重灰煅烧炉更新改造总结

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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

重灰煅烧炉是我公司重灰生产的核心设备，设计产能700 t/d，重灰煅烧炉的运行状况决定了我公司重灰产量的高低。我公司现有5台重灰煅烧炉，均为卧式φ3200×20000自身返碱式煅烧炉，由抛料机、炉头部分、炉体、加热管、汽室、岀碱室、汽轴、前后托轮、前后滚圈、挡轮、大齿圈、驱动装置等组成。其中1#、2#重灰炉由金州重型机械厂制造，分别于1990年和1991年投用。由于使用年限久，早已超出服役期，虽经历次改造仍存在炉体冲刷腐蚀严重，设备泄漏，产能低等问题。为消除设备隐患，改善现场环境，提高设备产能，2016年至2017年我公司对两台重灰炉进行更新改造。

1 主要改造内容

此次为尽可能的降低对生产的影响，两台炉逐台改造，均在原位置实施。将原重灰炉拆除后，安装新煅烧炉。与原重灰炉比较，1#、2#重灰炉仍为卧式φ3200×20000自身返碱式煅烧炉，更新改造内容主要包括炉体、炉内加热管、汽轴、汽室(含旋转接头)、炉进料装置、炉头密封形式等。

1.1 炉体部分

因炉头预混段介质为返碱和一水碱，水汽含量大，对炉体腐蚀严重，且混合段一水碱结晶对炉体的冲刷较严重。借鉴以往炉体修复经验，316L材质耐腐蚀及冲刷性能好，更新后的重灰炉炉本体预混段至炉头滚圈后1 m范围内衬316L不锈钢板，增强预混段耐蚀性能。

1.2 炉内加热管

为改造设备的同时提升煅烧炉产能，此次改造将内排加热翅片管管径增大，壁厚增加，由φ63×4.5更改为φ76×5.5；将中排加热翅片管壁厚增加，由φ89×4.5更改为φ89×5.5；外排不变；改造后新炉加热面积由原来的1 800 m2增加到2 300 m2。

1.3 炉头部分

主要针对进料形式、出气箱、密封形式进行改造。

原我公司重灰炉进料均采用抛料机形式，抛出的物料由炉头炉嘴刮刀送人炉内。抛料机抛出物料的轨迹受一水碱水分、比重的影响，不能使全部物料到达指定预混位置， 同时因抛料机出口通道亦为煅烧炉炉气通道，部分一水碱被炉气夹带，造成炉出气箱及出气弯头堵塞。此次改造炉进料系统把传统的抛料机改为输送能力更大进料螺旋。

原重灰炉嘴直径2 m，刮刀采用丁字形截面设计，三瓣形结构。改造后炉嘴直径与炉体相同，炉头有四片小螺旋抄板防止返碱回流，炉内有由四组大螺旋抄板组成，每组6片，靠近炉头为三组正向螺旋抄板，靠近炉内为一组反向抄板。

为消除炉头密封胶皮易损坏漏碱的问题，密封形式由弹簧密封改为柔性节密封。

图1 炉头部分改造前

图2 炉头部分改造后

1.4 进汽管与回水管

借鉴我公司轻灰煅烧炉改造经验，增大旋转接头回水截面积可有效提高进炉汽量，提高煅烧炉生产能力。进汽旋转接头进汽管由两根DN150管改为单根DN200管道，回水管由两根DN150管改为一根DN250管道。实现与轻灰煅烧炉旋转接头统一。

1.5 驱动装置

主驱动小齿轮基础及电机底座改为整体式。

2 试运行中暴露的问题

重灰1#炉开启后，车间逐步摸索其生产能力，计量绞龙以30 Hz下碱作业，在其过程中炉主机电流多次出现偏高跳车，重灰炉不能达到设计的生产能力。经观察发现存在如下问题：

1)炉头静浮环与炉嘴保护套处刮蹭，导致增加了炉本体运行电流。

2)开人孔盖观察炉内发现，炉内存灰相比于其他重灰炉炉内前半段存灰量高、挡灰圈后存灰少，挡灰圈过高致使出碱量小，返碱量过大，炉头静浮环处积碱过多。

3 原因分析

生产人员对上述现象分析总结为炉进料多，出灰少，内部物料堆积，造成炉主机电流超出保护值跳车。其原因主要有以下几点：

1)炉头预混后的碱在炉嘴处积压过多，增加了炉嘴重量，在重力作用下使炉嘴下沉，造成炉嘴与静浮环的间隙减小，致使炉嘴与静浮环产生刮蹭，炉体转动阻力增大。

2)炉头炉嘴刮刀未能充分起到混合物料、向炉内输送物料的作用，靠近炉内一组刮刀反向设置，可能阻碍物料输送，造成物料在炉头累积。

3)炉尾返碱阀全开，不能调节返碱量。返碱阀因过于笨重开关调节不灵敏。由于盖板自身重力过大，连接盖板和阀杆的销轴在随着炉体旋转过程中，受到剪切力多次断裂，使阀门失去调节作用。返碱阀长期处于全开状态，炉头的返碱量大，炉体负荷高。

4)炉尾挡灰圈高，炉内料位高，存灰多，重灰炉负荷大。

5)提料斗进口小，炉出料能力受限，与重灰炉进料及设计能力不匹配，影响重灰炉产能同时造成炉内积碱。

4 改进措施

1)炉嘴保护壳静浮环处下半圈壳体去除，外贴钢板，增加该处间隙，减小摩擦。

2)进料螺旋壳体末端下沿增加溜板，直接把一水碱送到炉嘴预混段，与返碱口出来的成品碱进行预混。

3)将炉头内部反向螺旋抄板改成正向螺旋抄板，且抄板加高150 mm，角度由原来30°增加至45°，增加物料推进速度。

4)将炉头4片小螺旋抄板和圆板加高且与原6片大螺旋抄板连接在一起，以便于直接将炉尾过来的返碱推进至抄板位置，避免物料堆积。

5)炉内挡灰圈内孔在原φ1400的基础上扩径至φ2100，降低挡灰圈高度利于炉尾成品送至碱提料斗处。

6)增大炉尾提料斗进口的开孔面积，由原来的190×210 mm增大至210×260 mm，提高出碱能力，从而降低主机负荷。

7)在炉尾四条返碱管重新各增加一道闸板阀形式的阀门，封堵在返碱管的横截面，利用新增加的阀门调节每个返碱管的返碱量，在保证炉头返碱量的基础上，尽可能提高出碱量。

5 改造后效果

2#重灰炉改造时借鉴1#重灰炉改造经验进行相应改造。1#、2#重灰炉改造完成后，运行明显平稳，产能明显提升，重灰炉进料清理由原来的20 min左右减少至5～10 min；炉气出气箱上结疤基本没有，相比与其他重灰炉2天清理一次，劳动强度大幅度减少。此次改造为其它重灰炉改造提供了成功的借鉴经验。

表1 重灰炉改造前后工艺数据