造气联合过热器及洗气塔系统优化
2015/12/18 9:03:39 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
我公司二厂造气工段由于煤气系统阻力大，油压系统、蒸汽管道等不配套，已不能满足后工段生产的需要，经多次讨论研究，在不影响生产的前提下，从 2005 年 5 月开始对二厂造气工段进行了改造，于 2006 年 5 月 20 日系统投运，运行效果良好，现将改造情况及效果总结如下。
1 问题的提出及分析
二厂造气工段原料以阳泉粒煤为主，工艺上要求入炉蒸汽的品质高、用量大。
1.1 工艺问题
采用“一炉（废热锅炉）一塔（洗气塔）”工艺，存在如下问题。
（1）下行煤气热量未回收造成热量损失，入炉蒸汽品质低，经常带水，造成炉况波动较大，直接影响正常供气，消耗偏高；
（2）下行煤气直接进入洗气塔，由于循环水量有限，空塔喷淋，造成洗气塔出口气体温度居高不下，特别是在夏季，直接影响后工段罗茨风机及合成压缩机的打气量，降低合成氨产量。
二厂造气工段原料以阳泉粒煤为主，工艺上要求入炉蒸汽的品质高、用量大。
1.1 工艺问题
采用“一炉（废热锅炉）一塔（洗气塔）”工艺，存在如下问题。
（1）下行煤气热量未回收造成热量损失，入炉蒸汽品质低，经常带水，造成炉况波动较大，直接影响正常供气，消耗偏高；
（2）下行煤气直接进入洗气塔，由于循环水量有限，空塔喷淋，造成洗气塔出口气体温度居高不下，特别是在夏季，直接影响后工段罗茨风机及合成压缩机的打气量，降低合成氨产量。
1.2 设备问题
造气设备较其它系统设备陈旧，各造气炉、废热锅炉超负荷运行，换热器翅片 90％以上脱落，严重影响换热效果；洗气塔、油路系统管道腐蚀严重，已危及到生产的安全长周期运行。
造气设备较其它系统设备陈旧，各造气炉、废热锅炉超负荷运行，换热器翅片 90％以上脱落，严重影响换热效果；洗气塔、油路系统管道腐蚀严重，已危及到生产的安全长周期运行。
1.3 热回收效果差
由于热量回收效果差，造气自产蒸汽量少，需锅炉车间外供蒸汽才能满足生产需要。
2 优化改造措施
2.1 煤气系统
2.1.1 煤气系统改造工艺流程把目前 1#~7#各造气炉的废锅、洗气塔去掉，增加一台联合过热器及一台洗气塔。改造前后工艺流程框图见图 1、图 2。
2.1.2 管道
保留原上下行煤气管（维持管径不变），增加煤气总阀后煤气管线（囟630 mm），增加 1#~4#煤气总管（囟1 220 mm）和 5#~7#至联合过热器煤气管线（囟1 420 mm），洗气塔至气柜水封煤气管线（囟1220 mm）。
2.1.3 设备
增加联合过热器一台（过热段 F=500m2，饱和段 F=750m2），下部改造为水封式插管结构；增加联合洗气塔一台（囟4 000mm，H=18m），下部为水封式插管结构；增加一台汽包，为联合过热器饱和段加水、分汽；增加 U 型水封 7 台；增加循环水过滤器、水力旋流器各一台，确保进塔水中杂质降到最低。
增加联合过热器一台（过热段 F=500m2，饱和段 F=750m2），下部改造为水封式插管结构；增加联合洗气塔一台（囟4 000mm，H=18m），下部为水封式插管结构；增加一台汽包，为联合过热器饱和段加水、分汽；增加 U 型水封 7 台；增加循环水过滤器、水力旋流器各一台，确保进塔水中杂质降到最低。
2.2 蒸汽系统
目前蒸汽系统存在的主要问题是缓冲罐离造气炉较远，且分为两套系统，蒸汽系统容量小，压力波动大，造成入造气炉蒸汽不均，炉况波动。此次改造保留现有两个蒸汽缓冲罐，将其移至厂房附近，串联两套蒸汽系统，增加部分蒸汽管线。
目前蒸汽系统存在的主要问题是缓冲罐离造气炉较远，且分为两套系统，蒸汽系统容量小，压力波动大，造成入造气炉蒸汽不均，炉况波动。此次改造保留现有两个蒸汽缓冲罐，将其移至厂房附近，串联两套蒸汽系统，增加部分蒸汽管线。
2.3 控制系统
目前控制微机采用长沙仪峰第一代的寻优微机，无富裕控制点接口。此次改造增加各造气炉煤气总阀，现有微机无法满足控制要求，故需改造，主要是改造程序、面板。为了保证生产安全，需增加吹风与下行阀、煤气总阀和回收阀阀检连锁系统。
2.4 油路系统
目前两套油路系统流量均为 50L/min，已达到满负荷运行。改造后阀门增多，要保证生产安全及各阀门的起落时间，需增大油路系统的能力才能满足要求。改造内容包括泵体、阀站及管路系统。
目前控制微机采用长沙仪峰第一代的寻优微机，无富裕控制点接口。此次改造增加各造气炉煤气总阀，现有微机无法满足控制要求，故需改造，主要是改造程序、面板。为了保证生产安全，需增加吹风与下行阀、煤气总阀和回收阀阀检连锁系统。
2.4 油路系统
目前两套油路系统流量均为 50L/min，已达到满负荷运行。改造后阀门增多，要保证生产安全及各阀门的起落时间，需增大油路系统的能力才能满足要求。改造内容包括泵体、阀站及管路系统。
2.5 循环水排水系统
由于联合过热器、联合洗气塔下部采用水封式插管结构，且位于大路旁，无现成地沟可利用，故需对排水沟进行改造。
3 优化改造实施方案
二厂造气设备老化，由于多次改造，室外设备布置零乱，尤其以 1#~4#炉系统更甚。为尽量减小改造对正常生产的影响，经过技术人员和专论证，最后确定按以下步骤进行改造。
（1）从甲醇分厂 75t/h 锅炉来的蒸汽总管上配一根 囟108 mm 管（蒸汽量约 10t/h）至 5#~7#炉三楼的蒸汽总阀前，保障拆除 3#二改一锅炉、10t/h 锅炉检修时造气正常生产用汽。
（2）拆除 3#二改一锅炉，清理现场。拆除时需甩掉变压吸附解吸气管线，原管线上无阀门，需要停两套二改一锅炉置换管线后切除气源。
（3）做好联合过热器、洗气塔基础及水封水池、煤气总管支架基础及管架。
（4）预制循环水过滤器、水力旋流器、U 型水封，改造联合过热器下段为水封插管形式，现场制作洗气塔，各造气炉煤气总阀、U 型水封、洗气塔、联合过热器就位，过热器汽包就位。
（5）配洗气塔加水管、过热蒸汽进出口管、汽包至过热器水汽管线；洗气塔后煤气总管配至现有 囟1 220 mm 煤气总管。
（6）油泵改造部分：液压油总管、煤气总阀油路支管配管到位。油路系统投运前连续空运 3h以上，确保阀门起落正常（注意起落时间）后方可投运开车。
由于联合过热器、联合洗气塔下部采用水封式插管结构，且位于大路旁，无现成地沟可利用，故需对排水沟进行改造。
3 优化改造实施方案
二厂造气设备老化，由于多次改造，室外设备布置零乱，尤其以 1#~4#炉系统更甚。为尽量减小改造对正常生产的影响，经过技术人员和专论证，最后确定按以下步骤进行改造。
（1）从甲醇分厂 75t/h 锅炉来的蒸汽总管上配一根 囟108 mm 管（蒸汽量约 10t/h）至 5#~7#炉三楼的蒸汽总阀前，保障拆除 3#二改一锅炉、10t/h 锅炉检修时造气正常生产用汽。
（2）拆除 3#二改一锅炉，清理现场。拆除时需甩掉变压吸附解吸气管线，原管线上无阀门，需要停两套二改一锅炉置换管线后切除气源。
（3）做好联合过热器、洗气塔基础及水封水池、煤气总管支架基础及管架。
（4）预制循环水过滤器、水力旋流器、U 型水封，改造联合过热器下段为水封插管形式，现场制作洗气塔，各造气炉煤气总阀、U 型水封、洗气塔、联合过热器就位，过热器汽包就位。
（5）配洗气塔加水管、过热蒸汽进出口管、汽包至过热器水汽管线；洗气塔后煤气总管配至现有 囟1 220 mm 煤气总管。
（6）油泵改造部分：液压油总管、煤气总阀油路支管配管到位。油路系统投运前连续空运 3h以上，确保阀门起落正常（注意起落时间）后方可投运开车。
（7）停车置换完毕后，把联合过热器、洗气塔并入系统，拆除 7#炉废锅，并入新系统。其余各炉煤气总 U 型水封加水至溢流；开车时用 7#炉制惰性气置换新系统。
（8）微机系统、阀检系统改造。至此新老系统（单炉废锅、单炉洗气塔、联合过热器、洗气塔）可实现并列运行，直至第二次停车。
（9）开车后逐台倒炉改造，拆除各炉上行煤气管线、上行阀、烟囱阀、回收阀，重新安装，修正下行煤气管走向，上行煤气管与下行煤气管碰口；安装单炉煤气总阀，该造气炉并入新系统，拆除该造气炉废锅。其余各造气炉按以上步骤改造完后，废热锅炉全部拆除，此时各造气炉全部并入联合过热器和联合洗气塔系统中。
（8）微机系统、阀检系统改造。至此新老系统（单炉废锅、单炉洗气塔、联合过热器、洗气塔）可实现并列运行，直至第二次停车。
（9）开车后逐台倒炉改造，拆除各炉上行煤气管线、上行阀、烟囱阀、回收阀，重新安装，修正下行煤气管走向，上行煤气管与下行煤气管碰口；安装单炉煤气总阀，该造气炉并入新系统，拆除该造气炉废锅。其余各造气炉按以上步骤改造完后，废热锅炉全部拆除，此时各造气炉全部并入联合过热器和联合洗气塔系统中。
（10）再次停车，甩掉各造气炉洗气塔及原囟1 020mm（1#~4#）和 囟1 220mm（5#~7#至气柜水封）煤气管线，开车后拆除原洗气塔。
（11）将 1#蒸汽缓冲罐移至 3#、4#除尘器以南，2#蒸汽缓冲罐移至 5#炉附近，蒸汽系统全部连通。将现房内 3#鼓风机移至 1、2#鼓风机东侧。
（11）将 1#蒸汽缓冲罐移至 3#、4#除尘器以南，2#蒸汽缓冲罐移至 5#炉附近，蒸汽系统全部连通。将现房内 3#鼓风机移至 1、2#鼓风机东侧。
4 改造效果与效益分析
（1）本项目需要增加联合过热器、洗气塔各一台，单炉煤气 U 型水封及煤气总阀 7 台、套，低压蒸汽管网改造、微机改造、油路系统改造、相应工艺管道的制作安装、现造气各造气炉废锅、洗气塔等设备的拆除，共使用资金 366 万元。
（2）节约原料煤成本。改造后，入炉蒸汽品质得 到 提 高 ， 由 改 造 前 的 130~150℃ 增 加 到190~210℃以上，蒸汽分解率提高 5%以上，减少吹风时间 2s 左右，相应延长制气时间，吨氨无烟煤消耗降低 30 kg，综合氨日产量按 235t 计，全年按 330d 生产计算，原料煤依据当时平均入炉煤价格 610 元 /t，年节约原料煤成本：0.03t/t×235t /d×330d×610 元 /t=141.9 万
（3）节约蒸汽效益。改造后造气系统多产蒸汽约 2t/h，蒸汽依据当时价格 55 元 /t 计算，年节约费用为：2t/h ×24h/d×330d×55 元 /t=87.1 万元
（1）本项目需要增加联合过热器、洗气塔各一台，单炉煤气 U 型水封及煤气总阀 7 台、套，低压蒸汽管网改造、微机改造、油路系统改造、相应工艺管道的制作安装、现造气各造气炉废锅、洗气塔等设备的拆除，共使用资金 366 万元。
（2）节约原料煤成本。改造后，入炉蒸汽品质得 到 提 高 ， 由 改 造 前 的 130~150℃ 增 加 到190~210℃以上，蒸汽分解率提高 5%以上，减少吹风时间 2s 左右，相应延长制气时间，吨氨无烟煤消耗降低 30 kg，综合氨日产量按 235t 计，全年按 330d 生产计算，原料煤依据当时平均入炉煤价格 610 元 /t，年节约原料煤成本：0.03t/t×235t /d×330d×610 元 /t=141.9 万
（3）节约蒸汽效益。改造后造气系统多产蒸汽约 2t/h，蒸汽依据当时价格 55 元 /t 计算，年节约费用为：2t/h ×24h/d×330d×55 元 /t=87.1 万元
（4）节约原料煤成本、节约蒸汽合计年效益为 141.9+87.1=229 万元；
（5）投资回收期：该项目总投资 366 万元，则20 个月可收回投资。
6 结束语
本次以联合过热器、洗气塔为主的造气系统优化改造，解决了工艺管道瓶颈、设备陈旧、油路及控制系统不匹配问题，改造后系统阻力和煤耗明显降低，运行稳定，系统得以安全长周期运行，取得了明显的经济效益及社会效益。---------------------本文由干式气柜公司整理发布，如需转载，请注明！
本次以联合过热器、洗气塔为主的造气系统优化改造，解决了工艺管道瓶颈、设备陈旧、油路及控制系统不匹配问题，改造后系统阻力和煤耗明显降低，运行稳定，系统得以安全长周期运行，取得了明显的经济效益及社会效益。---------------------本文由干式气柜公司整理发布，如需转载，请注明！
- 上一篇：乙炔气柜隐患探析 2015/12/21
- 下一篇：液态烃球罐区设备安全问题研究 2015/12/18
