窯尾增濕塔的改造
1 存在問題及分析
5號窯的工藝布置流程如圖1所示。
增濕塔與生料磨采用串聯(lián)方式,生料磨的開、停對電除塵器入口煙氣溫度影響很大。因此,增濕塔必須根據(jù)生料磨開、停2種工藝狀況自動調(diào)節(jié)煙氣溫度,以滿足電除塵器對溫度的要求。按照電除塵器入口溫度120~150℃的要求:當(dāng)生料磨開時,增濕塔出口溫度應(yīng)在180~200℃之間;當(dāng)生料磨停時,增濕塔出口溫度應(yīng)為120~150℃。而實際增濕塔出口溫度過高,達(dá)不到電除塵器要求。增濕塔出口溫度達(dá)不到要求的原因有多種因素,經(jīng)過分析,主要有以下幾方面原因:
1.1 增濕塔有效高度不夠
增濕塔的有效高度決定于噴入塔內(nèi)水滴完全蒸發(fā)所需要的時間,而蒸發(fā)時間與水滴大小和煙氣溫度有關(guān)。根據(jù)資料查得,用于水泥懸浮預(yù)熱器窯窯尾,當(dāng)溫度350℃、水滴直徑100μm時,其水滴完全蒸發(fā)所需時間大約為9~11s。因此,根據(jù)進(jìn)入增濕塔的風(fēng)量即可計算出所需有效高度:
H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22~25.9(m)
式中:Q———增濕塔入口風(fēng)量,按281579m3/h;
t———水滴蒸發(fā)所需時間,9~11s;
D———增濕塔內(nèi)徑,6.5m。
由計算可看出,原增濕塔20m的有效高度滿足不了水滴蒸發(fā)所需的最低時間要求,因此,很容易發(fā)生降溫不夠和濕底現(xiàn)象。
1.2 噴水量不夠
根據(jù)資料介紹,增濕塔所需噴水量可通過熱平衡計算求得,但計算過程比較復(fù)雜。可按每標(biāo)準(zhǔn)立方米煙氣溫度降低1°C時需要0.5g水進(jìn)行水量計算。這樣,若按生料磨停時出口溫度120°C計算,則噴水量:
W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h)
式中:W———噴水量,t/h;
QN———折合標(biāo)況下風(fēng)量,m3/h;
Δt———溫降,℃。
噴水量大于13.75t/h時才能滿足需要,而實際噴水量最大為10.5t/h,因此,原增濕塔無法滿足最大噴水量要求。
1.3 噴水系統(tǒng)不合理
原噴水系統(tǒng)采用壓力式噴嘴,配用三柱塞高壓泵。其噴嘴噴出的水滴大小隨壓力、流量的不同變化較大。當(dāng)壓力、流量較大時,噴出的水霧水滴很細(xì);而當(dāng)壓力、流量較小時,水珠會很大,在水泵運行不穩(wěn)定特別是在開泵、停泵過程中,隨著壓力、流量的變化容易形成很大的水滴甚至細(xì)流,極易形成濕底和結(jié)塊。而且此種系統(tǒng)不能根據(jù)不同工況自動調(diào)節(jié)噴水量,不適應(yīng)此種工藝布置。
2 改造方案及措施
2.1 加高筒體高度
將筒體在原有基礎(chǔ)上加高,使總的有效高度達(dá)到26m。這樣,水滴在塔內(nèi)的停留時間:
t=H×0.785×D2×3600/Q=11.025(s)
可有足夠的時間保證水滴完全汽化。
2.2 改變氣流分布結(jié)構(gòu)
在進(jìn)氣喇叭口內(nèi)增設(shè)2排多孔板氣流分布裝置,使煙氣沿增濕塔端面分布均勻,以防止氣流發(fā)生紊亂而將未汽化的水珠帶到塔壁上產(chǎn)生結(jié)塊。
2.3 改造噴水系統(tǒng)
噴水系統(tǒng)是整個增濕塔使用好壞的關(guān)鍵,原先的噴水系統(tǒng)存在問題太多,故全部更換,采用目前最先進(jìn)的帶回流式噴嘴、配以高壓離心泵噴水系統(tǒng),該系統(tǒng)配備了各種功能齊全的檢測裝置,可在生料磨開、停轉(zhuǎn)換及工況波動時自動改變噴水量,保證了設(shè)備正常運行。改造后噴水系統(tǒng)見圖2。
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