1、氮肥与合成气第 51 卷第 2 期2023 年 2 月作者简介:常永宏(1973)，男，工程师，主要从事合成氨生产运行技术工作;tjjtcyh 126com喷嘴防堵装置在锅炉除尘系统灰仓中的应用常永宏，陈晓玲(天脊煤化工集团股份有限公司，山西长治047507)摘要:介绍了天脊煤化工集团股份有限公司高压蒸汽锅炉装置空压、除尘、输灰系统等相关流程。针对生产过程中经常发生的锅炉除尘系统灰仓堵塞影响生产的问题，结合实际情况采取喷嘴防堵优化措施，解决生产过程中灰仓堵塞瓶颈，以提高装置安全稳定连运水平。关键词:灰仓;堵塞;喷嘴中图分类号:TK227文献标志码:B文章编号:2096-3548(2023)02
2、-0034-04DOI:1019910/jcnkiISSN2096-3548202302013天脊煤化工集团股份有限公司现有 A、B、C3 台高压蒸汽锅炉，其任务是保证全公司高压蒸汽透平压缩机的正常使用，剩余高压蒸汽供 2 台分别为 16 MW/h 和 25 MW/h 的汽轮机发电机组使用。锅炉除尘系统原采用三级静电除尘，随着国家对环保要求的日益严苛，要求锅炉烟囱排放执行超低排放标准，因此公司对 A、B、C 3 台锅炉除尘系统进行了多次改造，对三级静电除尘进行升级，每台锅炉目前均采用一级静电除尘+两级布袋除尘联合方式，灰仓沿用原三级(I、II、III)电除尘灰仓(每级均有 2 个灰仓，三级共计
3、 6 个灰仓)。除尘系统灰仓内的飞灰因为比较细而且温度低，所以流动性差，经常造成下灰不畅或者无法下灰导致堵塞。通常采用手动敲打等方法解决该问题，劳动强度较大且效率很低;如果发现或者处理不及时可能导致除尘系统瘫痪，造成排放超标，严重污染环境。灰尘长期堵塞满仓，还会增加火灾危险，降低装置本质安全。经过研究分析由于灰仓内的飞灰流动性差导致经常堵塞，提出增加 1 种通过压缩空气扰动的喷嘴防堵装置，既可以降低粉尘污染、提高环保效益，又可以保障装置安全稳定连运、提高经济效益，圆满解决了此问题。1工艺原理11空压机压缩系统空压机由电机通过联轴器直接驱动曲柄连杆机构，使十字头作直线运动以达到传动活塞往复运动的
4、目的。空压机压缩系统由气缸、活塞、吸气阀、排气阀等部件组成，当活塞在气缸内作往复运动时，依靠气阀自动启闭作用，使气缸腔内压力交替变化，达到吸入和压缩气体的作用。该机组为两级压缩，因此气体的额定压力是在 2 个气缸中分级压缩完成的。12除尘系统121静电除尘器静电除尘器是利用高压直流电在阴、阳两极间形成一个使气体电离的电场，两极之间的气体电离后，产生大量的阴、阳电离子，使通过的粉尘也获得电荷，然后吸附沉积在与其极性相反的电极上，达到除尘目的。阴阳两极振打的作用是振落极板上的集尘落入灰仓，最终进入气力浓相输灰系统。122布袋除尘器布袋除尘器是一种干式滤尘装置，滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成，利
5、用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤。当含尘气体进入袋式除尘器后，含有较细小粉尘的气体在通过滤袋时，粉尘被阻留，使气体得到净化;而密度大的粉尘由于重力作用沉降。通过压缩空气将布袋集尘吹扫落入灰仓，最终进入气力浓相输灰系统。2工艺流程21空压机压缩系统流程室外空气经入口过滤器进入空压机一级缸内，空气被压缩到 016020 MPa，通过中间冷却43氮肥与合成气第 51 卷第 2 期2023 年 2 月器冷却进入二级缸内，继续被压缩至 0 6 08 MPa，温度小于 160 后进入后冷器冷却，最后进入储气罐，合格的压缩空气为后系统提供服务。压缩空气的主要作用为:(1)供公司 A、B、C3 台高压蒸
6、汽锅炉输灰;(2)作为灰仓流化气;(3)作为 C 热电锅炉 C 火焰摄像头备用冷却气;(4)作为脉动集灰料仓除尘器反吹气;(5)作为A、B、C 3 台高压蒸汽锅炉脱硝、除尘系统用气等。22输灰系统流程锅炉燃烧产生的烟气通过烟道、除尘器，经过电场振打、压缩空气吹扫，尘粒分别落入对应灰仓中。每台锅炉除尘器均有 2 个灰仓，其上方对应除尘器目前已经改为布袋除尘，通过压缩空气将布袋集尘吹扫落入灰仓，最终进入气力浓相输灰系统。A/B 锅炉的输灰系统流程为:从储气罐出来的压力为 0506 MPa 的压缩空气分别到 2 台锅炉 6 组发送器(每个电场的 2 个发送器为 1 组，共12 个发送器)。电除尘灰仓
7、的灰经进料阀进入发送器，然后由压缩空气沿管道输送到厂外灰处理系统集中处理(可外售)。C 锅炉(热电锅炉)的输灰系统流程为:从除尘灰仓中出来的灰经电动锁气器进入集灰料仓，然后进入 2 台上引式仓泵，经压缩空气加压通过排灰管道送至厂外灰处理系统集中处理(可外售)。以 C 锅炉为例，输灰系统流程见图 1。图 1热电锅炉输灰系统流程示意图3除尘器灰仓堵塞问题分析除尘器灰仓内的飞灰因为比较细而且温度低，所以流动性差，经常造成下灰不畅或者无法下灰导致堵塞。造成灰仓堵塞的原因通常有以下6 种因素:(1)误操作。在输送过程中误关了压缩空气，使物料沉降，再通气时就容易发生堵塞。(2)空压机至输灰管间的空气管道存
8、在泄漏，导致压缩空气量减少，使物料沉降积累造成灰仓堵塞。(3)后系统(仓泵系统)存在泄漏，或除灰管内有异物，或大块物料堵塞，或仓泵装料过满，飞灰气化不良，使灰的流动性变差而影响输送。(4)因煤种变化、锅炉燃烧工况的变化、省煤器或静电除尘器故障造成的粉煤灰温度降低、颗粒粗大、含水量和灰量增加，以及化学成分的变化，使系统不能适应变化工况。(5)空压机压缩系统异常，有空气带水现象。(6)灰仓气化不良，造成物料流动性变差。4解决措施41常规方法(1)加强管理，避免人为误操作;(2)提高检修质量、加强巡检，确保整个输送装置所有法兰接头阀门等密封良好，保证供气系统气量充分、压力53氮肥与合成气第 51 卷
9、第 2 期2023 年 2 月平稳，发现管道、管件等破损，应及时修复;(3)加强巡检，确保后系统运行正常，避免泄漏、异物等异常问题;(4)根据进料情况把控进料时间，防止进料过多而发生堵塞;(5)严格规范操作，按规定排尽空压机压缩系统冷干机和储气罐的积水，防止空气中带入水分使灰潮湿;(6)改善灰仓气化能力，增强物料流动性。42除尘器灰仓堵塞优化措施为改善灰仓气化能力，增强物料流动性，可采用人工敲打、CZ 电磁仓壁振动器装置、压缩空气扰动等防止灰仓堵塞技术1-2。其中，人工敲打法随着社会发展，大力推广智能化应用，已经被淘汰。421CZ 电磁仓壁振动器CZ 电磁仓壁振动器(又称振打器)通过高频振动和
10、冲击力，有效地消除物料由于内摩擦、潮解、带电、成分变化等原因引起的堵塞、塔拱现象，使物料从料仓口顺利排出，能保证稳定地供料所需设备。已广泛应用于矿山、冶金、化工、建材、机械等各行业中，其使用灵活方便，振动强度可用控制器随意调节。采用 CZ 电磁仓壁振动器需要购买设备;振动耗电，长期振动会影响灰仓使用寿命;后期维护成本会有所增加。422压缩空气扰动通过采用压缩空气扰动技术，增强物料流动性，改善灰仓气化能力，保障下灰通畅。经研究，结合现场实际(公司空压机压缩系统可以保障可靠的气体供应)，压缩空气扰动技术几乎无后期维护成本，因此决定采用此优化方案，即采用一种压缩空气扰动的喷嘴防堵装置，通过实施此方案
11、圆满解决了灰仓堵塞问题。5优化流程喷嘴防堵装置优化流程示意图(从喷嘴处 A向横剖)见图 2。喷嘴防堵装置优化流程示意图(从喷嘴处 B向纵剖)见图 3。喷嘴剖面图见图 4。喷嘴右视图见图 5。系统工作时，0506 MPa 的压缩空气经滤水器深度滤水后，通过围绕在热电厂锅炉静电除1滤水器;21 号灰斗;32 号灰斗;4环形管;5灰斗壁;6喷嘴安装位置。图 2喷嘴防堵装置优化流程示意图5灰斗壁;6喷嘴安装位置;7手动插板。图 3喷嘴 B 向纵剖图5灰斗壁;8帆布罩;9喷嘴孔。图 4喷嘴剖面图6喷嘴安装位置;8帆布罩。图 5喷嘴右视图尘器灰仓的 1 号灰斗及 2 号灰斗的环形管，分别通入灰斗壁的喷嘴安
12、装位置处，压缩空气通过喷嘴上的喷嘴孔进入灰仓，对锅炉除尘器灰仓中粒度较细、温度较低的灰进行扰动疏通，疏通63氮肥与合成气第 51 卷第 2 期2023 年 2 月后的灰经手动插板排出系统。6关键技术处理电场飞灰堵塞的关键是确保空气干燥(电加热装置可以保障)，采用该喷嘴装置的目的是解决除尘灰仓下灰堵塞问题，减轻人工敲打灰斗等体力劳动，起到事半功倍的效果，其关键技术3-4 为:(1)采用经滤水器滤水后的压缩空气通过专用的喷嘴装置后，压缩空气产生射流对堵塞的灰产生扰动作用，加强对积灰的扰动，避免在下灰口产生灰的堆积问题。(2)提供的压缩空气压力为 0506 MPa，必须经过滤水器滤水，露点达到40。
13、(3)采用普通碳钢制作，通过法兰连接固定在灰斗壁上。(5)必须将帆布罩罩在喷嘴装置喷嘴外面，以防止灰仓内的灰堵塞喷嘴装置的喷嘴孔。(6)喷嘴装置喷嘴外围尺寸为 20 mm，内径为 16 mm。(7)喷嘴装置开有 4 个喷嘴孔，其孔径为23 mm。7优化效果采用该优化技术，经过生产运行验证其效果良好。根据除尘器下灰情况，定期使用该装置不仅可以保证下灰畅通，而且可以减轻人工手动疏通灰仓堵塞的劳动强度。该装置可广泛应用于粒度较小且易发生结块堵塞的场合，通过该装置彻底解决了锅炉除尘器灰仓内飞灰堵塞问题。不仅保证了除尘系统正常运行，为安全环保作出了贡献，而且摆脱了以往人工手动敲打等劳动强度较大且效率很低
14、方法的束缚，具有广泛推广应用价值。8结语通过实施优化方案，即在锅炉除尘器灰仓增加喷嘴防堵装置，以及采取加强检修、操作和巡检等措施，减少了灰仓堵塞故障率及停车检修频率，延长了锅炉除尘系统运行周期，不仅达到降低生产成本，提高经济效益的目的，还避免了因灰仓堵塞事故发生，影响锅炉除尘系统正常生产运行，提高了装置本质安全度，为环保、安全作出了贡献，产生了长远的社会效益。参考文献 1岳花婷 燃煤锅炉烟气指标优化改造小结J 氮肥与合成气，2022，50(3):7-9，12 2熊峰，钟胜 煤气除尘器自动输灰装置运行总结J 氮肥与合成气，2020，48(12):26-28 3单月惠 锅炉烟气脱硫除尘工程设计J
15、氮肥与合成气，2020，48(3):20-23 4宋竹根 备用锅炉受倒烟气热面腐蚀、除尘器堵灰的技术改进J 氮肥与合成气，2018，46(9):11，13(收稿日期2022-07-21)(上接第 33 页)在出水泵出口冷却器后设置文丘里抽引器，利用文丘里抽负压的原理，将二氧化碳和灰水混合使其 pH 调节至正常指标内。这既有效调节了灰水pH，满足了生产需要，又合理利用了后工段排放二氧化碳，为环保清洁生产和发展循环经济产业链作出贡献。5结语随着煤化工技术的发展和环保形式日益严峻，发展循环经济和清洁生产势在必行。采取正压汽提法脱除灰水氨氮，既满足灰水除氨环保要求，又产出合格的氨水供锅炉脱硝使用，同时降低了后工段二氧化碳的排放量，提高了灰水利用率，实现煤化工清洁生产，该脱氨技术也被检验认可而推广应用。参考文献 1程晓磊，张鑫 现代煤气化技术现状及发展趋势综述J煤质技术，2021，36(1):1-9 2牛忠义 煤气胡灰水提氨装置中加碱脱氨技术的应用分析 J 山西化工，2015，35(6):70-71，74 3王磊，彭文博，吴正雷，等 陶瓷膜-脱氨膜工艺处理气化灰水研究 J 广东化工，2020，47(5):78-80 4杨志强 现代煤气化技术发展趋势及应用综述J 化工管理，2017(2):165(收稿日期2022-08-15)73
