楊篤明 鄧天文 袁迎凱

(貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司，貴州赤水，564707)

提高大型竹漿黑液堿回收爐運(yùn)行連續(xù)性與穩(wěn)定性的探討

楊篤明 鄧天文 袁迎凱

(貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司，貴州赤水，564707)

介紹了貴州赤天化紙業(yè)有限公司大型竹漿黑液堿回收系統(tǒng)的概況及堿回收爐的運(yùn)行情況，提出可通過(guò)技術(shù)改造、規(guī)范操作、加強(qiáng)設(shè)備管理、做好系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作，來(lái)達(dá)到提高堿回收爐乃至整個(gè)漿廠運(yùn)行連續(xù)性與穩(wěn)定性的目標(biāo)。

竹漿黑液;堿回收爐;技術(shù)改造;連續(xù)性;穩(wěn)定性

在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益追求節(jié)能和環(huán)保的今天，堿回收系統(tǒng)在現(xiàn)代化漿廠中的重要性日趨凸現(xiàn)。堿回收爐作為漿廠堿回收系統(tǒng)的核心，其運(yùn)行的連續(xù)性和穩(wěn)定性在很大程度上代表了整個(gè)漿廠的運(yùn)行水平。在堿回收爐停運(yùn)的情況下長(zhǎng)時(shí)間保持制漿生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)是很難的，除非其蒸發(fā)和苛化系統(tǒng)擁有足夠大的緩沖能力。一個(gè)漿廠的連續(xù)、穩(wěn)定和高負(fù)荷運(yùn)行是其降低生產(chǎn)成本的一條極其重要的途徑。如何進(jìn)一步提高堿回收爐運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性，降低因其停機(jī)而導(dǎo)致整個(gè)漿廠停運(yùn)的概率，從而提高整個(gè)漿廠運(yùn)行的連續(xù)性與經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)成為一項(xiàng)重大課題，需要不斷地摸索、實(shí)踐和總結(jié)［1］。

本文介紹了筆者所在的貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司 (簡(jiǎn)稱赤天化紙業(yè))堿回收系統(tǒng)的概況及其投產(chǎn)近3年來(lái)的實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)合筆者從事堿回收生產(chǎn)操作和技術(shù)管理的實(shí)踐［2］，就如何提高大型竹漿黑液堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性與穩(wěn)定性提出幾點(diǎn)粗淺的看法，以供同行參考。

1 堿回收系統(tǒng)簡(jiǎn)介

赤天化紙業(yè)堿回收系統(tǒng)采用的是引進(jìn)的管式降膜結(jié)晶蒸發(fā)工藝、國(guó)產(chǎn)單汽包低臭型堿回收爐、引進(jìn)的兩段苛化工藝及國(guó)產(chǎn)石灰窯。自2008年4月投入運(yùn)行以來(lái)，經(jīng)過(guò)局部的改造及生產(chǎn)操作的實(shí)踐和總結(jié)，該系統(tǒng)已基本達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，堿回收率達(dá)96%以上;系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性已大大提高，2010年實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行近百天。

針對(duì)竹漿黑液高硅含量和高黏度的特殊性，赤天化紙業(yè)堿回收系統(tǒng)采用九體六效管式降膜結(jié)晶蒸發(fā)、中濃黑液鈍化和高濃黑液壓力貯存技術(shù)，在設(shè)計(jì)之初即期望解決竹漿黑液在高硅含量和高黏度條件下蒸發(fā)器結(jié)垢的技術(shù)難題。該蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)蒸發(fā)水量370 t/h，產(chǎn)品濃黑液濃度70%。從投運(yùn)以來(lái)的實(shí)際情況看，采用該技術(shù)是非木漿黑液蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)一步提高濃黑液濃度和延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行周期的有效途徑。

系統(tǒng)中國(guó)產(chǎn)堿回收爐的設(shè)計(jì)處理能力為1500 t/d(固形物)，副產(chǎn)品為6.8 MPa、480℃的過(guò)熱蒸汽220 t/h。作為目前世界上最大的竹漿黑液堿回收爐，該堿回收爐借鑒和吸收了國(guó)外先進(jìn)的爐型和工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用四層供風(fēng)、焙爐復(fù)合鋼管水冷壁、高低濃臭氣綜合回收利用和大量采用變頻等先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，這在大型堿回收爐的國(guó)產(chǎn)化道路上是一次重大突破。

考慮到非工藝元素硅的循環(huán)累積問(wèn)題及其對(duì)白泥洗滌的嚴(yán)重影響，系統(tǒng)采用兩段苛化和長(zhǎng)窯煅燒白泥回收石灰工藝及壓力盤式白液過(guò)濾和真空盤式白泥洗滌工藝。預(yù)期通過(guò)預(yù)苛化實(shí)現(xiàn)對(duì)竹漿綠液中非工藝元素硅的選擇性排放，為維持系統(tǒng)硅平衡，最大限度地降低白泥排放量，提高白泥回收率。從系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的情況來(lái)看，預(yù)苛化對(duì)于竹漿綠液中硅的選擇性排放還未達(dá)到預(yù)期效果，高硅含量嚴(yán)重制約了白液過(guò)濾和白泥洗滌的生產(chǎn)能力，并嚴(yán)重影響了洗滌后白泥的干度。

從系統(tǒng)運(yùn)行近3年的情況來(lái)看，因受云貴高原喀斯特地貌的影響，赤水河原水經(jīng)處理后硬度 (以Ca-CO3計(jì)，以下同)仍高達(dá)150～200 mg/L，夏季汛期更高，達(dá)250～300 mg/L，長(zhǎng)期運(yùn)行后造成制漿和堿回收系統(tǒng)的洗漿機(jī)、真空泵、過(guò)濾機(jī)、蒸發(fā)器等設(shè)備嚴(yán)重結(jié)垢，對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了很大影響。2010年，通過(guò)對(duì)制漿和堿回收工藝用水進(jìn)行單級(jí)離子交換處理，使硬度降至80 mg/L以下，同時(shí)通過(guò)大量回用蒸發(fā)系統(tǒng)的輕、中廢水，這種狀況已大大緩解。

因漿線系統(tǒng)的封閉循環(huán)程度提高及全廠高、低濃臭氣進(jìn)堿回收爐綜合回收利用，目前整個(gè)系統(tǒng)已不需要補(bǔ)充芒硝就可維持硫平衡，但堿回收爐綠液芒硝還原率僅能達(dá)到93%～94%。制漿氧脫木素段、PO漂白段添加的MgSO4及漂白各段調(diào)整pH值所用的硫酸中所含的硫在封閉循環(huán)過(guò)程中大部分隨黑液回到蒸發(fā)系統(tǒng)，由此補(bǔ)充系統(tǒng)的硫損失。這些硫化物在黑液中的形態(tài)與成分以及高、低濃臭氣中硫化物的結(jié)構(gòu)形式等，是否會(huì)影響堿回收爐綠液的芒硝還原率，還需要在今后的生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)一步摸索和總結(jié)。

2 提高堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性

堿回收爐作為處理制漿黑液和供給整個(gè)漿廠主要能源的核心工段，其運(yùn)行的連續(xù)性將決定整個(gè)漿廠的連續(xù)性。而堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性除受其自身系統(tǒng)與設(shè)備狀況的影響外，在很大程度上還受與其關(guān)聯(lián)的制漿、蒸發(fā)和苛化等系統(tǒng)的制約或影響，特別是在這些系統(tǒng)本身運(yùn)行的連續(xù)性較差或不穩(wěn)定時(shí)。

提高堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要整個(gè)漿廠各方面的配合協(xié)作。要達(dá)到這一目標(biāo)，需從技術(shù)改造、設(shè)備維護(hù)檢修管理及生產(chǎn)操作管理等多個(gè)方面著手進(jìn)行。

2.1 完善和優(yōu)化工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型

赤天化紙業(yè)的堿回收系統(tǒng)除在工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型上吸收和借鑒大量的先進(jìn)技術(shù)與理念，在技術(shù)實(shí)踐的過(guò)程中也取得了許多重大突破。但鑒于竹漿堿回收系統(tǒng)的特殊性，生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中仍存在蒸發(fā)高濃效體易結(jié)垢、堿回收爐芒硝還原率偏低、苛化綠液澄清度偏低、因硅干擾導(dǎo)致的白液過(guò)濾及白泥洗滌困難、干度偏低、殘堿偏高和白泥回收率偏低等問(wèn)題;同時(shí)，工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型上也存在一些有待完善和優(yōu)化的地方。系統(tǒng)投用近3年來(lái)，依靠相關(guān)設(shè)計(jì)院等單位及赤天化紙業(yè)自身的力量，對(duì)其進(jìn)行了數(shù)以百計(jì)的技改技措。如蒸發(fā)系統(tǒng)增加了中濃槽及稀黑液配濃系統(tǒng)，增加了濃黑液的頂部循環(huán)管;苛化系統(tǒng)新增1臺(tái)白液貯槽，新增外購(gòu)石灰添加線，白液過(guò)濾機(jī)工藝管道技改;堿回收爐溜槽的改型，溜槽消音及掛堿沖洗系統(tǒng)優(yōu)化改造，溶解槽靠溜槽側(cè)內(nèi)壁熔融物腐蝕的防范技改，風(fēng)加熱器排水側(cè)法蘭易泄漏的技改，啟動(dòng)燃燒器的改型，汽動(dòng)給水泵輔助潤(rùn)滑油系統(tǒng)的改造;對(duì)部分重要系統(tǒng)管線增設(shè)根部切斷閥;對(duì)部分關(guān)鍵部位單系列轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備增加備用泵，如增加蒸發(fā)黑液地坑泵及一效新鮮蒸汽減溫水泵，增加白液過(guò)濾機(jī)入口苛化乳液泵、白液澄清器底流泵等。這些技改技措的實(shí)施和使用，消除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)或設(shè)備選型所導(dǎo)致的局部瓶頸，在很大程度上改善了各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)提高堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性起到了極其重要的作用。

2.2 加強(qiáng)生產(chǎn)管理、規(guī)范操作，減少事故停機(jī)與被動(dòng)停機(jī)

對(duì)于一個(gè)新建的大型制漿造紙企業(yè)，其技術(shù)管理者和生產(chǎn)操作人員無(wú)論是理論還是實(shí)際操作上都無(wú)經(jīng)驗(yàn)可談。隨著運(yùn)行時(shí)間的逐漸增加，赤天化紙業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐漸提高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)知和掌控能力。對(duì)于投產(chǎn)達(dá)2年以上的漿廠，一般情況下因?yàn)椴僮魇д`導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)的概率是比較低的。但是，無(wú)論對(duì)于哪個(gè)漿廠，通過(guò)加強(qiáng)生產(chǎn)管理與規(guī)范操作，減少事故停機(jī)與被動(dòng)停機(jī)，都應(yīng)作為生產(chǎn)管理的第一要?jiǎng)?wù)，可從以下幾個(gè)方面著手考慮。

(1)應(yīng)根據(jù)車間的實(shí)際情況制定技術(shù)管理和操作人員的明細(xì)化崗位責(zé)任制，并根據(jù)運(yùn)行的具體情況適時(shí)的修正和調(diào)整，劃定每個(gè)人的工作范圍，理清工作程序，明確職責(zé)權(quán)限，并制定相應(yīng)的檢查考核制度，盡量減少工作過(guò)程中的推諉、扯皮現(xiàn)象。

(2)在生產(chǎn)實(shí)踐逐步推進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)每一次的開(kāi)停機(jī)和事故處理總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步修訂完善生產(chǎn)操作規(guī)程，使系統(tǒng)開(kāi)停機(jī)程序、事故處理原則和正常生產(chǎn)操作控制方法等程序化、規(guī)范化和明細(xì)化。使每一次的開(kāi)停機(jī)和正常生產(chǎn)操作都能有序進(jìn)行，盡量降低操作失誤或事故處理不當(dāng)?shù)目赡苄浴＠玑槍?duì)外供電網(wǎng)的晃電、斷電或自備汽輪發(fā)電機(jī)組故障斷電等事故，必須制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，在事故發(fā)生時(shí)才能做到有條不紊地處理，盡量降低事故的影響面或停機(jī)的范圍。要對(duì)所有工藝指標(biāo)進(jìn)行過(guò)程控制，對(duì)關(guān)鍵性指標(biāo)要從車間的角度收縮控制范圍進(jìn)行重點(diǎn)控制，并實(shí)施明細(xì)化的考核措施，通過(guò)加強(qiáng)和優(yōu)化工藝指標(biāo)控制提高系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性與穩(wěn)定性。例如，堿回收爐的給水、爐水和芒硝還原率指標(biāo)，蒸發(fā)系統(tǒng)的中濃和高濃黑液濃度、高濃效體的溫差指標(biāo)，苛化系統(tǒng)的綠液澄清度、過(guò)量灰、苛化度、白泥/綠泥水分及殘堿指標(biāo)等，都應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)并嚴(yán)格控制在合理的范圍。

(3)要做好堿回收系統(tǒng)內(nèi)部各工段間的負(fù)荷平衡工作，避免在自身各系統(tǒng)并無(wú)重大故障而制漿系統(tǒng)故障停機(jī)幾小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，使蒸發(fā)系統(tǒng)無(wú)法正常供給堿回收爐維持最低穩(wěn)定負(fù)荷所需的濃黑液量，或苛化系統(tǒng)槽罐已滿無(wú)法接收綠液，導(dǎo)致堿回收爐被動(dòng)停機(jī)。

蒸發(fā)工段應(yīng)根據(jù)制漿的生產(chǎn)負(fù)荷平衡生產(chǎn)，各緩沖槽罐液位在可控范圍的前提下，應(yīng)盡量穩(wěn)定負(fù)荷，少做大幅度調(diào)整或頻繁調(diào)整。盡量保證濃黑液槽液位在70%以上，以防止蒸發(fā)系統(tǒng)短時(shí)故障而無(wú)法供給堿回收爐燃燒黑液;中濃黑液槽應(yīng)盡量保持較高液位，以保證制漿短時(shí)停機(jī)而堿回收爐繼續(xù)運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)高濃效體仍能繼續(xù)運(yùn)行，防止堿灰進(jìn)入稀黑液系統(tǒng)并累積而導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的嚴(yán)重后果;泄漏液槽應(yīng)維持最低液位，稀黑液槽可保持40%～50%液位以保證留有足夠的接收稀黑液的緩沖空間。

堿回收爐負(fù)荷平衡的依據(jù)為制漿負(fù)荷的高低，但須兼顧蒸發(fā)和苛化系統(tǒng)的液位，要做到既滿足苛化生產(chǎn)白液對(duì)綠液量的需求，又使蒸發(fā)及苛化系統(tǒng)各槽罐液位穩(wěn)定平衡。堿回收爐負(fù)荷在一段時(shí)間內(nèi)應(yīng)盡量平穩(wěn)，做到較少調(diào)整以確保墊層的形成和穩(wěn)定燃燒，從而確保穩(wěn)定的蒸汽產(chǎn)量和獲得較高的芒硝還原率;對(duì)于制漿或漿板系統(tǒng)2～3 h以內(nèi)的短時(shí)停機(jī)，堿回收爐負(fù)荷可以不調(diào)整。原則上堿回收爐不應(yīng)作為蒸汽平衡的手段，在整條生產(chǎn)線均正常生產(chǎn)的情況下，應(yīng)避免用堿回收爐負(fù)荷作為平衡蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)的手段。

苛化系統(tǒng)的生產(chǎn)負(fù)荷平衡以滿足制漿生產(chǎn)所需的白液量為目標(biāo)，同時(shí)將白泥、綠泥排出系統(tǒng)。要根據(jù)制漿的生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整好堿回收爐及消化和苛化的生產(chǎn)負(fù)荷，維持綠液澄清器在30%～40%的低液位和白液貯槽在70%～80%的高液位，以確保制漿停機(jī)10～20 h仍有足夠接收綠液的空間，同時(shí)保證在苛化系統(tǒng)局部短期故障時(shí)仍能提供制漿生產(chǎn)所需的白液。

2.3 加強(qiáng)設(shè)備巡檢、維護(hù)保養(yǎng)和維修管理，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期

一套生產(chǎn)裝置的運(yùn)行連續(xù)性除與其工藝技術(shù)的先進(jìn)性及其生產(chǎn)操作的優(yōu)化完善直接相關(guān)外，還與其設(shè)備管理的水平密不可分。堿回收爐工藝系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，其輔機(jī)故障常常成為影響運(yùn)行連續(xù)性的重要因素。因此，加強(qiáng)堿回收爐設(shè)備的巡檢、維護(hù)保養(yǎng)和維修管理，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行周期也就顯得尤為重要。

赤天化紙業(yè)設(shè)有專門的設(shè)備管理和機(jī)械、電儀維保部門，車間在設(shè)備主管部門的要求和指導(dǎo)下，在維保部門的配合下做好設(shè)備管理工作。除此之外，還需從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)和完善設(shè)備管理工作。

(1)需要建立一套完善的設(shè)備巡回檢查制度。要求班組對(duì)所有主要設(shè)備按其重要程度進(jìn)行每1 h、每2 h或每4 h的例行巡回檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備的密封泄漏點(diǎn)及動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)溫度異常，以便及時(shí)予以消除，對(duì)于重點(diǎn)設(shè)備的例行巡檢實(shí)施翻牌或簽到制度;各工段工藝技術(shù)員和車間設(shè)備技術(shù)員每天對(duì)所分管界區(qū)設(shè)備至少進(jìn)行一次例行的全面檢查以發(fā)現(xiàn)隱患，同時(shí)對(duì)班組的設(shè)備例行巡檢工作進(jìn)行檢查、指導(dǎo)、督促和考核;車間每周組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行至少一次重點(diǎn)檢查。

(2)建立重點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的例行監(jiān)測(cè)制度。對(duì)堿回收爐給水泵、引風(fēng)機(jī)及各供風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)濃黑液循環(huán)泵、燃燒黑液輸出泵和真空泵、苛化白液多園盤過(guò)濾機(jī)的壓縮機(jī)、白泥和綠泥過(guò)濾真空泵及其他重點(diǎn)設(shè)備等，進(jìn)行每2 h或每4 h一次的振動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)記錄。

(3)建立和完善設(shè)備潤(rùn)滑管理制度。車間設(shè)立專職的設(shè)備潤(rùn)滑管理員，負(fù)責(zé)潤(rùn)滑油脂的分類、過(guò)濾和存放，并負(fù)責(zé)脂類潤(rùn)滑設(shè)備的定期例行加脂工作，可有效避免班組因工作拖沓和推諉而導(dǎo)致脂類潤(rùn)滑設(shè)備潤(rùn)滑不良。稀油潤(rùn)滑設(shè)備由班組根據(jù)例行巡檢的情況按車間設(shè)備潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)適時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油或換油，車間定期進(jìn)行檢查、監(jiān)督和考核。

(4)建立和完善備用轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備絕緣遙測(cè)、例行盤車和試運(yùn)行制度。必須按規(guī)范對(duì)備用轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的電機(jī)進(jìn)行絕緣遙測(cè)，并按備用轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的重要程度確定盤車的頻率。如堿回收爐備用給水泵最好每幾小時(shí)盤車1次。對(duì)于關(guān)鍵重點(diǎn)設(shè)備還應(yīng)定期試運(yùn)行或倒換運(yùn)行。

(5)推行設(shè)備定期例行檢查、檢測(cè)和預(yù)知維修。根據(jù)近3年來(lái)主要設(shè)備的運(yùn)行情況記錄，統(tǒng)計(jì)分析關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行周期、故障頻率和故障部件等數(shù)據(jù)，在其運(yùn)行壽命到達(dá)之前進(jìn)行計(jì)劃性的預(yù)知維修，這在很大程度上避免了因關(guān)鍵設(shè)備突然故障所導(dǎo)致的緊急停機(jī)。

作為第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)化的大型竹漿黑液堿回收爐，雖然在工藝設(shè)計(jì)和輔助設(shè)備選型配套上引進(jìn)和借鑒了大量的先進(jìn)技術(shù)和理念，但局部仍存在如前所述的不完善或欠缺，如吹灰器故障頻率高和堿灰系統(tǒng)輸送設(shè)備特別是電除塵器底部平刮板機(jī)選型能力偏小導(dǎo)致故障頻率較高等，在很大程度都嚴(yán)重影響和制約了系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性。通過(guò)近3年的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程，建立和完善上述設(shè)備管理制度并予以實(shí)施，目前系統(tǒng)整體運(yùn)行情況較好，2010年已首次實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行96天。

3 提高堿回收爐的運(yùn)行穩(wěn)定性

對(duì)于堿回收系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性而言，有效提高其運(yùn)行連續(xù)性僅僅是一個(gè)方面，另一個(gè)重要方面則是通過(guò)優(yōu)化操作控制，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。堿回收爐的運(yùn)行穩(wěn)定性體現(xiàn)在較好的墊層性狀與穩(wěn)定性、較高的黑液產(chǎn)汽率、較小的產(chǎn)汽量波動(dòng)及較高的芒硝還原率等方面。在優(yōu)化堿回收爐操作控制的同時(shí)，必須優(yōu)化蒸發(fā)及苛化系統(tǒng)的操作控制。

相對(duì)于木漿黑液而言，竹漿黑液因受原料硅含量較高及Cl－、K+等非工藝元素累積速度較快的影響，其表征性狀為黏度大、熱值低。如濃度70%、溫度125℃左右的竹漿黑液，其黏度＞200 mPa·s，但熱值僅為11～12 MJ/kg固形物。因此，相對(duì)于木漿黑液，竹漿黑液堿回收系統(tǒng)的運(yùn)行有其自身特點(diǎn)，生產(chǎn)操作控制的難度更大一些。以下是筆者的一些思路或想法。

3.1 盡量提高并穩(wěn)定入爐濃黑液濃度

入爐燃燒的黑液濃度是影響堿回收爐運(yùn)行穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。在入爐黑液流量穩(wěn)定的情況下，濃度的高低決定了實(shí)際入爐燃燒的固形物的多少。較高的單位黑液濃度有利于爐底墊層的形成及穩(wěn)定燃燒，可有效避免因干燥不好而導(dǎo)致的墊層滅火，并獲得較高的單位黑液產(chǎn)汽率。入爐黑液濃度波動(dòng)會(huì)對(duì)墊層造成很大擾動(dòng)，使墊層處于不停的消長(zhǎng)狀態(tài)，從而導(dǎo)致產(chǎn)汽量的波動(dòng)變大及芒硝還原率降低。對(duì)于竹漿黑液，濃度達(dá)60%即可以燃燒運(yùn)行，濃度達(dá)65%可以達(dá)到較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，濃度達(dá)70%以上則對(duì)其運(yùn)行穩(wěn)定性與熱效率更有利，但須考慮其蒸發(fā)裝置的承受能力。對(duì)于本系統(tǒng)中的蒸發(fā)系統(tǒng)而言，一效蒸發(fā)器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)出濃度70%左右的濃黑液。但因黏度過(guò)大及高硅含量的影響可能導(dǎo)致高濃效體結(jié)垢，進(jìn)一步使?jié)夂谝旱臐舛忍岣咧?5%或以上，在技術(shù)和操作上難度都較大，除非在黑液高溫鈍化和防止形成硅垢等工藝技術(shù)方面取得進(jìn)一步的突破。

3.2 優(yōu)化入爐黑液的噴射性狀控制

入爐黑液噴射性狀控制包括黑液霧化粒度的合理控制與噴槍的合理配置兩個(gè)方面，這將直接影響墊層的形成與分布。穩(wěn)定的墊層及其合理分布可有效降低產(chǎn)汽量的波動(dòng)程度，使熔融物流出通暢并獲得較高的芒硝還原率。

3.2.1 入爐黑液溫度及噴射壓力的合理控制

控制入爐黑液溫度及噴射壓力的目的在于控制噴液的粒度大小。溫度的高低決定黏度的大小，在相同噴嘴直經(jīng)時(shí)，壓力則決定噴射的速度及霧化顆粒的大小。黑液溫度提高，黏度降低，噴射粒度變小;黑液壓力提高則噴射速度加快，噴射粒度亦變小;反之亦然。過(guò)高的黑液溫度及壓力會(huì)導(dǎo)致噴射粒度過(guò)小，形成較多的懸浮燃燒而非期望的墊層燃燒，爐底墊層較低甚至消失，其直接的后果就是產(chǎn)汽量波動(dòng)變大、芒硝還原率降低，黑灰及堿灰升華飛失增大;同時(shí)因?yàn)槿紵齾^(qū)的上移還可能導(dǎo)致過(guò)熱器的超溫及積灰。另外，過(guò)高黑液噴射壓力有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致黑液噴至對(duì)面或角落的爐墻上形成過(guò)多爐壁結(jié)掛及燃燒，其后果往往是爐壁黑灰塊的不時(shí)掉落對(duì)爐底墊層形成巨大擾動(dòng)，有時(shí)甚至堵塞溜槽或風(fēng)口。

黑液溫度及噴射壓力過(guò)低，則黑液粒度較大且噴射速度較低，致使黑液干燥不好，爐底溫度降低、局部滅火甚至熄火，最終導(dǎo)致溜槽、風(fēng)口堵塞，芒硝還原率大幅降低，操作難度大大增加、難以維系穩(wěn)定運(yùn)行，這種情況在黑液濃度降低或開(kāi)機(jī)啟爐階段極易出現(xiàn)。但是，黑液溫度、噴射壓力、粒度大小等控制在什么范圍是合適的，與黑液的自身性狀 (漿種、濃度、殘堿、熱值和非工藝元素累積量等)和堿回收爐設(shè)計(jì) (爐型、供風(fēng)配置、噴槍口高度、噴槍型式等)密不可分，絕不能一概而論。對(duì)于本系統(tǒng)濃度70%左右的竹漿黑液而言，一般通過(guò)噴槍數(shù)量及口徑的調(diào)整，將黑液噴射壓力控制在120～150 kPa，通過(guò)調(diào)整蒸發(fā)濃黑液壓力貯槽的壓力或爐前直接加熱將黑液溫度控制在122～125℃。

3.2.2 黑液噴槍的合理配置

對(duì)于采用懸浮干燥的大型堿回收爐而言，合理的墊層形狀應(yīng)該是以爐底正中略向前墻靠攏為中心，前墻略高，而后墻 (設(shè)有四個(gè)熔融物流槽)略低的山丘形狀。這樣的墊層形狀，更利于熔融物從截面積很大的爐膛通暢流出，如圖1所示。

圖1 理想的墊層形狀示意圖

為了形成如圖1所示的理想墊層，在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)噴槍的口徑選擇、架設(shè)位置和角度進(jìn)行合理的配置也就顯得尤為重要。根據(jù)本系統(tǒng)堿回收爐左右側(cè)墻各3個(gè)黑液噴槍孔及前后墻各2個(gè)黑液噴槍孔的實(shí)際情況，筆者在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程做了一定的探索和嘗試，取得較好效果，如圖2所示。

圖2 黑液噴槍分布圖

(1)前墻及側(cè)墻靠前墻側(cè)應(yīng)盡量架設(shè)中等口徑噴槍，以保持靠溜槽側(cè)較低的墊層及防止?fàn)t墻角落形成過(guò)多的爐壁燃燒。

(2)兩側(cè)墻中間根據(jù)實(shí)際情況可架設(shè)口徑較大的噴槍，兩側(cè)墻靠后墻側(cè)在未達(dá)滿負(fù)荷情況下盡量不架設(shè)黑液噴槍，以降低溜槽側(cè)墊層高度利于熔融物的順利流出。

(3)所有黑液噴槍的架設(shè)應(yīng)盡量保證其折射板前后左右方向均處于水平位置，墊層高低的控制盡量通過(guò)黑液溫度、壓力調(diào)整及爐底供風(fēng)分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.3 供風(fēng)配比及風(fēng)壓的合理控制

供風(fēng)配比及風(fēng)壓控制是堿回收爐穩(wěn)定運(yùn)行的決定性條件之一。傳統(tǒng)堿回收爐的一次、二次和三次供風(fēng)設(shè)計(jì)上一般采用4∶5∶1的分配方式。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)爐底燃燒狀況及風(fēng)量計(jì)量的準(zhǔn)確程度其供風(fēng)配比與設(shè)計(jì)值會(huì)有一定偏差，同時(shí)與漿種、黑液濃度及堿回收爐負(fù)荷大小等都有很大關(guān)系，并不是一成不變的。目前大型堿回收爐的控制理念已經(jīng)普遍認(rèn)為需減小一次風(fēng)量，提高二次、三次風(fēng)壓，加大三次風(fēng)量。在保證爐底燃燒狀況穩(wěn)定的前提下，適當(dāng)降低一次風(fēng)量可使墊層表面形成良好的還原性氣氛，有助于芒硝還原率提高;較高的二次、三次風(fēng)壓保證其能穿透整個(gè)爐膛，利于黑液的干燥，保證黑液熱解氣體的充分燃燒;加大三次風(fēng)量則有利于壓制黑灰或堿灰升華飛失，降低結(jié)晶蒸發(fā)過(guò)程中的堿灰循環(huán)量。

對(duì)于本系統(tǒng)堿回收爐而言，根據(jù)黑液濃度及負(fù)荷的不同，系統(tǒng)一般將供風(fēng)配比控制在一次風(fēng)35%～40%、二次風(fēng)40% ～50%、三次風(fēng)10% ～20%。對(duì)于風(fēng)壓控制，因?yàn)檫B續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，各風(fēng)口二次風(fēng)門易卡死的實(shí)際情況，一般不對(duì)風(fēng)口二次風(fēng)門作調(diào)整，各次風(fēng)壓隨黑液負(fù)荷及供風(fēng)配比而變化。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為:一次風(fēng)壓0.8～1.2 kPa、低二次風(fēng)壓1.5～2.5 kPa、高二次風(fēng)壓2.0～3.0 kPa、三次風(fēng)壓2.5～3.5 kPa。

3.4 過(guò)?？諝庀禂?shù) (過(guò)剩氧含量)的合理控制

過(guò)剩空氣系數(shù)的大小直接影響堿回收爐運(yùn)行的效率，根據(jù)傳統(tǒng)的理論及生產(chǎn)實(shí)踐，一般認(rèn)為將過(guò)剩氧含量控制在2%～3%是比較合理的范圍，既兼顧了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性又保證了設(shè)備安全性。實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中應(yīng)通過(guò)不斷觀察爐底的墊層高低及燃燒情況適時(shí)調(diào)整供風(fēng)量來(lái)控制過(guò)剩氧含量。對(duì)于本系統(tǒng)堿回收爐而言，按以下原則控制過(guò)剩氧含量，可保證爐底穩(wěn)定燃燒:當(dāng)黑液負(fù)荷≥80%時(shí)，控制過(guò)剩氧含量在2%～3%范圍;當(dāng)黑液負(fù)荷在70% ～80%時(shí)，控制過(guò)剩氧含量≤4%;當(dāng)黑液負(fù)荷達(dá)65%～70%時(shí)，控制過(guò)剩氧含量≤5%。

3.5 精細(xì)化操作

必須通過(guò)精細(xì)化的操作來(lái)保證爐底形成相對(duì)穩(wěn)定的墊層。黑液負(fù)荷的加減應(yīng)盡量平穩(wěn)，避免頻繁大幅度的加減黑液負(fù)荷，以確保爐底墊層的形成和穩(wěn)定燃燒;黑液壓力和溫度的調(diào)整也應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，以防止?fàn)t底墊層的消長(zhǎng)過(guò)快或?qū)е潞谝豪‖F(xiàn)象;供風(fēng)量及其配比的調(diào)整應(yīng)盡量平穩(wěn)，不得一次性的大幅加減總風(fēng)量，或每次調(diào)整各層供風(fēng)比例不超過(guò)1%;操作中還須通過(guò)勤巡檢、勤觀察墊層的變化，來(lái)確保黑液噴槍少掛熔堿或黑液，保證爐底黑灰墊層的干燥及避免熔融物倒灌風(fēng)口。

3.6 控制非工藝元素的循環(huán)累積

鑒于本系統(tǒng)竹漿黑液中Cl－、K+含量較高、未設(shè)置除Cl－、K+系統(tǒng)及整個(gè)系統(tǒng)封閉循環(huán)程度較高的特殊性，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，Cl－、K+的循環(huán)累積大大降低了堿灰的熔點(diǎn)，導(dǎo)致過(guò)熱器積灰及腐蝕加快，蒸發(fā)管屏區(qū)域吹灰難度加大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致煙氣通道堵塞甚至需停機(jī)洗爐。在未增設(shè)去除Cl－、K+系統(tǒng)的情況下，可行的一種做法是通過(guò)定期分析綠液或白液中Cl－、K+的含量變化，適時(shí)地外排部分堿灰及不回收停機(jī)洗爐水，防止系統(tǒng)中Cl－、K+含量的無(wú)限增長(zhǎng)。

3.7 苛化度的合理控制

苛化度的高低不僅直接影響產(chǎn)品白液的質(zhì)量及苛化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且還會(huì)對(duì)蒸發(fā)及堿回收爐的操作運(yùn)行產(chǎn)生一系列的連鎖影響?？粱冗^(guò)低，不僅會(huì)導(dǎo)致白液有效堿比例降低，惰性堿 (主要Na2CO3)增加，在系統(tǒng)中形成惰性負(fù)荷，在“苛化→制漿→蒸發(fā)→堿回收爐→苛化”的封閉循環(huán)過(guò)程中，使黑液固形物中的無(wú)機(jī)物比例增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅蒸發(fā)系統(tǒng)的安全運(yùn)行 (溫差上升甚至結(jié)晶堵管)，導(dǎo)致黑液熱值降低，堿回收爐產(chǎn)汽率下降?？粱冗^(guò)高，會(huì)導(dǎo)致苛化乳液中的過(guò)量灰偏高，而過(guò)量灰偏高往往會(huì)嚴(yán)重制約白液過(guò)濾及白泥洗滌的生產(chǎn)能力。對(duì)于本系統(tǒng)苛化工段而言，苛化度控制在78%～84%、過(guò)量灰控制1%～3%較適宜。

3.8 積灰控制

堿回收爐煙氣通道積灰堵塞，是影響熱效率與運(yùn)行周期的重要因素。煙氣通道積灰堵塞的原因主要是鍋爐設(shè)計(jì)缺陷、黑液燃燒負(fù)荷過(guò)高、吹灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善、運(yùn)行效果不佳和堿灰性質(zhì)發(fā)生改變等。如前所述，Cl－、K+的循環(huán)累積大大降低了堿灰的熔點(diǎn)，導(dǎo)致?tīng)t膛出口受熱面及蒸發(fā)管屏區(qū)域吹灰難度加大，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致煙氣通道堵塞。防止煙氣通道積灰堵塞的有效辦法是降低黑液燃燒負(fù)荷和增加吹灰次數(shù)以及必要的停爐水洗。對(duì)于本系統(tǒng)的堿回收爐而言，還可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制。

(1)優(yōu)化黑液噴射工藝、優(yōu)化供風(fēng)配比及風(fēng)壓控制，減少黑灰飛失及升華堿灰量。

(2)跟蹤分析煙氣通道各區(qū)域的壓差變化情況，對(duì)積灰嚴(yán)重區(qū)域，調(diào)整吹灰程序加大吹灰頻率。

(3)在黑液燃燒負(fù)荷較高時(shí)提高吹灰頻率及吹灰時(shí)間。

(4)對(duì)蒸發(fā)管屏煙氣出口及二級(jí)省煤器煙氣進(jìn)口等易堵灰區(qū)域增設(shè)吹灰器，降低該區(qū)域煙氣通道積灰堵塞的可能性。

(5)如前所述，通過(guò)定期分析綠液或白液中Cl－、K+的含量變化，適時(shí)的外排部分堿灰及不回收停機(jī)洗爐水，防止系統(tǒng)中Cl－、K+含量的無(wú)限增長(zhǎng)而使堿灰熔點(diǎn)大大降低，保證過(guò)熱器不積灰以防止腐蝕煤管及蒸發(fā)管屏區(qū)域不出現(xiàn)黏性堿灰，以降低該區(qū)域煙氣通道積灰堵塞的可能性。

(6)加強(qiáng)吹灰系統(tǒng)設(shè)備的巡檢、維護(hù)和保養(yǎng)工作，確保其正常運(yùn)行。

3.9 制漿來(lái)稀黑液殘堿的合理控制

制漿來(lái)蒸發(fā)的稀黑液殘堿也是一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。殘堿過(guò)高，則黑液固形物中無(wú)機(jī)物比例上升、熱值降低;殘堿過(guò)低，則可能導(dǎo)致黑液堿木素沉淀甚至高濃效體結(jié)垢的可能性。對(duì)于本系統(tǒng)的蒸發(fā)系統(tǒng)而言，筆者認(rèn)為黑液殘堿以NaOH計(jì)控制在6～9 g/L較適宜。對(duì)于堿回收分廠或車間而言，稀黑液殘堿指標(biāo)一般不在自身控制范疇，需要制漿生產(chǎn)線的配合。當(dāng)然，在萬(wàn)不得已時(shí)，蒸發(fā)工段也可加液堿或白液，自行調(diào)整稀黑液殘堿。

4 結(jié)語(yǔ)

提高堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性與穩(wěn)定性是涉及技術(shù)改造、規(guī)范操作、設(shè)備管理、系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作控制等各個(gè)方面的系統(tǒng)工程，只靠堿回收車間或分廠的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要生產(chǎn)技術(shù)管理部門、設(shè)備管理部門、制漿生產(chǎn)線和機(jī)械與電儀維修部門等的密切配合與協(xié)作。對(duì)于堿回收車間的技術(shù)管理者而言，需要在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程不斷學(xué)習(xí)、摸索和總結(jié)，與相關(guān)部門密切配合與協(xié)作，通過(guò)技術(shù)改造、規(guī)范操作、加強(qiáng)設(shè)備管理、做好系統(tǒng)平衡及優(yōu)化操作控制等各個(gè)方面的手段，逐漸提高堿回收爐的運(yùn)行連續(xù)性與穩(wěn)定性，從而提高整個(gè)漿廠運(yùn)行的連續(xù)性與經(jīng)濟(jì)性。

［1］ 袁迎凱，楊篤明，陳啟明．高溫鈍化技術(shù)在竹漿黑液蒸發(fā)中的應(yīng)用［J］．中國(guó)造紙，2010，29(1):64．

［2］ 楊篤明，鄧天文．竹漿黑液貯槽循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)措施［J］．中國(guó)造紙，2011，30(4):52．

Improving the Continuity＆Stability of the Large Scale Bamboo Pulping Black Liquor Recovery Boiler Running

YANG Du-ming*DENG Tian-wen YUAN Ying-kai
(Guizhou Chitianhua Paper Industry Co．，Ltd．，Chishui，Guizhou Province，564707)

This article introduces the general situation and the running of a large scale bamboo pulping black liquor recovery plant and introduces the experience of improving the continuity and stability of the recovery boiler running through technical modification，regulating operation，strengthening equipment management，optimizing balance of system and operation controlling．Sequentially，the improvement of the production continuity and the profit of the whole pulp mill is achieved．

bamboo pulping black liquor;recovery boiler;technical modification;continuity;stability

X793;TS733+.9

B

0254-508X(2011)05-0042-06

楊篤明先生，工程師;主要從事堿回收車間的生產(chǎn)管理工作。

(*E-mail:ydmzy@tom．com)

2010-12-14(修改稿)

(責(zé)任編輯:常 青)