吹风气回收

吹风气回收（精选4篇）

吹风气回收 篇1

山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司合成氨生产能力达180 kt/a,尿素300 kt/a,甲醇10 kt/a。现有三套造气装置,共17台煤气炉(ϕ2 650 mm),常开13台。其中一套造气产生的吹风气配有10 t/h余热锅炉。该装置自去年改造后,效果良好,可回收4～5台炉的吹风气,产汽量可达10 t/h以上,系统运行稳定。二套造气常开5台煤气炉,配有15 t/h余热锅炉,由于原装置换热效果差,实际运行中只能回收2～3台炉吹风气,且系统烟气正压严重,可燃物燃烧不完全,排烟温度高、粉尘含量超标严重,故蒸汽产量低,无法满足生产和环保要求。为此,我分公司委托安徽阜阳市节能化工工程有限公司进行整体设计安装、技术指导和开车调试。2012年4月投运后,可回收6台炉的吹风气。系统微负压运行,烟气中可燃物燃烧完全,烟气达标排放,整体状况良好,达到了本次技术改造的目的。

1 新吹风气回收装置

1.1 工艺流程

造气工段各台造气炉产生的250 ℃吹风气进入吹风气总管,经旋风除尘器除尘后,与高温空气预热器送来的400 ℃高温空气经混燃器混合后进入燃烧炉燃烧。与此同时,从合成送来的弛放气经减压后入缓冲罐、安全水封,与低温空气预热器送来的150 ℃助燃空气在燃烧器内混合燃烧,产生的高温烟气入燃烧炉,从而保证燃烧炉内的温度保持在750～900 ℃的安全燃烧温度。燃烧炉出口的(800～950 ℃,42 000 m3/h)高温烟气依次进入高温空气预热器、蒸汽过热器、余热锅炉、软水加热器、第一空气预热器,热量阶梯利用后,被引风机抽送至简易烟道喷淋装置,除尘后直接放空。

1.2 主要设备

主要设备规格、型号见表1。

1.3 技术特点

(1)燃烧炉

由于此次改造时间紧、任务重,且场地十分有限,因此燃烧炉在原有设备基础上进行改造。原计划将直筒段加高3 m,但由于受场地限制(上部有皮带走廊),因此将直筒体加高1.5 m。由平顶改为锥顶结构。混燃器改在顶部,因此增加了燃烧空间,在整体结构上更加合理、安全可靠。由于原蓄热层采用格子砖结构,实际运行中极容易出现积灰堵塞。此次改造重新设计蓄热层,采用四层折流式蓄热层,这样既可以保证可燃气体和助燃气体(空气)多次反复混合接触着火燃烧和烧尽,又消除积灰堵塞,达到长周期运行的良好效果。由于原燃烧炉基础较低,下部清灰极不方便,因此改造时在原有灰池的外面重新制作一个沉灰池,将灰浆冲至外面的灰池,这样,大大方便了操作,保证了系统的安全稳定运行。

(2)旋风除尘器

由于我分公司造气系统长期掺烧型煤,吹风气中粉尘含量高,造成吹风气回收系统中设备堵塞严重。此次改造,在燃烧炉之前增加了一台新型结构的旋风除尘器,该除尘器除了具有原有除尘器的特点外,下部增设了扩张段,内部增加一整流锥,这样,既可除去大直径的粉尘,又防止了细小粉尘随气流带出,除尘效果十分明显。

(3)蒸汽过热器

蒸汽过热器换热管采用蛇形管错排,与高温烟气逆向换热。在进口集箱上设置了一条外供蒸汽管,开停车时利用外供蒸汽,对蒸汽过热器进行降温,防止其过热烧坏。

(4)高温空气预热器

高空预热器为列管式结构,采用耐热钢光管形式,一端焊接,另一端为密封自由端,可有效避免热胀冷缩因素对设备造成的损坏,延长设备使用寿命。

(5)软水加热器

软水加热器的换热管采用横置式翅片管结构,既强化传热,又能够有效防止积灰。

(6)吹灰器

针对我分公司吹风气中粉尘含量较大的实际情况,此次改造中增设了五台吹灰装置,安装位置为,余热锅炉对流管上中下布三台,软水加热器与低温空预器设备前各一台。其工作原理是通过电机驱动跑车和吹灰枪管,枪管上的喷头在炉内旋转喷出过热蒸汽(0.8 MPa),吹扫换热设备受热面上的积灰和结渣。根据各设备受热面的大小,选择不同的吹扫半径,依据系统运行情况定期吹灰,保证各换热设备高效、稳定运行。

(7)烟囱简易喷淋装置

为了降低烟尘的黑度,在引风机出口烟道上加装五组实心锥喷头,采用循环水进行喷淋。由于实心锥具有喷淋面积大,不易堵塞的特点,因此除尘效率较好,能满足要求。

2 装置运行情况

该装置2012年3月施工安装结束, 4月初烘炉后,4月10日正式投入生产运行。

(1)由于燃烧炉内衬较厚,烘炉初期应控制较低的升温速率,防止大量水分急剧蒸发对内衬造成损坏。具体做法是,先期在燃烧炉底部配置简易的点火装置,可保证有效调控升温速率,使耐火材料中的水分均匀缓慢蒸发出来,防止内衬出现裂纹,甚至大面积脱落等现象的发生。后期采用在炉顶燃烧器点火烘炉,以提高炉温、强化烘炉质量。当然,任何时候开车点火前,均须做好安全置换和隔离工作,特别是在灭火等情况后,必须彻底置换合格才能重新点火。

(2)运行中应注意的问题

① 送吹风气时,一定要注意燃烧炉内温度是否高于安全燃烧温度,即是否大于吹风气等气体中几种主要可燃组分的着火点。一般要求蓄热层炉温超过750 ℃,并且随着吹风气的不断送入密切注意炉温的变化,及时作相应的调节,要特别注意观察配风阀是否与造气吹风气回收阀同步启闭。

② 燃烧炉炉温正常后,注意水管锅炉、过热器的工作压力,严禁超压,注意水管锅炉保持正常水位。

③ 锅炉应连续给水,以保持正常水位,不允许水位低于最低水位或高于最高水位。

④ 系统开车初期,必须引用外来蒸汽冷却过热器换热管束,不允许加水来冷却过热器。同时打开配风阀组的近路阀,以确保高温空预器管内有冷空气流动,防止烧坏管束。回收系统正常运行期间,因为吹风气的送入具有不连续性,所以该近路阀应始终保留一定的开度。

⑤ 当锅炉超压,蒸汽需放空时,应在过热器出口或过热器后其他管路上放空,不允许在上锅筒放空,目的在于锅炉产生的饱和蒸汽全部通过过热器,使过热器的换热管得到充分的冷却。

3 改造效果及经济效益

改造后可全部回收六台炉的吹风气,解决了较长一段时间内困扰我分公司吹风气直接放空污染环境的问题,烟气经水膜除尘组合式烟囱除尘后放空,粉尘含量不超过100mg/m3,林格曼黑度一级,极大地改善了工作环境,实现了达标排放。

本套装置总共投资250万元,现汽量达12t/h以上(由于受限电影响,生产未达到满负荷,正常运行5台2 650mm煤气炉),多产汽6t/h。蒸汽价按100元/t、年运行300d计,则年增效益432万元。6个月可全部收回投资,经济效益显著。

4 结语

15t/h吹风气余热回收装置改造投运后,系统微负压稳定运行,产汽量及各项控制指标均达到了设计要求,各项指标均有所优化,解决了制约生产的许多问题,达到了良好的社会效益和经济效益。

摘要：介绍吹风气余热回收装置的流程,各设备的特点,装置投运后的运行情况,以及运行中应注意的事项。

关键词：吹风气,余热回收,运行,效果

吹风气回收 篇2

关键词：吹风气燃烧炉,原理,结构,比较

燃烧炉是吹风气回收装置的重要设备之一, 其设计好坏直接决定整个系统的运行状况。笔者观察多年第一、二代吹风气回收装置燃烧炉的运行情况, 认为两代燃烧炉在设计方面有各自的优缺点。本文就这两种燃烧炉的结构及其优缺点作一简单的比较, 旨在使业内同行对这两种燃烧炉有更为深刻的了解, 从而使系统的运行更趋于合理。

1 第一代吹风气回收燃烧炉

1.1 设计特点

上燃式蓄热型燃烧炉是第一代吹风气回收装置中小化肥厂普遍使用的一种燃烧炉, 其构造特点如下。

(1) 炉顶部为平顶结构, 外壳由直筒体和下锥体组成, 均由一定厚度的钢板焊制而成。炉顶部及下锥体内壁先衬一定厚度的硅酸铝保温材料, 再用高铝水泥混凝土浇注。直筒体内壁衬同效保温材料、硅酸铝纤维板后, 再用特制耐火砖垒砌而成, 其内部结构自上而下可分为三部分:上部空间称为燃烧室, 中间用耐火砖垒砌的部分为格子砖蓄热层, 通常有方格形、“井”字形及西门子形。其中西门子形格子砖的蓄热能力最大。格子砖体下面的空间为下部。

(2) 在燃烧炉上部的合成二气进口侧设有喷燃器, 可燃气体由中心管进入, 预热后的空气进入喷燃器蜗壳。由于蜗壳具有导向作用, 故进入蜗壳的热空气螺旋前进, 与来自中心管的可燃气呈锥形扩散混合, 沿炉体切线方向进入燃烧室燃烧。燃烧炉上部还设有吹风气入口, 供吹风气与热空气混合后进入燃烧炉燃烧。另外, 燃烧炉顶部也有点火孔, 点火孔上方设有视火孔, 其孔顶端安装视镜, 点火孔作为正常开车点火用, 视镜用来观察炉内的燃烧情况。

(3) 下锥体底部焊接有水封管, 正常生产时部分用水封住, 用以沉降吹风气中夹带的较大颗粒粉尘, 还能起到防爆泄压作用。

(4) 在燃烧炉顶端及下侧各设有一个防爆孔, 防爆孔兼作人孔, 正常生产时用防爆板封住, 当燃烧炉发生爆炸时防爆板由于承压低而先行炸开, 自动泄压保护炉体, 同时在检修或开车前也可作为入炉检查人孔用。

1.2 原理及作用

(1) 借助合成二气的燃烧热, 将热量积蓄在格子砖体内, 维持高于吹风气的安全燃烧温度, 使造气送来的低温吹风气在配以空气的情况下能够受热自燃, 然后释放出化学反应热, 在后面的各换热设备中回收热量。

(2) 在蓄热格子砖体设计方面, 充分考虑了检修或处理事故时需要较长时间的停车后仍具备点火的功能, 无需人工重新点火, 只要直接送入可燃气, 便可安全自如地恢复燃烧运行。

(3) 立式、上燃、倒锥带水封结构, 既保证了吹风气燃烧时的安全性和稳定性, 又有利于除尘和排灰, 还起到了防爆泄压作用。

1.3 不足之处

(1) 由于采用明火喷燃器, 导致送吹风气燃烧过程中合成二气喷头灭火, 致使炉温大幅度下降, 每送一次吹风气, 炉温要下降60~100℃。为了维持炉温, 不得不减送吹风气, 甚至还需要补充一定量的半水煤气来维持炉温, 客观上增加了原料煤消耗。

(2) 由于蓄热的西门子格子砖占据了炉内的燃烧空间, 导致吹风气燃烧时的停留时间短, 使吹风气不能得到充分燃烧。另外, 西门子格子砖还容易结焦, 堵塞空隙, 造成炉内阻力增大。

(3) 炉内的耐火材料以粘土砖和矾土水泥为主, 易燃穿, 使用寿命短, 且保温材料采用单一的硅酸铝纤维板, 由于炉径小致使保温层较薄, 导致燃烧炉外壳温升高, 热量损失大。

(4) 由于炉体采用平顶结构, 正常生产时炉顶的内衬极易塌落, 造成炉顶钢板容易烧坏, 故增加了炉顶的维修费用。

2 第二代吹风气回收燃烧炉

2.1 设计特点及原理

内旋中燃式燃烧炉是第二代吹风气回收装置中应用最普遍的一种新型燃烧炉, 除顶部采用锥形结构外, 直筒体及下部形状与第一代吹风气回收装置中的上燃式蓄热型燃烧炉相同, 但炉膛的直径和高度, 有较大的变化, 燃烧形式也由单一的上燃式发展到内旋中燃式。内部结构自上而下也分为燃烧室、蓄热层和下部三部分, 与第一代燃烧炉相比, 有以下三个方面的特点。

(1) 在燃烧炉直筒体的上部, 根据不同规模, 设有不同数量的合成二气混燃器及吹风气混燃器, 且合成二气混燃器采用了内置式高温快速喷头, 内设气体导向装置, 这种喷头的设计原理类似防风打火机, 能有效解决送吹风气时燃烧炉喷头灭火的问题, 不但防止了炉温下降现象, 而且也降低了合成二气的消耗量, 还能使可燃气燃烧完全, 消除爆炸、爆鸣现象。

(2) 合成二气及吹风气分别经各自的混燃器后进入燃烧炉上部的燃烧室内燃烧, 释放出化学反应热, 热量一部分被中部的蓄热砖体吸收储存, 以保持炉内温度, 燃烧炉内的蓄热砖体中设有折流板, 高温烟气在蓄热砖体内曲折流动, 充分混合燃烧, 同时强化蓄热效果, 其余热量由燃烧炉出口烟气带出经后面的各换热设备回收。

(3) 炉内的蓄热层采用新型蓄热砖体排列方式, 烟气流向为折流式, 不但延长了吹风气在炉内的停留时间, 为完全燃烧创造了有利条件, 避免吹风气中的煤灰堵塞烟道空隙, 而且还采用混合燃烧区、高温燃烧区和煤粉燃烧区的分区燃烧方法, 使吹风气中夹带的煤粉、焦油、挥发分等90%以上的可燃物得到了充分的燃烧。

2.2 优、缺点

2.2.1 优点

(1) 通过增大燃烧炉的直径和高度, 不仅增大了炉内的燃烧空间, 延长了吹风气在炉内燃烧的停留时间, 而且还降低了炉内的阻力。

(2) 燃烧炉采用锥顶及锥底结构, 具有其独到之处。锥顶与相同直径、相同筒体高度的平顶结构燃烧炉相比, 其燃烧空间和停留时间增加20%以上, 负荷也就相应提高20%以上。锥顶结构燃烧炉, 能将炉顶钢板及炉顶内衬的重力落入筒体的钢壳来支承, 再传到基础, 因此炉顶和炉墙都不容易倒塌或出现裂缝, 十分安全可靠。另外, 锥底结构燃烧炉与相同直径、相同筒体高度的平底结构燃烧炉相比, 有更大的燃烧空间, 在整体结构上燃烧炉的重力能全部落在筒底周边的环形混凝土梁上, 使得锥底不受重力, 因此大大节省了炉底和基础的材料, 而且安全可靠。

(3) 燃烧炉直筒体内衬采用了防冲刷层、防穿透层及保温层等多层复合保温结构和独特的筑炉工艺, 且采用预留膨胀缝措施, 有效地避免了热量从缝中传到炉外的现象, 从而大大提高了保温效果和安全性能。

(4) 炉内的蓄热层采用新型蓄热砖体排列方式, 既保证了可燃气体和助燃空气多次反复混合接触着火燃烧和烧烬, 又消除了积灰堵塞, 从而达到长周期运行的良好效果。

(5) 采用内置式高温喷头的新型结构燃烧器, 不仅降低了合成二气的消耗量, 有效解决了燃烧炉喷头灭火及温度大幅度下降问题, 而且燃烧器本身也经久耐用不易烧坏。

2.2.2 缺点

(1) 燃烧炉的体积设计得过于庞大, 客观上增加了设备的投资费用。

(2) 燃烧炉采用上进下出结构, 不利于粒状可燃物的悬浮燃烧。

(3) 燃烧炉出口烟气中氧含量的指标控制得较高, 在一定程度上增加了合成二气的消耗量。

(4) 当燃烧炉的温度超标时, 其内的蓄热砖极易结焦, 堵塞烟道, 一方面增加了炉内阻力, 另一方面也缩短了其检修周期。

吹风气回收 篇3

1 产生积灰的原因分析

在固定层煤气炉间歇制取半水煤气的过程中,由于各煤气炉的吹风交替进行,送入燃烧炉的吹风气经燃烧后所生成的烟气也会呈峰值和谷值规律依次通过各余热回收器,虽然烟气本身对余热回收器各换热管束表面的积灰具有强烈的吹扫作用,能将大粒度粉尘吹落到烟道底部和落灰斗内,但粒度小于10 μm的灰尘经燃烧炉高温燃烧后会变成粒度更为细小的粉尘,这些细小粉尘具有极强的吸附力,会积附在各换热管的表面及烟道顶部和两侧的炉墙上,而不会掉入烟道的底部及落灰斗内。运行时间越长,积灰就越严重。

2 积灰对系统的危害

(1)会腐蚀换热管,致使其承受力下降,从而缩短使用寿命及维修周期;

(2)会导致其吸收烟气的热量减少,降低设备的传热效率,增加助燃气的消耗量,还会造成余热锅炉产蒸汽量下降。

(3)会造成系统的排烟温度逐渐升高,不利于引风机的安全稳定运行;

(4)会导致蒸汽过热器的进口烟气温度超标,烧坏其换热管;

(5)软水加热器的换热管间因积灰堵塞,会出现局部烟气流速过高,从而造成换热管磨损及损坏现象;

(6)造成余热锅炉运行周期短、部件更换频繁,经常需要停炉检修;

(7)导致系统的微负压运行不好控制,系统阻力增大,不利于系统的安全稳定运行。

3 合理安装使用吹灰器的重要性

吹灰器用于清除空气预热器、蒸汽过热器、余热锅炉及软水加热器换热管上的积灰和结渣,从而降低燃料消耗、提高锅炉热效率、延长锅炉的维修周期、保证锅炉满负荷长周期正常运行。虽然余热锅炉及部分换热设备的底部一般都设置有落灰斗,但只能用来沉降较大颗粒的灰尘,细小的灰尘不能掉入落灰斗内,而是吸附在各换热管的表面。要解决这一问题,就必须在吹风气回收系统合理安装吹灰器,以便能及时将换热管表面的积灰吹除,从而恢复其传热性能。

4 使用吹灰器时的注意事项

为了保证吹灰器的吹灰效果,必须使用压缩空气吹灰,不宜采用饱和蒸汽吹灰。因为饱和蒸汽的水分会将灰尘粘在换热管的表面,致使灰尘难以清除。吹灰时压缩空气压力0.6～0.8 MPa,每月应吹灰5～6次。

5 安装吹灰器后系统的运行效果

能降低系统的排烟温度,一般降80～100 ℃,从而保证引风机的长周期安全稳定运行。

能增加余热锅炉的蒸汽产量,使已运行的锅炉在现有出力的基础上至少提高15%。

能提高各余热回收设备的换热效果,改善余热锅炉各部位的换热比率,进而延长蒸汽过热器的使用寿命。

各余热回收设备的换热管间不会产生积灰堵塞,避免造成系统内局部烟气流速过高从而引起各换热设备的换热管出现磨损及腐蚀情况。

6 结 语

吹风气余热锅炉运行总结 篇4

1 项目简介

公司吹风气余热锅炉按常开8台ϕ2 600造气炉, 年产10t吨合成氨规模设计, 额定发气量25t/h, 造气吹风气流量35 000m3 (标) /h, 烟气流量为50 000m3 (标) /h, 合成二气流量700m3 (标) /h。副产p=3.82MPa, T=450℃过热蒸汽。该装置回收了吹风气, 减少了CO、H2的排放, 除去了吹风气中的大量灰尘和焦油, 是一个很好的节能环保项目。

2 工艺流程

吹风气余热锅炉工艺流程见图1。

3 主要工艺指标

燃烧炉温度:900～1 000℃

过热蒸汽温度:430℃

汽包压力:3.82MPa

软水压力:4.5MPa

出口烟气温度:130℃

炉水总碱度:20～24MOI/L

炉水pH:9-11

炉水总硬度:≤0.03MOI/L

烟气中烟尘含量≤250mg/m3 (标)

O2含量:<5%、CO≤0.3%

4 运行参数

吹风气温度:300℃

燃烧炉出口温度:880℃

混配器温度:350℃

锅炉出口烟气:300℃

高空出口烟气:800℃

低空出口烟气:140℃

高空出口空气:430℃

低空出口空气:150℃

入炉吹风气压力0.02～0.025MPa

入炉驰放气压力≥0.039MPa

5 运行中出现的故障及处理

5.1 喷头烧坏的原因及处理

(1) 因为驰放气中含氢气及甲烷较高, 比吹风气中可燃成分大得多, 在喷头内剧烈燃烧, 产生高温, 烧坏喷头。为此, 在操作中控制驰放气流量, 尽量使驰放气流量恒定, 并加大驰放气配风量, 以降低喷头处的温度。

(2) 驰放气与空气在喷头内混合燃烧, 极易烧坏喷头, 可以考虑由内混合改为外混合, 交错排列的驰放气支管与空气支管直接喷入炉内, 因燃烧室下部排列有耐火砖格子层, 不用担心混合不均匀、燃烧不完全。也可以考虑在喷头的保温砖外增设水夹套降温, 效果应当很好。

5.2 炉墙损坏

吹风气锅炉运行不到2a, 出现多处裂纹和泄漏、特别是锅炉本体与省煤器交接部分, 损坏较为严重。分析原因及整改措施如下:

(1) 吹风气冲击。因各炉风量不一样, 吹风气呈脉冲式经过烟道, 周期性的冲击烟道内壁, 虽然锅炉运行中采用微负压运行, 但在中块煤的炉子吹风时, 风量较大形成较大的正压, 锅炉内压力波动较大, 对炉墙损坏加剧。

(2) 扒除炉墙, 重新砌筑, 耐火砖粘合层由耐火土改为PA胶泥。

(3) 在炉墙上、中、下各增加浇注3道圈梁, 省煤器部分增加2根立柱。

(4) 耐火砖层每隔80cm增加1圈拉钩砖, 砖与砖之间互相咬合, 连成一条链, 每隔30cm用拉钩把它与拉管ϕ32×3mm连到一块, 拉管固定到立柱上。

5.3 换热管积灰

运行2个季度后发现过热蒸汽温度持续下降, 到最后只有380℃, 严重影响生产;出口烟气温度持续上升, 由140℃上升到210℃, 各处温度上升幅度度较大, 锅炉本体内部温度上升了160℃, 说明换热效果太差。

停炉检查, 发现高温空气加热器、过热器、上下汽包间的换热管均挂满了灰, 不但背风面挂灰, 迎风面及侧面也均匀地挂满了灰, 从而使出口烟气温度持续上升, 造成大量热量损失, 危机安全生产。

在吹风气锅炉换热系统增设超声波震灰, 蒸汽吹灰等装置解决了该问题。

5.4 过热蒸汽温度低

分析其原因是过热器面积偏小所致。利用大修机会, 把高温空气加热器列管每隔2层割去1层, 减少了高温空气加热器的面积, 以提高进入过热器烟气的温度, 进而提高过热蒸汽的温度。经过整改, 运行良好, 过热蒸汽温度提高至430℃以上。

5.5 配风与吹风气不协调

吹风气是间歇的, 而配风是一直恒定, 且一直存在配风过量的问题。

由固定层间歇式制气所决定, 吹风气是脉冲式, 而且使用中块煤和小块煤制气时的风量相差很大, 降低了锅炉的热效率, 造成极大的热量损失。

吹风气锅炉建成时就带有2个常开配风阀、8个油压配风阀, 准备配风与 吹风气同步使用, 但因为配风与 吹风气的同步问题没有解决, 且有考虑到如果配风阀出现故障, 存在安全隐患, 所以一直采用配风恒定的方式, 把一个油压阀吊起, 配合其它2个常开配风阀一起使用。

5.6 烟囱灰尘多的处理

因8台造气炉的吹风气进入吹风气锅炉1个烟囱总管, 尽管除去了不少灰尘, 吹风气锅炉烟气中仍夹带有大量的灰尘, 影响周围的环境。