要介紹某煤化工項目廢堿焚燒爐從機電儀一體化角度，針對其在燃燒、點火過程中存在的危險及缺陷進行了優化，并付諸實際應用，取得了良好的應用效果。

廢堿焚燒爐；燃燒器；噴槍；機電儀一體化

1 廢堿焚燒爐概況

1.1 廢堿焚燒爐的簡要介紹

某煤化工項目廢堿液處理采用較為成熟可靠的廢堿焚燒技術，徹底氧化廢堿液中的有機物，項目產生的氧化物產品液可以通過代替燃料氣提供熱值的同時，被氧化處理掉。同時廢堿焚燒爐在處理廢堿液及氧化物產品液的同時副產中低壓蒸汽【1】。

1.2 廢堿焚燒爐內部構造及簡要工作流程

該廢堿焚燒爐為了更好的避免結灰采用自上而下的燃燒方式，設置廢堿液噴槍6支（3開3備），廢堿液噴槍采用機械霧化噴嘴。設氧化物產品液噴槍3支，氧化物產品液噴槍采用蒸汽霧化。廢堿液噴槍從頂部四周成環形縱向插入爐膛頂部。而氧化物產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，確保火焰形成環流，增加介質在爐膛中部的停留時間。底部設置對沖燃燒器兩支，確保堿渣能夠以熔融態進入溜槽。助燃空氣通過助燃風機送入空氣加熱器加熱到150℃后送入爐內空氣預熱器再次加熱至250℃然后送至各個燃燒器進行配風。鍋爐給水減壓至2MPa后通過省煤器進一步吸收熱量后進入鍋爐汽包，汽包中的飽和水沿下降管及下水連接管進入爐膛水冷壁下集箱和水冷屏進口集箱，在向上流經爐膛水冷壁和水冷屏的過程中被加熱成汽水混合物，再經各自上部出口集箱進入汽包進行汽水分離，如此反復。頂部產出的飽和蒸汽經過鍋爐過熱器被進一步加熱，最終形成1.45MPa、300℃過熱蒸汽并入總管網。

2 廢堿焚燒爐點火及運行過程中存在的風險及技術改進

2.1 廢堿焚燒爐點火過程存在風險及改進

廢堿焚燒爐點火之前不允許燃料氣進入爐膛，點火之前若燃料氣閥門存在內漏或大風吹掃爐膛不徹底就點火存在閃爆風險。靠人為判斷爐膛內是否存在燃料氣且部分區域有無達到爆炸極限不可靠。基于以上考慮該廢堿焚燒爐項目按照設備安全及生產運行的原則，并結合實際運行經驗進行了技術改進，并將點火之前的大風吹掃和檢漏程式化，取得了良好的使用效果。首先在大風吹掃之前必須確認如下條件：1、引風機與鼓風機處于運行狀態；2、汽包液位處于正常水位之內；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；6、煙氣進靜電除塵器溫度＜300℃。7、確認廢堿焚燒爐聯鎖程序已復位完成；8、火檢信號全無。以上條件具備才允許大風吹掃。其次大風吹掃時各位置助燃風調節閥開度打開100%，確保爐膛頂、中、底部風量足夠且維持至少120s，以保障吹掃質量。另外吹掃后半階段要在程序層面上摸索廢堿焚燒爐最適合長明燈點燃的風量，以此為據調節好吹掃不同階段助燃風調節閥的開度，系統設置10s時間判斷，風量一直滿足視為吹掃成功，否則任何一個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可燃氣是否在爆炸極限之內，必然不能允許下一步點火。在大風吹掃的同時，要通過設置好相應程序來自動選擇開關燃料氣管網的燃料氣閥門讀取閥門后壓力來判定燃料氣開關閥是否內漏，若存在內漏也不允許點火。最后大風吹掃及檢漏合格后，確保頂部助燃風量不低于1500Nm3/h，同時也不能太高，盡量控制在2000 Nm3/h以內。室內人員確認頂部燃燒器點火條件全部具備后可現場進行點火。點火過程中用15s時間通過火檢檢測是否有火，有火則允許開頂部燃料氣次槍和主槍，火檢無火或中途退火，則頂部長明燈及主次槍燃料氣閥全部關閉，氮氣閥自動打開吹掃不低于40s。點火失敗后需重新大風吹掃。中部和底部點火參考頂部點火設置。只有將點火前一切安全判斷程式化，設置好相應程序邏輯，由控制系統自動判斷能否安全點火才是保障鍋爐點火本質安全的措施，不能靠人為經驗或主觀臆斷。

2.2 廢堿焚燒爐運行過程中存在風險及改進

廢堿焚燒爐正常運行過程中應定期對燃料氣進行取樣分析，保證燃料氣組分無大的變化。燃料氣組分變化大將導致爐內燃燒狀態產生變化，操作參數也要進行相應的調整。尤其重要的是燃料氣千萬不可帶重組分液態烴，液態烴進入爐內后無法保證充分燃燒，灰燼將帶火星進入煙道，在部分燃料氣聚集的區域形成區域性爆燃。其次帶火星的灰燼附著在過熱器及省煤器等水冷屏管子上容易造成局部損傷，導致鍋爐水系統內漏。最后煙道中的堿灰會攜帶大量未燃燒殆盡的火星進入刮板系統，從而進入包裝廠房，引發火災。若燃料氣組分容易摻雜液態烴等重組分，可以在燃料氣進入爐前增加一臺氣液分離罐，保證氣態烴進入廢堿焚燒爐內部，液態烴留在罐內，待積累到一定程度加熱氣化后重新送入爐內，因為大量重組分烴類進入爐膛，燃料氣熱值發生變化，此時應及時調整燃料氣負荷。針對燃料氣組分不穩定的工況，一定要重視廢堿焚燒爐頂部和底部兩支氧化鋯分析儀，將廢堿焚燒爐內部氧含量作為判定鍋爐內部有無充分燃燒的依據，正常鍋爐內部氧含量控制在5%-8%為最佳。

3 結語

廢堿液及氧化物產品液是SMTO生產過程中產生的主要污染源。為減少環境污染，達標排放，焚燒技術是行之有效的一種成熟手段。該技術不僅可以處理廢堿液及氧化物產品液污染源，生產純度較高的工業堿（Na2CO3）并副產蒸汽，還可以從根本上杜絕二次污染，具有良好的經濟效益和社會效益【3】。

廢堿焚燒爐在點火及正常運行時均存在不同程度的風險。只有從機電儀一體化角度優化焚燒爐點火階段相關程序以及聯鎖保護等，方能更好地延長設備平穩運行周期，減少檢維修成本，確保生產的平穩及安全。

[1]《烯烴部公用工程裝置崗位操作法》作者：何愛明、張建波、胡銳、高寅龍、張昕宇.

[2]《鍋爐振動原因分析及處理措施》作者：鄧小靈.

[3]《廢堿焚燒鍋爐生產工藝淺談》作者：林寶山.