轻灰煅烧炉冷凝水系统改进

马乐骋，范丹桂，田金彪

(山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊 262737)



轻灰煅烧炉冷凝水系统改进

马乐骋，范丹桂，田金彪

(山东海化股份有限公司纯碱厂，山东潍坊 262737)

对轻灰煅烧炉冷凝水系统进行改造，增大冷凝水排出流通截面可以提高煅烧炉换热效果，达到提高煅烧炉能力和稳定生产的目的。

轻灰煅烧炉；汽轴；冷凝水；流通面积

煅烧炉是目前我国化工行业应用最为广泛的烘干设备，在纯碱行业中主要用来对重质纯碱进行煅烧，是纯碱生产的关键设备之一，它性能优劣和能力大小，对纯碱产量及企业经济效益，起着举足轻重的作用。目前我厂的轻灰煅烧炉规格主要有φ3000×30000 和φ3600×30000两种。

1 项目实施背景

山东海化纯碱厂新老线目前生产轻灰的煅烧炉共十三台(规格φ3000×30000 9台，φ3600×30000 4台)，正常生产时十三台轻灰煅烧炉全开无备用煅烧炉，因此当一台轻灰煅烧炉出现故障时，对生产负荷影响较大。因此从稳定生产角度看，提高单台轻灰煅烧炉的生产能力是稳定新老线煅烧工况的一个较好途径。经调研了解到对轻灰煅烧炉凝水系统进行改造，增大冷凝水排出流通截面可以提高煅烧炉换热能力，达到提高煅烧炉产量的目的。改造完成后可缓解海化纯碱厂新老线煅烧轻灰无备用炉的被动局面，促进生产稳定。一旦出现检修时不至于因煅烧炉能力受限引起较大的生产波动。该项目由设备制造厂家负责进行设备的制造和现场的改造，有利于项目的实施。

2 煅烧炉冷凝水系统改造方案

2.1 汽轴的改进

汽轴疏水外套筒通径加大。进汽中心套筒内径保持φ219不变，回水外套筒内径由φ350增加到φ428，流通截面积显著增加。小端密封面一侧结构型式由原锥管式改为双套式，出料一侧三叶螺旋壁厚由δ=6增加到δ=10。汽轴整体强度及刚度增加。改进后汽轴见图1。

图1 改进后的汽轴简图

2.2 旋转接头改进

旋转接头的进汽管由原两支DN150改为DN200单管路对接(与进炉蒸汽管等径，实际进汽通径并未增加)，出水管由原两支DN150改为DN250单管路对接(与出水管等径)，出水管流通截面积增加，同时出水管开口位置更低利于凝水快速排出；旋转接头进汽中心套筒内径保持φ219不变，回水外套筒内径由φ350增加到φ428与汽轴保持一致，流通截面积增加；粉墨冶金块轴承改为铜材质大小衬套，并将旋转接头心轴加长50 mm方便打表找正。汽轴做与旋转接头尺寸配套改进，大止口法兰因汽轴直径加大做相应改进。旋转接头改进前后见图2。

改进前

改进后图2 改进前后的旋转接头

3 改造项目实施情况

2015年1月到10月海化纯碱厂投资140万元对老线煅烧车间1#、6#轻灰煅烧炉汽轴进行改造，经过1年的试运行，煅烧炉运行平稳，产量明显增加，真正达到了轻灰煅烧炉能力提升的目的。2016年投资432万元对海化纯碱厂老线2#、3#轻灰煅烧炉、新线2#、3#、4#轻灰煅烧炉汽轴进行改造，现在老线2#轻灰煅烧炉已改造完成，运行平稳，其他需要改造的轻灰煅烧炉将相继进行改造。

4 改造项目实现的功能及效果

通过对海化纯碱厂老线煅烧车间1#轻灰煅烧炉改造情况进行查定，改造后效果十分明显，1#轻灰煅烧炉能力提升14%左右，更好地协调煅烧炉之间的生产，使轻灰煅烧炉得到均衡使用，可减少轻灰煅烧炉超负荷运行情况，降低设备的故障率，延长设备的使用寿命，使各轻灰煅烧炉的能力得到充分地发挥。

海化纯碱厂1#轻灰煅烧炉查定自2015年1月18日8:00开始至1月21日8:00结束。主要对1#轻灰煅烧炉连续72 h投料运行时的产能数据进行监测。

4.1 查定方法

对1#炉重碱皮带秤进行实物标定，标定准确后按照皮带秤累计数量计算每天的生产能力。

折算公式：煅烧炉生产能力=入炉重碱量×重碱烧成率(51%)

4.2 查定情况

表1 煅烧炉产量

表2 煅烧炉吨产汽耗和主机电流

1#轻灰煅烧炉总产出轻灰：0.51×(92 626-88 589)=2 058.87 t

平均每小时产能：28.6 t

1#轻灰煅烧炉在出碱温度符合IS09000体系相关文件要求的情况下，稳定运行72 h并超出设计生产能力，日产686 t，超出原设计能力14%。煅烧炉在能力增加的情况下，主机电流未明显增加，纯碱吨产汽耗明显降低。

5 经济效益评估

单台煅烧炉汽轴制作和改造费用70万元左右，改造之前，单台煅烧炉最大设计产量为600 t/天，改造后，单台煅烧炉最大产量增加为660～690 t/天，提高单台煅烧炉能力10%～15%左右 。

煅烧炉改造后出碱能力按照日产最低660 t计算，纯碱利润每吨100元计算，运行时间按300天计算，一台煅烧炉可产生经济效益最少为60×300×100=180万元，减去轻灰煅烧炉备件及改造费用70万元，第一年利润为180-70=110万元，以后每年产生的经济效益为180万元，经济效益十分可观。

通过改造后煅烧炉产量的数据可以看出，这次轻灰煅烧炉汽轴改造非常成功，在蒸汽未增加的情况下，轻灰煅烧炉能力提升14%，本次改造实现了节能高效的目标，为国内煅烧炉类似改造积累了经验。

[1] 潘鸿恩，孙锡吾.纯碱生产设备检修与防腐[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1991

[2] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010

TQ114.16

B

1005-8370(2016)05-34-03

2016-05-09

马乐骋(1984—)，2007年6月毕业于山东科技大学，机械设计制造及其自动化专业。山东海化股份有限公司纯碱厂设备管理部设备员，工程师。