窯尾增濕塔的改造

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

1　存在問題及分析 

5號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、停對電除塵器入口煙氣溫度影響很大。因此，增濕塔必須根據生料磨開、停2種工藝狀況自動調節(jié)煙氣溫度，以滿足電除塵器對溫度的要求。按照電除塵器入口溫度120～150℃的要求:當生料磨開時，增濕塔出口溫度應在180～200℃之間；當生料磨停時，增濕塔出口溫度應為120～150℃。而實際增濕塔出口溫度過高，達不到電除塵器要求。增濕塔出口溫度達不到要求的原因有多種因素，經過分析，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水滴完全蒸發(fā)所需要的時間，而蒸發(fā)時間與水滴大小和煙氣溫度有關。根據資料查得，用于水泥懸浮預熱器窯窯尾，當溫度350℃、水滴直徑100μm時，其水滴完全蒸發(fā)所需時間大約為9～11s。因此，根據進入增濕塔的風量即可計算出所需有效高度: 
　　H=Q×t/(0.785×D2×3600)=21.22～25.9(m) 
式中:Q———增濕塔入口風量，按281579m3/h； 
　　t———水滴蒸發(fā)所需時間，9～11s； 
　　D———增濕塔內徑，6.5m。 
　　由計算可看出，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 
　　
根據資料介紹，增濕塔所需噴水量可通過熱平衡計算求得，但計算過程比較復雜?？砂疵繕藴柿⒎矫谉煔鉁囟冉档?°C時需要0.5g水進行水量計算。這樣，若按生料磨停時出口溫度120°C計算，則噴水量: 
　　W=QN×Δt×0.5=13.75(t/h) 
式中:W———噴水量，t/h； 
　　QN———折合標況下風量，m3/h； 
　　Δt———溫降，℃。 
　　噴水量大于13.75t/h時才能滿足需要，而實際噴水量最大為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。當壓力、流量較大時，噴出的水霧水滴很細；而當壓力、流量較小時，水珠會很大，在水泵運行不穩(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流，極易形成濕底和結塊。而且此種系統(tǒng)不能根據不同工況自動調節(jié)噴水量，不適應此種工藝布置。 

2　改造方案及措施 

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

2.2　改變氣流分布結構 
　　
在進氣喇叭口內增設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生結塊。 

2.3　改造噴水系統(tǒng) 
　　
噴水系統(tǒng)是整個增濕塔使用好壞的關鍵，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裝置，可在生料磨開、停轉換及工況波動時自動改變噴水量，保證了設備正常運行。改造后噴水系統(tǒng)見圖2。