硫鐵礦制的建筑及使用經(jīng)驗(yàn)
時(shí)間:2022-08-26 11:14:21
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1沸騰爐安裝
1.1嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)
沸騰爐砌爐用的耐火磚質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)。耐火磚的耐火度及荷重軟化溫度均應(yīng)達(dá)到或超過1400℃。此兩項(xiàng)指標(biāo)不能僅以廠家提供的檢測(cè)報(bào)告為準(zhǔn),還應(yīng)該對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)每一批次的材料進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。沸騰爐風(fēng)帽材質(zhì)也必須檢驗(yàn)?,F(xiàn)在沸騰爐風(fēng)帽(頭、桿組合式風(fēng)帽則僅指風(fēng)帽頭)一般都要求采用ZGCr28耐熱鋼材質(zhì)改進(jìn)型風(fēng)帽。此風(fēng)帽為不銹鋼鑄件。為了保證風(fēng)帽能夠長(zhǎng)周期運(yùn)行,應(yīng)控制其鉻含量不低于28%。爐溫是沸騰爐運(yùn)行控制的重要工藝指標(biāo),而一般的熱電偶耐熱鑄鐵套管使用周期很短,所以也應(yīng)采用和風(fēng)帽相同的材質(zhì)。
1.2鋼結(jié)構(gòu)安裝
新建硫鐵礦制酸裝置規(guī)模不斷增大,原來適用于小爐型采用整塊花板的鋼結(jié)構(gòu)安裝方式已較為少見,現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)多采用拼接方式安裝。鋼結(jié)構(gòu)由外協(xié)加工鉆孔,所以分片的水平度、鉆孔的直徑、孔間距等均能保證,關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)是在焊接花板時(shí)應(yīng)防止花板變形。在沸騰爐運(yùn)行時(shí),變形的花板會(huì)影響爐內(nèi)的沸騰狀況,嚴(yán)重時(shí)易出現(xiàn)冷灰、局部溫度偏高、結(jié)疤等狀況,造成沸騰爐無法連續(xù)正常生產(chǎn)。為防止花板變形,花板和底部的鋼梁焊接時(shí)可采用CO2保護(hù)焊和段焊的形式。當(dāng)然,風(fēng)帽層的耐火層必須密實(shí),不能出現(xiàn)縫隙。風(fēng)帽和花板的連接處不能滿焊,滿焊容易使花板變形,并且不利于風(fēng)帽更換。現(xiàn)在大多要求用風(fēng)帽間的耐火層來固定風(fēng)帽,一旦耐火層出現(xiàn)龜裂風(fēng)帽很容易被吹掉。因此,還是應(yīng)該將風(fēng)帽點(diǎn)焊在花板上;在風(fēng)室內(nèi)從花板下部點(diǎn)焊為宜,以便于風(fēng)帽更換。
1.3筑爐和烘爐
筑爐要嚴(yán)格按照規(guī)范采用兩面打灰擠漿法砌筑,磚縫保持飽滿和嚴(yán)密,要求有良好的平整度和垂直度。除了這些常規(guī)要求外,還要注意每天砌筑不得超過6層,應(yīng)轉(zhuǎn)周均衡起高。烘爐這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要。一般來說烘爐要烘除爐內(nèi)多余的3種水分,即游離水、結(jié)晶水和殘余結(jié)合水。假使?fàn)t子不經(jīng)過烘爐程序直接在高溫下運(yùn)行,則因?yàn)樗滞蝗淮罅空舭l(fā),爐體會(huì)出現(xiàn)大量裂紋,造成松散或倒塌甚至可能發(fā)生爆炸的危險(xiǎn),直接影響爐子的使用壽命。有試驗(yàn)表明,當(dāng)烘爐溫度達(dá)到100℃時(shí),游離水就會(huì)排出來;當(dāng)爐溫達(dá)到350℃左右結(jié)晶水才會(huì)排出;而殘余結(jié)合水要等爐溫到650℃左右才能排出。因此,烘爐時(shí)要制定出烘爐的升溫曲線來指導(dǎo)烘爐工作。烘爐大多使用木柴,當(dāng)爐溫烘至500℃左右時(shí)溫度就不易再上升。為了提高烘爐溫度,建議烘爐前在爐內(nèi)鋪300~500mm厚的紅渣,然后用木柴按烘爐升溫曲線烘至500℃左右時(shí),再使用點(diǎn)爐用的油槍,用柴油繼續(xù)升溫;或者啟動(dòng)爐前風(fēng)機(jī)加入塊煤繼續(xù)升溫。
2沸騰爐的使用
2.1保證入爐礦硫含量和粒徑穩(wěn)定
生產(chǎn)中保證入爐礦硫含量和粒徑相對(duì)穩(wěn)定是沸騰爐長(zhǎng)周期運(yùn)行關(guān)鍵。因此,必須做好入爐礦的摻配工作;原料礦的篩分也是非常重要的,一旦發(fā)現(xiàn)篩子破損,必須馬上修補(bǔ)或更換。有些企業(yè)不注意入爐礦粒徑控制問題,一旦大量的大粒徑原料進(jìn)入沸騰爐內(nèi)很快就會(huì)造成爐內(nèi)冷灰沉積[1]。在生產(chǎn)過程中如果出現(xiàn)爐內(nèi)積冷灰現(xiàn)象,通常表現(xiàn)為爐底溫度突然下降至常溫,沸騰層上部溫度正常或也隨之下降(沒有出現(xiàn)溫度暴漲及鍋爐出口或第一級(jí)凈化設(shè)備前溫度上升等現(xiàn)象),可以觀察到爐內(nèi)沸騰狀況不好、顏色發(fā)暗。通過分析判斷,排除爐內(nèi)結(jié)疤或爐內(nèi)冷卻水箱漏水等問題后,可以采取以下方法清理爐內(nèi)冷灰:(1)不停車從事故排渣口放冷灰;(2)采用間斷排渣法提高爐底壓力進(jìn)行調(diào)整;(3)采用突然增大風(fēng)量的辦法將冷灰吹起,再恢復(fù)正常風(fēng)量操作;(4)短時(shí)間停車處理,將表面高溫的細(xì)料堆至一邊,人工扒出下層冷灰。
2.2嚴(yán)格控制入爐礦水含量
硫鐵礦制酸對(duì)入爐礦水含量有嚴(yán)格控制,w(H2O)>10%就不利于生產(chǎn)操作。目前大多數(shù)硫鐵礦制酸裝置都配有原料礦烘干設(shè)備,采用燃煤煙氣、低壓蒸汽等熱源烘干原料礦。
2.3爐內(nèi)冷卻水箱防凍和防磨損
沸騰爐使用中需密切關(guān)注爐內(nèi)冷卻水箱狀態(tài)。北方冬季開車時(shí),廢熱鍋爐的防凍檢查尤為重要。有一硫酸廠新系統(tǒng)開車,焙燒點(diǎn)爐時(shí)間過長(zhǎng),在爐溫升至300~400℃時(shí),聽到一側(cè)水箱的上升管汽水沖擊聲音異常,經(jīng)拆除保溫檢查,發(fā)現(xiàn)該上升管內(nèi)整體凍結(jié)。所幸及時(shí)停工處理,如果強(qiáng)行點(diǎn)爐開車勢(shì)必造成重大安全事故。爐內(nèi)冷卻水箱防凍最簡(jiǎn)單有效的方法是引入蒸汽,保證鍋爐給水溫度在100℃以上。沸騰爐點(diǎn)火指令即將下達(dá)時(shí)才能給鍋爐內(nèi)進(jìn)水,沸騰爐蒸發(fā)管束定期排污閥要略開,保持長(zhǎng)流水,要有專人隨時(shí)檢查各排污管道的溫度,以防排污管凍結(jié)。點(diǎn)爐時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),要注意用油槍及時(shí)提高沸騰爐的爐膛溫度,必要時(shí)還可以使用油槍給廢熱鍋爐升溫。水箱蒸發(fā)管束由于受沸騰的高溫硫鐵礦沖刷,管壁很快就會(huì)被磨損,使用壽命一般不超過1年,設(shè)計(jì)或材質(zhì)不過關(guān)時(shí)只能運(yùn)行二三個(gè)月,甚至更短。所以,只要停爐就應(yīng)該詳細(xì)檢查蒸發(fā)管束壁厚,特別是受沖刷最嚴(yán)重的下部彎管處及迎風(fēng)面。老的制酸裝置更應(yīng)形成定期更換水箱的制度,只要到期就停車更換。如果蒸發(fā)管束不及時(shí)更換,在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)再緊急停車處理就非常被動(dòng)。曾有一硫酸廠配套3.83MPa的中壓鍋爐,由于未及時(shí)更換水箱,蒸發(fā)管束突然出現(xiàn)爆管,加上鍋爐壓力高,大量帶壓的爐水沖入沸騰爐,造成沸騰爐爆炸,將爐頂蓋及旋風(fēng)除塵器頂部的沙封沖掉。
2.4沸騰爐殼體防漏
沸騰爐殼體出現(xiàn)漏點(diǎn)主要原因是耐火磚出現(xiàn)裂縫,致使?fàn)t氣與殼體接觸而產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕。一旦漏點(diǎn)出現(xiàn)很快就會(huì)越漏越大,隨著漏點(diǎn)處生成冷凝酸在殼體內(nèi)的滲透,新的漏點(diǎn)又會(huì)相繼出現(xiàn)。解決沸騰爐殼體泄漏最徹底的方法當(dāng)然是更換爐體,但這樣做存在投資大、施工周期長(zhǎng)、影響裝置生產(chǎn)等問題,除非迫不得已,一般企業(yè)都不會(huì)采用這一方法。目前,沸騰爐修復(fù)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,采用高壓噴涂修復(fù)技術(shù)對(duì)沸騰爐內(nèi)耐火層進(jìn)行噴涂修復(fù),可以維持沸騰爐較長(zhǎng)時(shí)間安全、穩(wěn)定運(yùn)行[2]??傊序v爐是硫鐵礦制酸裝置的“龍頭”設(shè)備,除了建筑時(shí)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量、重視鋼結(jié)構(gòu)安裝、筑爐和烘爐外,生產(chǎn)中還應(yīng)嚴(yán)格控制原料礦指標(biāo)、操作參數(shù),加強(qiáng)爐內(nèi)冷卻水箱和殼體等設(shè)備的維護(hù)和更換,盡量避免沸騰爐頻繁開停車,以保持硫酸裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
本文作者:高華王文勝李愛英工作單位:寧夏化工設(shè)計(jì)研究院