窯尾增濕塔的改造

哈爾濱水泥廠5號(hào)窯是1000t/d窯外分解新型干法水泥生產(chǎn)線，1995年建成投產(chǎn)，窯尾所配Φ6.5m×20m增濕塔投運(yùn)以來一直運(yùn)行不穩(wěn)定，出口溫度達(dá)不到要求，電除塵器不能正常運(yùn)行，排放濃度嚴(yán)重超標(biāo)，且增濕塔內(nèi)部經(jīng)常發(fā)生濕底、掉塊現(xiàn)象。1999年，水泥廠抽出專項(xiàng)資金對(duì)該增濕塔進(jìn)行了改造，改造后效果很好。  

1　存在問題及分析 

5號(hào)窯的工藝布置流程如圖1所示。 
　　 

增濕塔與生料磨采用串聯(lián)方式，生料磨的開、停對(duì)電除塵器入口煙氣溫度影響很大。因此，增濕塔必須根據(jù)生料磨開、停2種工藝狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)煙氣溫度，以滿足電除塵器對(duì)溫度的要求。按照電除塵器入口溫度120～150℃的要求:當(dāng)生料磨開時(shí)，增濕塔出口溫度應(yīng)在180～200℃之間；當(dāng)生料磨停時(shí)，增濕塔出口溫度應(yīng)為120～150℃。而實(shí)際增濕塔出口溫度過高，達(dá)不到電除塵器要求。增濕塔出口溫度達(dá)不到要求的原因有多種因素，經(jīng)過分析，主要有以下幾方面原因: 

1.1　增濕塔有效高度不夠 
　　
增濕塔的有效高度決定于噴入塔內(nèi)水滴完全蒸發(fā)所需要的時(shí)間，而蒸發(fā)時(shí)間與水滴大小和煙氣溫度有關(guān)。根據(jù)資料查得，用于水泥懸浮預(yù)熱器窯窯尾，當(dāng)溫度350℃、水滴直徑100μm時(shí)，其水滴完全蒸發(fā)所需時(shí)間大約為9～11s。因此，根據(jù)進(jìn)入增濕塔的風(fēng)量即可計(jì)算出所需有效高度: 
　　H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22～25.9(m) 
式中:Q———增濕塔入口風(fēng)量，按281579m3/h； 
　　t———水滴蒸發(fā)所需時(shí)間，9～11s； 
　　D———增濕塔內(nèi)徑，6.5m。 
　　由計(jì)算可看出，原增濕塔20m的有效高度滿足不了水滴蒸發(fā)所需的最低時(shí)間要求，因此，很容易發(fā)生降溫不夠和濕底現(xiàn)象。 
1.2　噴水量不夠 
　　
根據(jù)資料介紹，增濕塔所需噴水量可通過熱平衡計(jì)算求得，但計(jì)算過程比較復(fù)雜?？砂疵繕?biāo)準(zhǔn)立方米煙氣溫度降低1°C時(shí)需要0.5g水進(jìn)行水量計(jì)算。這樣，若按生料磨停時(shí)出口溫度120°C計(jì)算，則噴水量: 
　　W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h) 
式中:W———噴水量，t/h； 
　　QN———折合標(biāo)況下風(fēng)量，m3/h； 
　　Δt———溫降，℃。 
　　噴水量大于13.75t/h時(shí)才能滿足需要，而實(shí)際噴水量最大為10.5t/h，因此，原增濕塔無法滿足最大噴水量要求。 

1.3　噴水系統(tǒng)不合理 
　　
原噴水系統(tǒng)采用壓力式噴嘴，配用三柱塞高壓泵。其噴嘴噴出的水滴大小隨壓力、流量的不同變化較大。當(dāng)壓力、流量較大時(shí)，噴出的水霧水滴很細(xì)；而當(dāng)壓力、流量較小時(shí)，水珠會(huì)很大，在水泵運(yùn)行不穩(wěn)定特別是在開泵、停泵過程中，隨著壓力、流量的變化容易形成很大的水滴甚至細(xì)流，極易形成濕底和結(jié)塊。而且此種系統(tǒng)不能根據(jù)不同工況自動(dòng)調(diào)節(jié)噴水量，不適應(yīng)此種工藝布置。 

2　改造方案及措施 

　　 
2.1　加高筒體高度 
　　
將筒體在原有基礎(chǔ)上加高，使總的有效高度達(dá)到26m。這樣，水滴在塔內(nèi)的停留時(shí)間: 
　　
t=H×0.785×D2×3600/Q=11.025(s) 
　　
可有足夠的時(shí)間保證水滴完全汽化。 

2.2　改變氣流分布結(jié)構(gòu) 
　　
在進(jìn)氣喇叭口內(nèi)增設(shè)2排多孔板氣流分布裝置，使煙氣沿增濕塔端面分布均勻，以防止氣流發(fā)生紊亂而將未汽化的水珠帶到塔壁上產(chǎn)生結(jié)塊。 

2.3　改造噴水系統(tǒng) 
　　
噴水系統(tǒng)是整個(gè)增濕塔使用好壞的關(guān)鍵，原先的噴水系統(tǒng)存在問題太多，故全部更換，采用目前最先進(jìn)的帶回流式噴嘴、配以高壓離心泵噴水系統(tǒng)，該系統(tǒng)配備了各種功能齊全的檢測(cè)裝置，可在生料磨開、停轉(zhuǎn)換及工況波動(dòng)時(shí)自動(dòng)改變噴水量，保證了設(shè)備正常運(yùn)行。改造后噴水系統(tǒng)見圖2。