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我國多管式三旋運轉中出現的主要問題

作者: 興罡石化設備| 時間:2017-08-11 15:28:36 | 點擊次數:

三旋單管 

1.各種類型單管在冷態試驗下單根管的分離效率普遍較高(95%以上),但是實際工業應用中單管組合后的整體效率普遍不高,根據不完全調查和標定,各煉廠三旋的實際效率能達到70%就算不錯。理論分析、冷態試驗和工業應用都證明:造成單管效率和組合效率相差如此之大的原因就在于單管抗返混能力差,組合后由于壓降分配的不均勻和不一致,造成部分單管不工作、失效甚至返混,從而導致組合效率嚴重下降。單管的結構示意見圖三。那么,造成單管組合后壓降分配不均勻和不一致的原因是什么呢?我們知道,單管的加工、制造和安裝精度對單管的壓降影響極大,目前各種類型的單管在制造技術要求中都對加工精度明確提出了嚴格規定,普遍要求主要組件的同軸度不大于0.5mm,其他各種尺寸精度也都小于0.2mm,而且每根單管出廠前都要做壓降測試(目前的壓降測試方法也存在一些問題)。如此高的加工精度即使制造廠加工時可以勉強達到要求,安裝時由于大隔板加工精度差和單管焊接變形大,組裝后單管的同軸度和其他精度很難達到要求。而裝置開工后,在高達700℃以上的操作溫度和裝置運行一段時間后,隔板的適量變形是無法避免的,而單管的強度和剛度根本無法抵抗由于上述原因引起的自身變形。對隔板而言比較小的變形,對單管而言則是巨大和致命的。這種變形的直接后果是:即使單管加工時的精度很高、壓降測試的結果很好,單管安裝和投用后實際的尺寸和形位公差仍會變大,各單管的壓降當然會不一致,甚至相差較大,流量分配很不均勻。又從工藝操作方面講,泄氣量太小,集塵室粉塵太多,排塵不暢,造成集塵室與進氣室壓差太小。三旋中幾十根或上百根單管壓降不均,有一部分單管在泄氣率3%或4%狀態下工作,另一部分單管則在泄氣率2%或1%甚至不泄氣或返混狀態下工作。這就是多管式三旋運行中整體效率不高甚至失效的原因。泄氣量對單管分離效率的影響見圖四。

 

 

 

 

 

 

 

2.多管式三旋的單管與小旋分的另一個不同點是由于單管直徑小,在相同的入口速度下,催化劑在三旋單管中的旋轉角速度是小旋分的4倍左右,從而導致催化劑的磨損和粉碎,使無法分離回收的細粉大量增加,這可能也是增加煙機葉片結垢的原因。據資料介紹,國外曾經對兩種三旋入口和出口(包括排氣口和排塵口)的催化劑進行采樣收集和分析,發現對于多管式三旋,進入三旋的催化劑的平均粒徑為12μm,而排出三旋(包括排氣口和排塵口)的催化劑的平均粒徑變為8μm。對于小旋分式三旋,排出三旋(包括排氣口和排塵口)的催化劑的平均粒徑略有減小甚至幾乎不變。測試表明催化劑在三旋單管中發生了嚴重的磨損和粉碎,許多較大粒徑的催化劑被磨碎成小粒徑的細粉。這是我們使用多管式三旋應特別注意的,應適當減小三旋單管的入口線速。目前有的廠為節約投資,使用的單管根數少,入口線速高達26~28m/s,泄氣量小于2%,這也是目前三旋設計和使用的主要問題之一。

泄氣量對單管分離效率的影響
3.目前應用的各種類型的單管,冷態測試效率都比較高,但共同的缺點是結構復雜、制造要求高、壓降過于敏感、抗返混能力低、組合適應性差。根據資料報道,國外已有工業應用的三旋在入口濃度100mg/Nm3左右、底部泄氣率很?。?.5%)的情況下,整體分離效率仍高達90%以上、直徑大于4μm的催化劑基本除去。對于底部泄氣率這個指標,實際工業應用中,減少旁路煙道的煙氣量,適當增大底部泄氣率是可以的,也是現場調節三旋操作的一個有效手段。但是對于單管而言,底部泄氣率這個指標反應了單管的壓降敏感性、抗返混能力和氣量分配的均勻性??梢?,國外最先進的單管不但對低濃度的細小粉塵保持較高的分離效果,更重要的是抗返混能力強、組合適應性好,組合后的整體效率高。我們也將向此方向努力。
4.波紋管膨脹節破壞也是三旋失效的原因之一,波紋管選材不當,制造加工殘余應力太大,未熱處理消除成型應力和操作時尾燃超溫、噴水冷卻都是造成裂紋和穿孔破壞的原因。更換膨脹節將是一件很費事的工作。
5.立式三旋的隔板由于制造和操作等原因導致過度變形甚至損壞。安裝三旋單管的兩個拱形隔板直徑很大,并且在較惡劣的工況下工作。尤其碰到尾燃超溫或噴水急冷等溫度變化劇烈,使三旋上下隔板溫差較大,隔板發生較大變形,甚至出現過單管出氣管和導向葉片被拉出的情況,從而使三旋效率急劇下降直至完全損壞失效。
6.由于受三旋改造條件限制,為減少更換工程量、節省投資或過度追求單管效率、減少單管數量等原因導致三旋單管入口線速過高,使三旋單管磨損嚴重,從而使三旋在投用不長時間內出現由于單管磨損而效率急劇下降的問題。
7.目前各煉廠使用的立式三旋,由于處理量變動、效率下降、內件(單管、隔板、膨脹節)損壞等各種原因,經常要對三旋進行改造和更換。大多數情況下,為了節省投資、減少制造施工的工作量以及縮短施工周期,三旋的殼體經常利舊,僅需要更換內件。這種情況下,就目前的立式三旋而言,由于下部直裙座底座環和土建框架的限制,三旋內部的吊筒和隔板很難或者根本無法從三旋下部取出,要更換這些內件,只能打開三旋的頂封頭,從上部取出和裝入。立式三旋頂封頭上有煙氣入口和煙氣出口三個大煙道,而且位置比較高,要打開三旋頂封頭和更換內件,這三個大煙道需要進行臨時切割移動和支撐加固,這對施工現場是一件比較困難和麻煩的事情,加大了施工難度和工作量。
針對以上問題,中國石化工程建設公司收集國內、外三旋的有關信息,從開發新型三旋,改進三旋整體布置,開發低阻、高效、耐磨抗返混單管,提高單管組合之后的整體效率、壽命、適應性等方面入手,做了大量的工作,也取得了一定的成果。針對以上問題,中國石化工程建設公司從改進三旋整體布置,開發低阻、高效、耐磨單管,提高單管組合之后的整體效率、壽命、適應性等方面入手,做了大量的工作,也取得了一定的成果。旋風分離器,洛陽興罡石化設備有限公司專業生產制造。

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