废碱焚烧炉技术改进浅谈

张建波(北京市房山区燕山石化公司，北京102500)

废碱焚烧炉技术改进浅谈

张建波(北京市房山区燕山石化公司，北京102500)

本文简要介绍某煤化工项目废碱焚烧炉从机电仪一体化角度，针对其在燃烧、点火过程中存在的危险及缺陷进行了优化，并付诸实际应用，取得了良好的应用效果。

废碱焚烧炉；燃烧器；喷枪；机电仪一体化

1 废碱焚烧炉概况

1.1 废碱焚烧炉的简要介绍

某煤化工项目废碱液处理采用较为成熟可靠的废碱焚烧技术，彻底氧化废碱液中的有机物，项目产生的氧化物产品液可以通过代替燃料气提供热值的同时，被氧化处理掉。同时废碱焚烧炉在处理废碱液及氧化物产品液的同时副产中低压蒸汽【1】。

1.2 废碱焚烧炉内部构造及简要工作流程

该废碱焚烧炉为了更好的避免结灰采用自上而下的燃烧方式，设置废碱液喷枪6支（3开3备），废碱液喷枪采用机械雾化喷嘴。设氧化物产品液喷枪3支，氧化物产品液喷枪采用蒸汽雾化。废碱液喷枪从顶部四周成环形纵向插入炉膛顶部。而氧化物产品液喷枪从最顶部成一字纵向插入炉膛，顶部伴有两只燃料气喷枪。中部采用四支四角切圆燃料气喷枪，确保火焰形成环流，增加介质在炉膛中部的停留时间。底部设置对冲燃烧器两支，确保碱渣能够以熔融态进入溜槽。助燃空气通过助燃风机送入空气加热器加热到150℃后送入炉内空气预热器再次加热至250℃然后送至各个燃烧器进行配风。锅炉给水减压至2MPa后通过省煤器进一步吸收热量后进入锅炉汽包，汽包中的饱和水沿下降管及下水连接管进入炉膛水冷壁下集箱和水冷屏进口集箱，在向上流经炉膛水冷壁和水冷屏的过程中被加热成汽水混合物，再经各自上部出口集箱进入汽包进行汽水分离，如此反复。顶部产出的饱和蒸汽经过锅炉过热器被进一步加热，最终形成1.45MPa、300℃过热蒸汽并入总管网。

2 废碱焚烧炉点火及运行过程中存在的风险及技术改进

2.1 废碱焚烧炉点火过程存在风险及改进

废碱焚烧炉点火之前不允许燃料气进入炉膛，点火之前若燃料气阀门存在内漏或大风吹扫炉膛不彻底就点火存在闪爆风险。靠人为判断炉膛内是否存在燃料气且部分区域有无达到爆炸极限不可靠。基于以上考虑该废碱焚烧炉项目按照设备安全及生产运行的原则，并结合实际运行经验进行了技术改进，并将点火之前的大风吹扫和检漏程式化，取得了良好的使用效果。首先在大风吹扫之前必须确认如下条件：1、引风机与鼓风机处于运行状态；2、汽包液位处于正常水位之内；3、炉膛温度＜1300℃；4、燃料气流量归零；5、汽包压力处于正常范围内；6、烟气进静电除尘器温度＜300℃。7、确认废碱焚烧炉联锁程序已复位完成；8、火检信号全无。以上条件具备才允许大风吹扫。其次大风吹扫时各位置助燃风调节阀开度打开100%，确保炉膛顶、中、底部风量足够且维持至少120s，以保障吹扫质量。另外吹扫后半阶段要在程序层面上摸索废碱焚烧炉最适合长明灯点燃的风量，以此为据调节好吹扫不同阶段助燃风调节阀的开度，系统设置10s时间判断，风量一直满足视为吹扫成功，否则任何一个阶段不具备条件视为吹扫失败，吹扫失败将不能保证炉膛内可燃气是否在爆炸极限之内，必然不能允许下一步点火。在大风吹扫的同时，要通过设置好相应程序来自动选择开关燃料气管网的燃料气阀门读取阀门后压力来判定燃料气开关阀是否内漏，若存在内漏也不允许点火。最后大风吹扫及检漏合格后，确保顶部助燃风量不低于1500Nm3/h，同时也不能太高，尽量控制在2000 Nm3/h以内。室内人员确认顶部燃烧器点火条件全部具备后可现场进行点火。点火过程中用15s时间通过火检检测是否有火，有火则允许开顶部燃料气次枪和主枪，火检无火或中途退火，则顶部长明灯及主次枪燃料气阀全部关闭，氮气阀自动打开吹扫不低于40s。点火失败后需重新大风吹扫。中部和底部点火参考顶部点火设置。只有将点火前一切安全判断程式化，设置好相应程序逻辑，由控制系统自动判断能否安全点火才是保障锅炉点火本质安全的措施，不能靠人为经验或主观臆断。

2.2 废碱焚烧炉运行过程中存在风险及改进

废碱焚烧炉正常运行过程中应定期对燃料气进行取样分析，保证燃料气组分无大的变化。燃料气组分变化大将导致炉内燃烧状态产生变化，操作参数也要进行相应的调整。尤其重要的是燃料气千万不可带重组分液态烃，液态烃进入炉内后无法保证充分燃烧，灰烬将带火星进入烟道，在部分燃料气聚集的区域形成区域性爆燃。其次带火星的灰烬附着在过热器及省煤器等水冷屏管子上容易造成局部损伤，导致锅炉水系统内漏。最后烟道中的碱灰会携带大量未燃烧殆尽的火星进入刮板系统，从而进入包装厂房，引发火灾。若燃料气组分容易掺杂液态烃等重组分，可以在燃料气进入炉前增加一台气液分离罐，保证气态烃进入废碱焚烧炉内部，液态烃留在罐内，待积累到一定程度加热气化后重新送入炉内，因为大量重组分烃类进入炉膛，燃料气热值发生变化，此时应及时调整燃料气负荷。针对燃料气组分不稳定的工况，一定要重视废碱焚烧炉顶部和底部两支氧化锆分析仪，将废碱焚烧炉内部氧含量作为判定锅炉内部有无充分燃烧的依据，正常锅炉内部氧含量控制在5%-8%为最佳。

3 结语

废碱液及氧化物产品液是SMTO生产过程中产生的主要污染源。为减少环境污染，达标排放，焚烧技术是行之有效的一种成熟手段。该技术不仅可以处理废碱液及氧化物产品液污染源，生产纯度较高的工业碱（Na2CO3）并副产蒸汽，还可以从根本上杜绝二次污染，具有良好的经济效益和社会效益【3】。

废碱焚烧炉在点火及正常运行时均存在不同程度的风险。只有从机电仪一体化角度优化焚烧炉点火阶段相关程序以及联锁保护等，方能更好地延长设备平稳运行周期，减少检维修成本，确保生产的平稳及安全。

[1]《烯烃部公用工程装置岗位操作法》作者：何爱明、张建波、胡锐、高寅龙、张昕宇.

[2]《锅炉振动原因分析及处理措施》作者：邓小灵.

[3]《废碱焚烧锅炉生产工艺浅谈》作者：林宝山.