改造电煅炉烟气排放方式的实践总结

发布时间：2016-01-15

山西晋阳碳素股份有限公司是碳素行业一个规模较大的生产企业。该企业已有三十多年的生产历史，由于管理精细，产品质量稳定，销售量稳定增长，生产规模逐年增长，产品畅销于国内外市场。但是近年来，我国环境污染日益严重，二氧化碳的排放日益增多，使全球的气温增高，给人类的生存环境造成很大的威胁。我国政府越来越重视节能和环保问题。于是，晋阳碳素公司的五台1250KVA型电煅炉就成了当地环保部门监视的重点对象。环保局要求晋阳碳素公司：“白天不准冒黑烟，晚上不准冒明火。”这一要求给碳素厂出了大难题。电煅炉需要24小时连续运行，不到检修周期是不能停产的。

因为电煅炉的尾气夹杂着一些煤粉和气体可燃物，从烟囱中排出来的不是黑烟就是红红的火焰。两样都不让冒，就只能停产了。碳素公司的老板很着急，组织人员四处寻访，看看同行业的企业是否有已经能处理的业绩，以求找到解决的办法。找来找去，没见到一家企业有成功的办法。大部分企业仍在排放，有少数企业请人来做尝试，但不成功的多，有的当时成功了，时间一长，暴露出问题，又解决不了，也就停用了。

太原嘉能动力科技有限公司的总经理李贵良曾经给晋阳碳素设计和制造过两台电锻炉设备，至今仍在运行。对电煅炉工艺比较熟悉，于是，碳素公司的领导找到了李总，希望能帮助解决电煅炉的排放问题。 太原嘉能动力科技有限公司是专业 搞余热利用和锅炉制造安装的科技型企业。很快组织人员进行现场考察，取得各种数据，经过详细计算后，很快拿出一个设计方案。方案的简要内容是：

1、在电煅炉的烟囱上安装一个耐高温（500℃）的阀门，阀门关闭时就将烟气截住，不让其对空排放。

2、在阀门下面，安装一条管道，使烟气能沿着管道输送到锅炉房的锅炉炉膛里，通过燃烧器将其点燃燃烧。燃烧后用锅炉配套的脱硫除尘器将烟气净化后排空。烟气输送的动力是一台安装在锅炉附近的煤气加压风机。

3、由于输送的距离较远，电煅炉到锅炉房的**远水平距离是150米。有人质疑:本来烟气的可燃物不多，高温下很快就会与空气中的氧气混合燃烧了，引到锅炉房的烟气还能点燃吗？根据他们在外考察的情况来看，多数这样的系统都点不着。嘉能公司的技术人员认为，只要保证输送管道的密封性，管道中的空气将会很快减少，并被烟气所替代。因此，管道制造和安装的密封性成了本方案成功与否的关键之一。

4、电煅炉的生产工艺要求烟气排放口的压力值在一定的范围之内。压 力太高，会造成烟气从加煤料口挤出来，形成火焰，烧坏电极棒及其它设备。压力太低，以致形成负压，将导致吸入大量空气，使烟气在出烟口就燃烧，使烟气温度急剧升高。烧坏烟囱。我们必须将压力值控制在烟囱排放时所形成的压力值。以保持它的传统状态。一般它的压力值在-80—0MPa。为了保持这一数值，我们在输送管道的开始就安装了一个电动调节阀门，自动调节出口处的压力。并用压力变送器和温度传感器在线显示压力和温度，以便操作人员进行监控。

5、 嘉能动力科技有限公司技术人员根据电锻炉的入炉煤料的数量；煤挥发份含量；水含量；煤的烧损量；漏人炉内的空气量；烟气温度等参数，对电锻炉的烟气量进行了反复计算。同时对烟气在管道中的流速；温度的下降梯度；管道的阻力；烟气燃烧所需的动压，一一作了计算和优选。并据此选择了风机的参数。 上述方案经过认真讨论，双方很快达成协议。工程开工。由于****次干这样的工程，出现了一些意想不到的问题。双方经过不断的协商和努力。终于再2013年10月竣工，开始调试。点火一次成功。炉膛里，烟气燃烧的火焰非常令人兴奋。运行的结果是两台电锻炉的烟气燃烧，基本满足了锅炉的需要。为了保持炉膛内的明火，仍需加一些煤在炉排上，来保证烟气燃烧不灭火。这是一种****措施。余热系统的成功运行解决了两台电煅炉的尾气排放的问题，同时为晋阳碳素公司每年节约3000吨优质煤。价值150万元。

作为晋阳碳素公司的****期工程，虽然基本上是成功的。但是很快就出现了一些问题。 系统运行了一、二个月后，风机的输送能力逐日下降，风机也开始失去平衡。开始有些震动，打开一看，风机叶片上沾满了焦油和煤粉的混合物。设计人员在设计是忽略了烟气中的煤粉和焦油对系统运行的影响。操作人员只能过一段时间就清理一次。不仅是风机叶片上，在一些管道的拐弯处和阀门的喉口处也发生堵塞。必须经常清理。经过观察和思考，我们决定采取一些措施：

1.在输气管道中增加除尘器和脱水设备；使水和粉尘及时分离出来。

2.加强保温措施，使烟气温度不要低于水蒸气和焦油的凝结温度，****保持在130℃以上。 一期工程解决了两台电锻炉的烟气排放问题，并节约了大量燃煤，不到一年即可收回投资。

晋阳碳素公司看到了成效，一期工程完成以后，运行两个月，就与太原嘉能动力公司协商实施二期工程。二期工程的内容是：将余下的三台电锻炉的烟气输送到焙烧车间的焙烧窑燃烧。焙烧窑原来使用煤气发生炉的煤气来加热。每天耗用8-10吨优质块状烟煤。实施了二期工程以后，一方面可解决三台电锻炉的烟气排放问题，另一方面也会减少焙烧车间的耗煤量。但是，焙烧车间距电锻炉厂房约400 米，比到锅炉房远一倍还多。这给烟气输送增加了一些困难，给电信号输送增加了难度。在二期工程设计上，我们采取了一些与二期工程不同的措施：

1、为了保证烟气能平稳地远距离输送，我们在输送管道的始末两端各安装了一台煤气加压风机。一台保证烟气出口的压力值在要求范围之内；另一台保证烟气燃烧时的压力值（>1500Pa）。为了在检修风机时不停止生产，每台风机旁都安装了备用风机，并设置了旁通管道和阀门。可通过开启和关闭阀门更换使用的风机。

2、锅炉房和焙烧车间分别在电锻炉的南北两侧，相距约500米。一期工程的电气控制系统设在锅炉房，便于锅炉房操作人员的监控。同理，二期工程的电气控制系统应设在焙烧车间，而烟囱上的阀门的开关控制信号两个单位都要监察和控制。为此在二期工程的电控系统我们采用了工控机控制系统，用以太网传输各种信号。

3、在二期工程的管道上，增加了一台除尘器和一台脱水设备。在温度较高处除去烟尘，在温度较低处分离水份。

4、改变了管道的保温方式，增强了保温效果。尽可能不让烟气温度下降太多防止或减少焦油和水蒸气的凝结和粘连。增加风机的可靠运行时间。 2014年8月底二期工程完工。9月上旬点火调试。点火很顺利。两台电锻炉的烟气被轻松输送到焙烧炉的燃烧器，一点就着。因为试烧，窑内是空的，没有产品。温度上升很快。应该说可以满足要求。车间领导计划9月18号开始用于生产。一旦运行成功，又可以为碳素公司每年节约3200吨优质烟煤，价值200万元。晋阳碳素公司从此结束了烟囱冒黑烟或红火焰的历史！ 这两期工程也为太原嘉能动力科技有限公司在电锻炉余热利用方面积累了丰富的技术经验。我们将继续努力，愿为更多碳素行业的企业解决电锻炉烟气的余热利用问题。为我国节能环保事业作出一点成绩。  

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