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      干熄焦風(fēng)機(jī)參數(shù)及磨損保護(hù)優(yōu)化研究

      2021-10-12 22:37:03張春才
      科技風(fēng) 2021年27期
      關(guān)鍵詞:參數(shù)優(yōu)化

      張春才

      摘?要:在干熄焦裝置中,采用低溫惰性氣體閉路循環(huán)冷卻紅焦,氣體循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心設(shè)備是循環(huán)風(fēng)機(jī)。然而部分干熄焦循環(huán)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況不盡如人意,究其原因,是由于干熄爐本體、一、二次除塵器尺寸及循環(huán)風(fēng)機(jī)存在某些參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的。循環(huán)氣體中粉塵濃度不達(dá)標(biāo),對(duì)風(fēng)機(jī)的使用壽命也造成了不可逆的影響。本文對(duì)干熄焦循環(huán)風(fēng)機(jī)參數(shù)選擇、循環(huán)氣體中有害粉塵去除方案進(jìn)行了優(yōu)化研究。

      關(guān)鍵詞:干熄焦;循環(huán)風(fēng)機(jī);參數(shù)優(yōu)化;磨損保護(hù)

      一、研究的背景和問題

      某廠7、8#搗固焦?fàn)t配套干熄焦投產(chǎn)后,運(yùn)行3個(gè)月左右時(shí)間,就因循環(huán)風(fēng)機(jī)振動(dòng)值超標(biāo)故障停車而停產(chǎn),經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn),是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)內(nèi)部已被嚴(yán)重磨損,尤其風(fēng)機(jī)葉輪耐磨層已出現(xiàn)剝蝕、裂紋。上述原因?qū)е嘛L(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡失穩(wěn),軸承振動(dòng)值超出允許范圍而停車[1]。而5、6#頂裝焦?fàn)t配套干熄焦,在投產(chǎn)后的6年時(shí)間里,除計(jì)劃檢修時(shí)干熄焦停產(chǎn)外,未出現(xiàn)因循環(huán)風(fēng)機(jī)的故障而停產(chǎn)的情況。為了解決上述問題,查明造成7、8#焦?fàn)t循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損的原因,對(duì)5、6#焦?fàn)t與7、8#焦?fàn)t配套干熄焦系統(tǒng),從工程設(shè)計(jì)、操作運(yùn)行等方面進(jìn)行全面比對(duì),找到解決方案,以便為后續(xù)工程提供有益經(jīng)驗(yàn)。

      (一)循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損的原因分析

      1.干熄焦工藝流程[23]

      冷卻焦炭的低溫(130℃~170℃)惰性氣體,在干熄爐冷卻段與1000℃紅焦進(jìn)行熱交換,溫度升高至880℃~950℃,惰性氣體在干熄爐環(huán)形氣道匯合后,在環(huán)形氣道出口進(jìn)入一次除塵器。高溫循環(huán)氣體在經(jīng)過一次除塵器時(shí),氣體中大的粗顆粒焦粉被捕集下來,然后進(jìn)入干熄焦余熱鍋爐。進(jìn)入干熄焦余熱鍋爐的氣體,與鍋爐水冷壁進(jìn)行熱交換,氣體溫度降至約160℃。低溫循環(huán)氣體出鍋爐后,進(jìn)入二次除塵器,進(jìn)一步分離細(xì)小顆粒焦粉。去除大量比例粉塵后的循環(huán)氣體,在循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下,經(jīng)給水預(yù)熱器被冷卻至約130℃后,送入干熄爐循環(huán)使用,再次冷卻焦炭。

      2.兩個(gè)干熄焦各區(qū)域氣體流速設(shè)計(jì)值

      從上表中可以得出,干熄焦各個(gè)區(qū)域循環(huán)氣體的流速是不同的,這主要取決于循環(huán)風(fēng)機(jī)的總壓頭和干熄焦氣體循環(huán)系統(tǒng)各個(gè)部位的阻力,合適的風(fēng)機(jī)壓頭,不僅能使干熄焦操作順暢,還能節(jié)約運(yùn)行成本。

      3.兩個(gè)干熄除塵灰量對(duì)比分析

      根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,7、8#搗固焦?fàn)t干熄焦平均除塵灰量,較5、6#頂裝焦?fàn)t多3~5kg/t焦。其原因有以下方面:

      (1)搗固焦?fàn)t焦炭的特性

      與頂裝焦?fàn)t相比,搗固焦?fàn)t的特點(diǎn)是煤餅從側(cè)面裝入焦?fàn)t,煤餅與炭化室爐墻之間有一定的縫隙。因此,在結(jié)焦過程中,會(huì)產(chǎn)生過多的片焦;與此同時(shí),搗固焦?fàn)t的煤餅高度高,上部煤量大,煤餅密度上下不均勻,在焦?fàn)t加熱的爐頂空間溫度較低時(shí),煤餅頂部結(jié)焦過程中,易形成泡焦或成熟度不夠,這些都會(huì)造成粉焦的增多。

      為了驗(yàn)證搗固焦?fàn)t焦炭產(chǎn)生粉焦量是否比頂裝焦?fàn)t大,分別做了兩種焦炭的全焦篩分試驗(yàn),標(biāo)定小于5mm的焦炭所占比例,結(jié)果顯示全焦中粒度小于5mm的焦粉比例2.6%,是頂裝焦?fàn)t的1.63倍[4]。

      (2)干熄爐內(nèi)部設(shè)計(jì)尺寸的差別

      7、8#焦?fàn)t配套干熄焦與5、6#焦?fàn)t配套干熄焦相比,其預(yù)存區(qū)和冷卻區(qū)之間的高向差比5、6#焦?fàn)t干熄焦略大,同時(shí)因?yàn)楦上ń挂?guī)模也大,焦炭在干熄爐內(nèi)下降的過程中,由于相互碰撞和摩擦,產(chǎn)生的焦粉量相應(yīng)也大。

      4.兩個(gè)干熄一次、二次除塵器運(yùn)行效果對(duì)比分析

      (1)一次除塵器的運(yùn)行效果。對(duì)7、8#爐干熄焦除塵焦粉進(jìn)行搜集,通過焦粉篩分以后的粒度分布發(fā)現(xiàn),干熄焦一次除塵器運(yùn)行效率并沒有達(dá)到預(yù)期的效果,進(jìn)入二次除塵器的大顆粒粉塵仍然偏高,可能有以下方面的原因:①由于從干熄爐帶入一次除塵粉塵量大,一是加大了一次除塵的處理負(fù)荷,二是在同等條件下相比,一次除塵效率即使達(dá)到要求,仍使出一次除塵器的氣體含塵量偏高;②搗固焦?fàn)t粉塵雖然顆粒大,但有可能因視密度小,易被循環(huán)氣體帶走,而一次除塵器未按此粉塵特性進(jìn)行設(shè)計(jì),未達(dá)到較好的效果。

      (2)二次除塵器的運(yùn)行效果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),7、8#爐二次除塵效率比5、6#爐低,其原因可能有以下幾方面:①與二次除塵旋風(fēng)除塵器直徑、高度、氣體進(jìn)口和排氣管形狀與大小等的設(shè)計(jì)有關(guān),其本身除塵效率偏低;②7、8#爐二次除塵中大于1mm的粉塵比例為55%~60%,而5、6#爐大于1mm的粉塵比例5%~6%。說明大量應(yīng)在一次除塵器攔截下來大顆粒,被帶入了二次除塵器,降低了二次除塵器的效率;③進(jìn)入二次除塵器的風(fēng)速低,除塵效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求;④二次除塵器排灰料位計(jì)存在問題[1],導(dǎo)致循環(huán)氣體二次揚(yáng)塵。

      5.風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)機(jī)入口粉塵含量的關(guān)系[4]

      由圖2可以看出,不同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)二次除塵器進(jìn)口含塵量和進(jìn)入風(fēng)機(jī)含塵量影響相當(dāng)明顯。

      (1)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在950r/min以下時(shí),風(fēng)機(jī)入口粉塵濃度均在1g/m3以下,說明降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,有利于降低粉塵含量。

      (2)加大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,即增加循環(huán)氣體流量,使得循環(huán)氣體帶出干熄焦和一次除塵器的粉塵濃度增加,造成進(jìn)入風(fēng)機(jī)的粉塵大。

      二、產(chǎn)生上述問題的深層次原因分析

      綜合上述分析,造成干熄焦循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損可能有以下幾方面的原因:

      (1)7、8#焦?fàn)t配套干熄焦冷卻區(qū)設(shè)計(jì)氣體流速偏高,導(dǎo)致從冷卻區(qū)帶入斜道區(qū)的粉焦量增大。

      (2)7、8#焦?fàn)t配套干熄焦斜道區(qū)為單斜道設(shè)計(jì),斜道口設(shè)計(jì)尺寸與5、6#爐不同,導(dǎo)致循環(huán)氣體在此處流通速度快,氣體中攜帶走的粉塵量增加,從而進(jìn)入一次除塵的粉塵量增加。

      (3)搗固焦?fàn)t干熄焦循環(huán)氣流中的粉塵特性,與頂裝焦?fàn)t有很大不同,粉塵顆粒的大小、耐磨度、堆密度、真密度均比頂裝焦?fàn)t要大,對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)的沖擊和磨損作用更大,破壞力更強(qiáng)。

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