焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料DOC.docx
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焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料DOC
焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料的原因分析及治理
摘要:
根据唐山佳华炼焦分厂焦炉大烟囱冒烟的状况,探索大烟囱冒烟规律,从加热制度、回炉煤气组分、分析烟道沉积物等方面,查找大烟囱冒烟的原因,并采取办法治理大烟囱冒烟效果显著。
关键词:
焦炉;烟囱;冒烟;加热制度;回炉煤气;烟道沉积物
烟囱是焦炉的附属设备,是焦化厂的标志性建筑之一。
其主要作用是产生吸力吸入空气与燃烧室的煤气燃烧,并将燃烧产生的废气从炉内顺利排出。
焦炉正常生产操作时,从烟囱排出的废气是无色的,所以通常看不到烟囱冒烟。
如果烟囱冒烟,则反映焦炉生产出现异常,一般是因煤气不完全燃烧所致,从而污染环境。
1初期治理
造成烟囱冒黑烟的根本原因是煤气不完全燃烧,使煤气中的甲烷和不饱和烃分解形成石墨,并悬浮在废气中,经蓄热室烟道,最后从烟囱排出。
在废气经过蓄热室的格子砖时,会有部分石墨沉积下来而造成格子砖孔隙变小,蓄热室阻力变大,影响焦炉的正常加热。
从2011年下半年以来,唐山佳华炼焦分厂焦炉的大烟囱时常出现冒烟的情况。
从8月开始,焦炉结焦时间延长至48h,焦炉火道严重窜漏,烟囱偶有冒黑烟的现象。
根据生产经验,加强了炉体的窜漏治理;严格制定和执行了焦炉的特殊操作;检查加热系统;并将集气管压力设定值从140Pa提至160Pa,使荒煤气在向燃烧室窜漏的过程中,在砖缝中分解积炭,起到密封作用;同时做好护炉铁件的测量调节工
作,保障炉体均匀合理地膨胀(或收缩)。
经过一系列措施的实施,焦炉烟囱冒黑烟的现象基本得到解决。
2深入调研,采取措施加以控制
烟囱冒黑烟的现象虽初步解决,但经观察发现,烟囱冒烟现象仍有发生,且不只一种颜色。
通过从新角度进行一系列调研,查找冒烟规律,采取措施,取得一定成效。
2.1加热制度的影响
2.1.1查找规律,绘出冒烟趋势连续7d对4根烟囱在固定时间(9∶30~10∶30)烟囱冒烟的状况及焦炉工艺参数变化数值进行记录,同时记录了蓄顶吸力温度、小烟道温度、分烟道吸力温度等数据及每分钟的冒烟程度,并做出曲线(图1)进行分析。
根据冒烟程度划分变淡、较淡、较浓、浓、很浓5个级别,分别设其值为1、2、3、4、5。
由图1可得,焦炉烟囱冒烟主要集中在交换前7~8min及交换后4~5min,而且交换后烟囱冒烟概率极高。
2.1.2工艺参数变化趋势和冒烟趋势
记录蓄顶吸力、蓄顶温度、小烟道温度、分烟道吸力温度等数值,绘出曲线,对焦炉烟囱与分烟道冒烟温度进行比较,见图2。
图1焦炉烟囱综合冒烟情况
时间/min
冒烟程度
反向
交换
时刻
正向
交换
时刻
图2焦炉烟囱与分烟道冒烟温度对比
时间/min
冒烟程度
1
2
3
1焦炉烟囱冒烟温度
2冒烟程度
3分烟道冒烟温度
反向
交换
时刻
正向
交换
时刻
由图2可知,只有分烟道温度随交换过程呈规
律变化,与烟囱冒烟的趋势相吻合。
烟囱冒烟集中
的时间是分烟道温度升高且温度较高的阶段。
分析原因为烟道内水较多,当途经分烟道的废气
温度较高,带走水蒸汽的量增加时,烟囱冒烟程度加
重。
或者废气内某些组分与水或水蒸气反应生成烟雾
状颗粒或者其它带颜色气体,而加重了烟囱冒烟程度。
2.1.3分烟道吸力的影响
图3焦炉烟囱与分烟烟道冒烟吸力对照
时间/min
冒烟程度
1焦炉烟囱冒烟吸力
2分烟道冒烟吸力
3冒烟程度
1
2
3
反向
交换
时刻
正向
交换
时刻
秦瑞,等:
焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料的原因分析及治理·11·
河北化工HebeiChemicalIndustry第35卷
由图3可知,
(1)分烟道吸力与整个交换过程中
烟囱的冒烟趋势不成规律性变化,但正向交换后分烟
道吸力有明显的下降趋势,并且吸力恢复到设定值需
要6~7min,此阶段是烟囱冒烟的一个集中时段,因
此吸力达不到设定值是引起交换后烟囱冒烟的一个
影响因素。
为了排除这一因素,从吸力角度出发对分烟道
翻板控制程序进行调整,在交换过程中使分烟道翻
板开度保持在60°不变,使吸力达到200Pa左右,待
交换完成后再恢复自动调节,吸力从高向低恢复,
将波谷转换成波峰,即解决了交换后吸力不足的问
题,实际效果较明显。
(2)增大分烟道吸力理论上可以抑制烟囱冒
烟,空气量较大使燃烧更加充分,且大量的空气
可冲淡烟雾浓度,使冒烟现象减弱,然而较大的
吸力对焦炉高向加热十分不利,会使煤气集中在
底部燃烧,高向加热降低。
此方法实际操作效果
并不明显。
2.2回炉煤气组分的影响
2.2.1回炉煤气组分及烟道内沉积物
分3次从一期吸气机分别取样,分析回炉煤气
组分及烟道内沉积物,如附表所示。
从附表可知,回炉煤气中的氨和硫化氢的含量
较高。
实际工作时经常出现分烟道翻板调节不动的
情况,经检查发现烟道翻板挂料严重,烟道翻板上
有沉积物质出现。
烟道翻板挂料为黄色、白色物质,质地较硬,用
工具清除困难,该物质能溶于水,清除时可利用高
压水枪冲洗。
进一步化验,得出该物质为混合物,其中硫含
量占全物质组分的25%~30%。
这证明了烟道废气
中硫化物的含量较高。
由于受实验条件的限制,无
法精确测出其它组分的含量。
但根据回炉煤气的
成分和物质性质,判断该物质大部分应为硫酸或亚
硫酸盐、铵盐、碳酸盐类。
烟道废气中的CO、SO2等混合物在阳光、紫外线
的照射下,会发生光化学反应,最终形成一种浅兰
色的烟雾,即所谓的“光化学烟雾”。
当煤气中的氮
和其它含氮化合物的含量增大时,其燃烧形成的氧
化氮的含量同时也增大,在阳光、紫外线的照射下
也会明显地看到有蓝烟冒出。
2.2.2其它企业经验
经调研,开滦中润煤化工公司回炉煤气中掺混
了一定量的驰放气,其为合成甲醇工段产生的气体,
主要成分为H2、CO、H2O和CH4等惰性气体,其中H2
和CH4体积百分含量占90%左右,对减轻大烟囱冒烟
效果较好。
3结论
3.1为避免大烟囱冒烟受炉体窜漏影响,还应该
继续保持炉体严密。
3.2通过加强对煤气预热器的检查,及时进行烟
道抽水,降低回炉煤气含水量,加强对烟道内水量
的控制。
虽然烟囱冒烟和烟道温度变化趋势存在一定
吻合,但是烟道温度是否影响烟囱冒烟还无法验
证。
因此,要研究不同结焦时间和标准温度下烟道
温度变化趋势、废气中能与水和水蒸气反应的物质
及其性质。
3.3继续验证吸力增加量对烟囱冒烟产生的影
响。
虽然通过调整分烟道翻板控制程序,提高了交
换后吸力,对交换后冒烟起到了一定的效果,但分
烟道翻板频繁地大幅度开关对自动执行器和翻板
本身的消耗和磨损都会加大,其使用寿命将会大
幅缩短。
并且一期焦炉烟道翻板挂料凝结严重,
翻板轴已断裂多次,势必会加速设备的磨损,带来
更大的损失。
因此要研究吸力值或翻板开度的设
定值,以逐步降低翻板开度,使其达到一个合理的
开度,将对设备的影响降到最小。
4.4回炉煤气中硫化氢和氨含量对烟囱冒烟影响较
大,应采取有效措施降低其在回炉煤气中的含量。
■
时间
9月7日
9月14日
9月28日
CO2/%
3.4
2.2
3
O2\/%
0.6
0.8
0.6
CnHm/%
2.6
2.6
2.2
CO/%
6
5.6
6
CH4/%
24.4
22.7
25.4
H2/%
53.5
56.4
53.2
N2/%
9.5
9.7
9.6
热值(/kg/m3)
17.14
16.79
17.18
重度(/mg/m3)
0.5313
0.4984
0.5256
氨(/mg/m3)
11.4
149.3
38.5
硫化氢(/mg/m3)
755
2062.5
785
附表回炉煤气成分分析
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