TBP熱解項目驟冷器的調試

祝永剛　楊劍　趙召

【摘 要】TBP熱解項目是國內首次采用熱解燃燒技術處理廢TBP/OK有機溶劑的放射性三廢治理工程，其系統(tǒng)中的驟冷器用于熱解燃燒后產生的尾氣驟冷，使尾氣從1000℃驟冷至250℃左右。調試人員通過驟冷器烘烤、噴嘴試驗、高溫運行試驗等，對驟冷器進行全面調試，使之滿足工藝運行要求。本文通過對以上調試過程進行描述和總結，為今后相關設備的調試提供經驗反饋。

【關鍵詞】TBP熱解；驟冷器；烘烤

TBP pyrolysis project quotation debug

ZHU Yong-gang YANG Jian ZHAO Zhao

（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd. Beijing 100840， China）

【Abstract】The TBP pyrolysis project is domestic first use the pyrolysis and combustion technology to dispose the TBP/OK radioactive waste， quotation of the system is used to combustion exhaust gas quenching， make the exhaust gas from 1000℃ to about 250℃. Debug personnel through roast tast， nozzle test， high temperature test of flash tanks， for the quotation to conduct a comprehensive debugging， make it meet the requirements of process operation. This article through description and summary the debugging process， to provide experience feedback for the future.

【Key words】TBP Pyrolysis reactor； Quotation； Roast； Nozzle test

0 前言

熱解燃燒工藝是一種被公認為安全、可靠、能實現(xiàn)工業(yè)應用的方法。驟冷器作為煙道氣冷卻的重要設備，用霧化水將煙道氣急驟冷卻到250℃左右，送至后續(xù)的洗滌設備進行再次冷卻洗滌。

1 驟冷器烘烤試驗概述

驟冷器底部的澆筑段在施工完成后，須進行烘烤工作，以除去澆筑材料內的游離水及結晶水，否則在正式使用時，過快的升溫速度會造成澆筑段內的水分快速向外蒸發(fā)，造成澆筑段產生裂紋，使?jié)仓胃魺嵝Ч蟠蠼档汀?/p>

1.1 驟冷器烘烤方案

1.1.1 燃燒器煙氣烘烤

特制或購買可調節(jié)氣量燃氣型熱風爐，拆移原工藝系統(tǒng)驟冷器入口設備，做保溫管道將烘爐出口與驟冷器入口連接，取出驟冷器噴嘴，用于檢測烘烤煙氣溫度，驟冷器出口原工藝管道移除，加工管道直接將煙氣排至室外。

1.1.2 電加熱器熱風烘烤

特制或采購成品可調功率式電加熱熱風爐，做保溫管道連接熱風爐出口和驟冷器入口，熱風爐出口安裝溫度計連鎖控制電加熱功率，驟冷器出口原工藝管道移除，加工管道直接將煙氣排至室外。

1.1.3 內壁貼片式電加熱烘烤

拆除驟冷器連接煙道，在驟冷器澆筑段的內表面上，附著熱處理用陶瓷電加熱片，利用電加熱精確控制溫度，以達到烘烤目的。

1.2 驟冷器烘烤方案確定

三種方案均可以實現(xiàn)按溫度曲線烘烤的目的，經多方根據(jù)現(xiàn)場情況比對優(yōu)劣，調試人員最終選擇方案（2）作為驟冷器最終烘烤方案，采用電加熱器熱風爐來實現(xiàn)熱風烘烤。

1.3 驟冷器烘烤試驗

由于烘烤溫度曲線是常溫下按一定溫速升至一溫度平臺，在平臺維持一定時間后再按照一定的溫速繼續(xù)上升，依次升溫、維溫至最高溫度，故調試選取用于熱風爐溫度控制器為程序型溫控器，確保烘烤升溫的精確和自動。

2 驟冷器噴嘴試驗

2.1 噴嘴霧化效果試驗

驟冷器噴嘴按照在澆筑段內，故噴嘴的霧化角度也需確認，確保霧化水全部噴射進纖維毯鋼桶內，另外在纖維毯內側安裝有鋼桶，為避免霧化水在鋼桶壁面上形成的水流直接滴到驟冷器澆筑段內，在鋼桶底部增加有向內沿邊，用于短時間承接水流，故確定最大霧化角度時需要將內沿邊也考慮進去。

調試人員將噴嘴取出，在外部進行噴嘴霧化效果和霧化角度試驗，通過試驗證實：

壓空壓力的升高，噴嘴的霧化效果越好；霧化角度只與噴嘴結構相關，與壓空壓力、去離子水量無關；去離子水的壓頭必須大于壓空壓力，才能有水噴出。

以上試驗結果，選取了最優(yōu)的壓空壓力0.2～0.3MPa。此時，即有良好的霧化效果，也保證驟冷器供水泵的壓頭滿足出水要求。

2.2 噴嘴水量調節(jié)試驗

原設計在驟冷器噴嘴的供水管線上安裝有調節(jié)閥，根據(jù)驟冷器出口溫度調節(jié)供水量。

調試在進行流量調節(jié)試驗時發(fā)現(xiàn)，由于噴嘴內為壓空和水混合，壓空壓力和水壓互相作用，當調節(jié)閥開度調整時，將影響泵后流量，而依據(jù)泵的特性，流量的波動會導致泵的揚程降低，揚程降低由會反作用于進噴嘴流量，造成流量調節(jié)效果非線性，起不到調節(jié)效果。

后續(xù)調試臨時將原安裝在驟冷器噴嘴進口的調節(jié)閥安裝在驟冷器供水泵回流管線上，將原安裝在驟冷器供水泵回流管線上的截止閥安裝在驟冷器噴嘴進口管道上。利用泵的特性，調節(jié)回流流量而調節(jié)泵后壓力，依靠泵后壓力的變化來調節(jié)進驟冷器的水量，達到良好的線性調節(jié)效果。

3 驟冷器高溫運行試驗

在完成驟冷器的烘烤和噴嘴調節(jié)試驗后，驟冷器進行了高溫模擬工況運行試驗，試驗結果如圖1：

如圖所示，藍線和紅線代表燃燒器所在的燃燒爐內溫度，在燃燒器運行后，溫度迅速上升至1100～1200℃，綠線代表驟冷器進口煙道氣溫度，迅速上升至1000℃上下，經過驟冷器，黑線代表的驟冷器出口煙道氣溫度維持在230～270℃間，試驗結果滿足運行要求。

4 結論

通過對驟冷器的烘烤方案的確認，具體的烘烤實施，使驟冷器設備本身具備使用調節(jié)；通過對驟冷器噴嘴試驗，優(yōu)化工藝流程，使噴嘴具備良好的霧化效果和流量調節(jié)能力，通過高溫下模擬工況進行試驗，最終驗證驟冷器滿足工藝運行的要求。

【參考文獻】

[1]霍然.工程燃燒概論[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2001.

[2]蔡喬方.加熱爐[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1983.

[責任編輯：王楠]