吹風氣余熱回收選型時常見的幾個問題

周士友

（南京耀久窯爐科技有限公司 江蘇南京210032）

吹風氣余熱回收選型時常見的幾個問題

周士友

（南京耀久窯爐科技有限公司 江蘇南京210032）

吹風氣余熱回收裝置是固定層造氣爐的配套裝置，其應用較廣，燃燒爐種類繁多，雖然總體技術都比較成熟，但在實際應用中仍存在原始設計設備選型不匹配、連續運行能力低以及操作不當等問題。

1 燃燒爐的結構形式

目前，常用的吹風氣燃燒爐有單筒、雙筒、折流、旋流等結構形式，無論采用何種結構形式，都必須保證燃燒爐內部煙氣不偏流和不超溫。燃燒爐內部煙氣不偏流，能最大程度提高燃燒爐的窯爐系數，因為燃燒爐內的煙氣流速與爐膛截面積成反比，在煙氣總量不變的情況下，煙氣偏流相當于減少了爐膛截面積，煙氣流速必然增大，煙氣在爐內停留時間就會相對縮短，造成吹風氣燃燒不充分。所以，有的企業直接在燃燒爐的后面再串聯1個燃燒室，以保證吹風氣的充分燃燒。煙氣偏流直接造成燃燒爐內煙氣流速低的地方產生積灰，隨著積灰量的增多又加劇燃燒爐內的煙氣偏流，嚴重時則會影響吹風氣回收總量；燃燒爐內溫度偏高也會造成燃燒爐內積灰，燃燒爐內部的積灰屬于流動狀態下的細灰粘結聚合，聚合到一定體積就會在燃燒爐的蓄熱層內自燃，造成結焦堵塞燃燒爐的蓄熱結構，最終影響燃燒爐的平穩運行。

在選擇燃燒爐結構時，應充分考慮燃燒爐內煙氣偏流和超溫的影響因素，確保燃燒爐內長期不積灰、不結焦；若單個燃燒室能滿足工藝要求，就盡量使用單個燃燒室的燃燒爐，既可減少設備占地面積、降低投資，又能縮短降低吹風氣流程長度。

2 燃燒工藝的選擇

根據可燃氣體的配氧情況，吹風氣的燃燒工藝分為“全預混”和“非預混”。無論采用何種燃燒工藝，安全燃燒都是最重要的選擇標準，吹風氣崗位常見火災爆炸危險物及特性如表1所示。

表1 吹風氣崗位常見火災爆炸危險物及特性

由表1可看出，在連續運行狀態下，造氣吹風氣中可燃氣體含量大多處于爆炸極限范圍以下，所以吹風氣燃燒爐在運行中都是安全的；事實證明，吹風氣燃燒爐爆炸事故大部分發生在停爐狀態或點火啟動之時。理論上，吹風氣最低燃燒溫度為650℃左右，考慮到燃燒爐截面溫差的影響，所以都把吹風氣燃燒爐回收吹風氣的最低溫度指標定在750℃。

“全預混”工藝是一次性將吹風氣燃燒所需的全部氧氣量混合到吹風氣中，再通過燃燒合成弛放氣，將混合氣體溫度提高至750℃以上進行燃燒；“全預混”工藝需要相當數量的合成弛放氣來維持燃燒爐的溫度，對合成弛放氣的需求量較大。“非預混”工藝是先將吹風氣溫度提高至最低燃點650℃以上，使其具備點燃條件后再逐步在吹風氣中配入吹風起燃燒所需的空氣；“非預混”工藝是通過調節送入燃燒爐的空氣量來控制燃燒爐的溫度。因此，在吹風氣總量相同的條件下，“全預混”的燃燒工藝需要的合成弛放氣總量比“非預混”工藝要大，“全預混”工藝的燃燒爐內出現超溫的可能性就增加。

3 引風機的配置

在吹風氣余熱回收裝置設計中，燃燒爐的阻力正常在400～600Pa，余熱鍋爐的阻力正常在1100～1300Pa；鍋爐尾部煙氣如果配備靜電除塵器的阻力在300～450Pa；如果配布袋除塵器的阻力在1100Pa左右；即吹風氣余熱回收裝置不配任何除塵器時，其系統阻力在＜2kPa；吹風氣余熱回收裝置即使配置布袋除塵器時，其系統阻力也＜3kPa。造氣爐吹風時造氣爐內的阻力正常＜20kPa，加上吹風氣余熱回收裝置的阻力3kPa，所以，造氣吹風氣經造氣爐、燃燒爐、余熱鍋爐、再到除塵器出口，全部的阻力之和 ＜25kPa；當前造氣爐配備的鼓風機出口壓力都在28～30kPa，所以，由造氣鼓風機輸送至吹風氣余熱回收裝置配置的空氣壓力是能夠克服吹風氣余熱回收裝置的系統阻力，故吹風氣余熱回收裝置可以不配置引風機。

很多企業認為，如果吹風氣余熱回收裝置不配備引風機，會降低造氣爐的吹風強度；其實，造氣爐吹風強度取決于吹風空氣總量和空氣流速。配備引風機的吹風氣余熱回收裝置，其吹風氣回收總管壓力在－1～＋1kPa，加上造氣爐內的阻力約20kPa；造氣爐吹風時爐底正常壓力大多在23kPa左右，即由造氣系統送至吹風氣余熱回收裝置的吹風氣阻力約23kPa，而且，在實際操作中，造氣爐鼓風機出口閥門開度也被人為地控制不全開，冬天時閥門開度有時會更小。若沒有配備引風機，造氣爐的爐底壓力要提高2～3kPa，在鼓風機的全壓范圍內；此時必須加大造氣鼓風機的出口閥門開度，以增加鼓風機的風量；在造氣爐膛截面不變、造氣爐鼓風機風量增加的情況下，造氣爐吹風時的空氣流速也相應增大。因此，不配備引風機的吹風氣余熱回收裝置也不一定會降低造氣爐的吹風強度，相反可能會增加。

配備引風機的吹風氣余熱回收裝置，在吹風氣回收總管長時間負壓時，造氣爐頂部處于負壓狀態，造氣爐吹風時空氣在造氣爐內軸向停留時間變短，空氣在造氣爐內徑向擴散能力下降，空氣容易走近路，因此，會造成吹風時造氣爐上層煤炭會被吹翻。造氣爐上層煤炭被吹翻后，造氣爐內被吹翻的地方阻力降低，吹風時造氣爐通風量會增大，導致煤炭劇烈燃燒而過熱結疤；造氣爐內沒被吹翻的地方，阻力相對變大，造氣爐吹風時通風量小，相應的炭層溫度也變低，加劇了造氣爐內吹風時空氣偏流。

另外，在生產中造氣爐吹風氣回收閥經常出現漏氣，在配置了引風機的余熱回收裝置會造成大量的水煤氣被送入吹風氣余熱回收裝置，造成煤氣浪費和燃燒爐溫度升高，對有少量積灰的燃燒爐的危害更是雪上加霜。

只要造氣爐配備的鼓風機的出口壓力能夠克服吹風氣余熱回收裝置的系統阻力，吹風氣余熱回收裝置就可以不配置引風機，但需相應地將造氣爐吹風時爐底壓力提高2～3kPa，以增強造氣爐吹風時空氣的徑向擴散能力，避免出現造氣爐吹風時空氣偏流；這樣既能降低吹風氣余熱回收裝置電耗，又能穩定造氣爐爐況。

4 配套鍋爐參數的選擇

在考慮吹風氣余熱回收裝置配套設備參數時，常由于對鍋爐參數選擇不合理，經常出現鍋爐蒸發量偏大、壓力偏高的現象，使鍋爐在實際運行中始終處于低負荷和降壓運行狀態。鍋爐的蒸發量是由鍋爐的煙氣量來定的，其蒸發量選擇偏差過大時，會出現實際煙氣總量小、流速低，造成鍋爐積灰嚴重、過熱器燒壞和鍋爐尾部出現露點腐蝕；鍋爐降壓運行也會影響鍋爐的汽阻變化和飽和蒸汽焓值變化，縮短鍋爐使用壽命，造成投資浪費。因此，對鍋爐的參數選型應綜合考慮，避免出現盲目追求過大的蒸發量、超高壓力的選擇傾向，不能用遠景規劃代替近期目標，只有合適的才是最好的。

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《小氮肥》編輯部

2015-04-14）