降低气态悬浮焙烧炉热耗的措施

降低气态悬浮焙烧炉热耗的措施 2002年4月 第19卷第2期 有色冶金节能 Energy. Sa~ngofNon—ferrousMeta1]urn. ADr.2002 V01.19No.2 降低气态悬浮焙烧炉热耗的措施 胡红霞,谢校兵,王晏斌,姬学良 (山西铝厂,山西河津043300) 【摘要]本文分析了我国第一台氢氧化铝气态悬浮焙烧炉投产以来能牦高的原因,并阐述了降低气态悬浮焙烧炉 热耗的各种措施. [关键词]气态悬浮焙烧炉;热耗;措施 [中囤分类号]TF80267【文献标识码]B【文章编号]1008—5122(2002)02—0005—03 ThemeasuresofreducingheatIconsumptionof gassuspensioncalciher HUHong—xia,XIEXiao—hing.WANGYah—bin.JlXue—liang (ShanXiAluminiumPlantHejinIM3300,China) Abstract:Thipaperanalyzesthereasonsofhighheatconsumpthmofthefirstg assuspensioncalcinerof aluminiumtrihydrateinOl11”count~,afterputtingintoproductionandprese ntssomemeasuresofreducing heatcousmptionofgassuspensioncalciner. Keywords:gassuspensioncalciner;heatcosumption;measures l前言 氢氧化铝焙烧是氧化铝生产的最后一道工序.我 国引进的第一台用于氢氧化铝焙烧的气态悬浮焙烧 炉(GSC)于1992年12月在山西铝厂投产.此炉是引 进丹麦史密斯公司的气体悬浮焙烧技术,具有热耗和 电耗低;产能大;产品质量好;占地面积小,投资少;设 备简单,寿命长;维修费用低;焙烧时间短;阻力小;有 利于环保等优点.设计产能1300t/d,热耗735kcal/ kgAO,是首台使用低热值发生炉(oL=5.4MJ/Nm3) 煤气的气态悬浮焙烧炉,其节能原理是充分利用了废 气及产品中的热量但投产后,热耗却居高不下,未能 达到设计 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 .工艺流程简图见图1. 2气态悬浮焙烧炉投产后热耗高的 原因分析 自从第一台气态悬浮焙烧炉投产后,其热耗 一 直很高,1996年为倒,1,3月份煤气单耗 800m/tAO,4—6月份我们对炉体进行大修后热耗 仍为862m/tAO,全年平均843m/tAO.远远大于设 计指标(570m煤气/tAO),我们对此进行了详细的 [收稿日期】2001—10—15 [作者简介】胡红霞(1967一),女, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,从事山西铝厂 氧化铝生产技术工作. 分析,找出了热耗高的原因. 闰1气态悬浮焙烧炉工艺流程筒围 2.1炉体辐射热损失大 1997年以前炉体散热为10.25%,远超过设计 的5.4%. 2.2炉体漏风多.过剩空气系数控制过高 从l2年投产到1996年其氧含量一直在7%一 8%,比设计2%高出很多,增加了废气带走的热量 2.3煤气热值低,供应不稳定 由于煤气热值低(5.4MJ/Nm),且不稳定,使煤 气流量在30,36km/h的范围内波动,P04温度波 6有色冶金节能 动约200~C,下料量调整频繁,废气量大,风机功率 高,热耗高,产能低 2.4氢氧化铝水分大而且波动 由于氢氧化铝来自于拜耳法平盘和烧结法转鼓 两种不同性能的过滤机,平均人炉水分14%,最高 时可达20%,增加了热耗和风机负荷. 水分波动大(8%,j8%J.进入焙烧炉的氧氧化铝 水分波动,会使A02后的气体流量波动,引起系统负 压波动和A05落料,被迫减少进料量,维持系统稳定. 2.5废气温度高 废气温度在200,230.c之间,带走热量过多. 2.6炉体内衬状况差,经常脱落导致旋风简堵塞, 增加能耗 仅1996年一年即堵塞3O多次,每次堵塞后的 清理时间4,24小时,都是一个快速降温,清理后又 快速升温的过程,对内衬极为不利,形成恶性循环. 每次停炉,开炉需6t轻油及1万Nm煤气的消耗. 2.7产能比较低,未发挥出高产优势 1997年前,受各种工序条件制约(如氢氧化 铝供料波动,出料不畅,附机系统故障多,出料温度 高,漏风大,热损高,系统压力波动等),台时产量最 高为394t/h,距设计产能54.1t/h还差14.7t/h. 3气态悬浮焙烧炉的节能措施 3.1加强生产管理 3.1.1加强生产调度协调 加强生产调度协调,以焙烧炉为中心组织相关 工序的生产,排除一切可能造成炉子减产,停产或波 动的因素对设备实行”状态检修”,提高炉子运转 率,减少了因停炉次数多而造成的能量损耗. 3.1.2加强节能管理工作 加强节能管理工作,对焙烧炉能源利用状况进 行过程分析和指导,同时开展产量,能耗竞赛提高 职工提产降耗的积极性. 3.1.3修订完善技术操作规程 修订完善技术操作规程,推行标准化作业;加强 职工培训,提高职工操作水平和分析判断故障的能 力,减少人为事故的发生及处理故障的时间,从而达 到节能的效果. 3.2密封炉体.减少漏风 气态悬浮焙烧炉有45个观察孔,26个人孔,另 外管道,设备之间的法兰更多,这些密封点经常密封 不严而漏风,系统的漏风会引起系统负压下降,波 动,风机做无用功,煤气消耗量增大等危害,我们采 用水玻璃和氧化铝作为密封介质对炉体的静密封点 进行堵漏风,取得明显的效果,系统负压不再波动, 并升高4111bar,在煤气量不变的情况下料量增加约 5t/h.同时1997年到1999年之间进行了三大改造, 基本上杜绝了焙烧炉漏风和不合理进风,使总废气 量减少了3万Nm3/h. 3.2.1电收尘返灰风改进c04 原电收尘返灰流程如图1虚线所示,电收尘集 灰经吹灰管进人C05进行气固分离,固体进入C02, 气体(8O.[:)进人电收尘进口管,这部分(约350(0]/hJ 气体未参与焙烧过程,属无用风,增加了风机负荷, 并带走部分热量.1997年4月,返灰风改进CO4(图 1实线所示),使这部分风参与了主炉燃烧,并利用 了返灰风中的热量改造后系统负压升高了3mbar. 为提产降耗创造了条件. 3.2.2P02烟道伸缩节改造 原设计伸缩节是织物伸缩节,耐温性能差,多次 被烧毁,后改为自制钢制伸缩节,满足了温度要求, 但焊缝多,抗拉强度差,焊缝经常开裂,漏风量大. 1998年和1999年l0月把P02烟道上两个钢制伸 缩节改换成一次成型不锈钢波纹管伸缩节,解决了 伸缩节破损漏风的问题. 3.2.3PO2顶部蜗壳改造 由于P02顶部蜗壳设计中无内衬,受到高温物 料的长期冲刷,经常出现开裂及磨漏,漏风宽度达 20,105mm.虽经处理,运行月余又磨损漏风.成为 炉体的最大漏风点.经过论证,1999年5月在P02 顶部蜗壳内增加了20mm厚的陶瓷耐磨内衬,到 2000年l2月P02顶部再未发现漏风.1998年后. 煤气分厂实行”中负荷生产”,基本稳定了煤气热 值. 3.3改善煤气构成,提高煤气热值 针对发生炉煤气存在的热值低,波动大的问题, 经过分析论证,我们将厂外一焦化厂的废气——焦 炉煤气(QL=15,16MJ/Nm)以2000m3/h的流量 与发生炉煤气混合供给焙烧炉(混合后QL一 6.OMJ/Nm).在1997年初的条件下,使焙烧炉产能 提高约51AO/h.同时废气量减少,风机负荷降低,减 少了焙烧炉的热损失和电耗. 3.4降低氢氧化铝入炉水分,稳定氢氧化铝的供给 氢氧化铝附水高,不仅多消耗煤气,而且产能 低.为此:浅们对平盘流程进行了改进.平盘过滤机是 第2期胡红霞等:降低气态悬浮焙烧炉热耗的措施7 引进法国道尔公司的技术和设备,设计产能为96t/h, 水分为10%.投产以来,由于平盘的氢氧化铝料浆的 粘度大,物料粒度变化频繁等原因,其产能维持在 40t/h经研究,我们利用拜耳法的立盘过滤机将种 分料浆先进行过滤,其滤饼用热水调配后,再送给平 盘过滤,平盘产能可达到9O,】00t/h,水分也控制在 7%,8% 随着平盘产能的提高,使入炉的氢氧化铝水分 降低4%,节能6150MJ/h,合1140m/h煤气 3.5改进内衬结构.降低炉体辐射热损失 1996年焙烧炉大修后,P03,P04主体部位内衬 结构如图2所示,该结构内衬使用以来,由于硅酸钙 板耐高温性能及耐磨性能差(尤其浇注料有裂缝 后),辐射热特别高,表面温度达180,240~C,并使 炉子简体钢板部分变形.1999年11月,我们将P03, P04主炉部位的内衬结构改为图3所示的结构.结 构的改善,提高了内衬的保温性能和对温度变化的 适应性,P03,P04外表温度与原内衬结构相比降低 90,100~C,使炉体辐射热损失大为减少同时内衬 脱落也很少出现. /妻///a.钢板b两层硅酸钙板c浇注料 dI=6mmd2=lOOmmd:125n|m 图2P03,P04主体部位内村结构 << >< </ < / a / / a.钢板b硅酸钙板c.轻质砖d浇注料 dI=6ramd=50ramd=65ram 图3P03,P04主体部位内村改造后结构 3.6降低烟气温度和空气过剩系数 1997年前,焙烧炉烟气温度约210~C,以150~C 计,据测定的数据计算,仅烟气多带走的热量损失就 达250Md/tO.合煤气单耗46m/tAO;同时燃烧之 后的废气中0含量达7%,8%,即空气系数达 1.58,远超过该型炉设计的1.2的空气过剩系数;空 气过剩系数从1.2增加至1.58,燃料增加率为 15%,即多消耗约5250m/h的煤气. 在控制废气中氧含量和废气温度上,我们采取 了关小风门,降低风机转速和增加进料量等措施,目 前,氧含量控制在2%,4%,废气温度控制在160~C. 3.7POI中心管加长及POI下料腿改粗 1997年我们把PO1中心管加长了1.32m,并且 超过了进风口0.6m,使PO1出口含尘量降低了 61%,减轻了电收尘负荷,减小了电收尘出口含尘 量,降低了产品损耗.同时减轻了种分物料两极分化 对焙烧炉的影响. 2000年,PO1下料腿由dir225mm改为中255mm, 解决了下料量超过82t/h时PO1锥部就积料的问 题,为提产刨造了条件. 3.8对炉体及相关系统进行改进,减少停炉次数多 造成的能量消耗 氧化铝出料小皮带改为空气斜槽,氢氧化铝及 氧化铝输送皮带由托辊式改为气垫式,把4台3m3/h 空压机改为2台lOm/h空压机等,使停炉次数明显 减少. 4结束语 经过几年的不断探索,通过加强生产管理,减少 漏风,提高煤气热值,降低氢氧化铝水分,改进内衬 结构,降低炉体辐射热损失,降低烟气温度和过剩空 气系数等一系列节能提产措施,使焙烧炉的热耗大 为降低,到2000年1,6月份煤气单耗为500m3/tAO, 折合为717keal/[:O,低于设计指标. 虽然已达到,甚至低于设计的热耗水平,但还有 许多节能工.作可做,比如降低电收尘吹灰器的反串 风,进一步降低过剩氧含量和烟气温度,加强堵漏风 等,使气态悬浮焙烧炉的热耗进一步降低. [参考文献] 【1]王秉铨《工业炉设计手册》[M]机械工业出版社, 1996辞- 【2]山西铝广九车间技术月报[R].1996年,2000年 【3]《氢氧化铝气态悬浮焙烧炉(GSC)工艺 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 书》[R1 沈阳铝镁设计院1993 【4]山西铝广《电收尘测定报告》[R1-1996年,2000年