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大吨位弱化热交换体系预设和运转情态解析

  气体流程中设5条副线:分别为中变炉上段入口调温;段间冷激,低变炉一段、二段入口调温;中变炉出口与低变炉出口近路副线。水流程热水塔出口热水循环水泵水加热器管程低变炉二段调温水加热器管程低变炉一段入口调温水加热器管程饱和塔经U形水封去热水塔吸收变换气热量去循环水泵循环。补水位置在U型水封上。冷却塔采用闭路循环冷却水。
  设备规格(1)中、低变换炉直径均为3800,各分两段床层。内保温后有效内径约3400.(2)饱和热水塔220021522,采用板波纹125-Y型不锈钢规整填料。(3)换热器全部采用专利技术制造的高效低阻热交换器。这些换热器接触湿半水煤气而易受腐蚀部位和水冷列管均采用18-8不锈钢制作。主热交1400,F=700m2,调温水加热器1200,F=150m2,水加热器1200,F=180m2。
  中低低变换工艺的实施与运行实施概况依据原工艺初步设计方案,进行施工图设计。基本流程和设备规格未变,仅将中变炉段间煤气冷激调温改为采用喷水冷激调温,但仍保留了煤气冷激副线。为此,中变炉设计时进行了加高,中间增设了冷激喷水雾化填料段。三个不锈钢旋涡喷头呈120分布。
  工艺流条件(1)催化剂中变催化剂为湖北沙隆达煤化公司催化剂厂生产的B117-1型,两套系统均装填55t,两段分配比为11.低变催化剂老系统为湖北化学研究所提供的B303Q型,共装30m3,上段17m3。新系统为武汉制氨厂催化剂厂产B302Q型,上段19m3,下段16m3。
  (2)冷激水、补充水与冷却水中变炉段间冷激水和系统补水均采用经脱氧后来自尿素车间的95热脱盐水。脱盐水为热电厂化水站制备,电导率<1S/cm,氯根<210-6,Na 1及SiO-23质量浓度均<10010-9。冷却水为闭路循环处理后的循环水。
  生产运行基本概况老系统至1999年9月底已运行2年8个月,新系统1999年4月中旬投入运行,迄今亦有5个月时间。其间老系统经受了6.58.5万吨合成氨生产能力的考验。各项工艺技术指标均达到了设计要求。其中系统阻力降超8万吨能力时为0.04MPa,低于8万吨能力时为0.020.03MPa.吨氨蒸汽耗与控制变换CO浓度和冷激水温度有直接关系。在冷激水温90以上,变换器CO浓度(1.01.2)时,运行初期吨氨蒸汽耗低于150kg.CO浓度达到达2.5时,吨氨蒸汽耗50kg以下。例如1999年6、7月份,双系统平均蒸汽耗为146kg和158kg,其中老系统184kg,新系统低于120kg.
  目前双系统日产总氨480490吨,其中合成氨440450吨,联醇40吨。日耗蒸汽90吨左右。主要操作控制指标为:中变炉上段入口温度340左右,上段热点温度44010,下段出口温度420430,中变气CO浓度(810)。低变炉上段入口温度210,下段入口温度200,上段温升4050,下段温升2030,有关操作数据。
  系统阻力本设计特点是系统阻力低。阻力降<0.05MPa,实践表明在满负荷条件下系统阻力降<0.04MPa.不满负荷时<0.03MPa.这与本设计中流程减短,少了一套饱和热水塔,省了1台预腐蚀换热器,及采用高效低阻换热设备和饱和热水塔,应用了规整填料有直接关系。另外所选用的催化剂热态强度高,不易粉化,冷激水与补充水水质好,催化剂表面不结皮等都有关系,相比之下新系统冷却塔前串接了4台50m2换热面积的板式换热器,其阻力增大0.02MPa.低阻力既有利于增产也有利于降低能耗。
  蒸汽消耗量本设计原中变炉段间采用煤气冷激调节,下段炉温热点控制在460470,出口温度一般440以上,系统热负荷较大,通过循环热水回收余热,使出饱和塔的煤气温度达120以上,提高煤气饱和度,减少蒸汽用量。在控制气汽比0.4的情况下,设计蒸汽消耗量为吨氨300350kg。
  操作控制好的情况下可达250350kg.而我厂采用中变炉段间喷水冷激调温,下段热点440450,出口温度420左右。饱和塔出口煤气温度110115,上段进口气汽比约0.25,下段通过喷水冷激调温后,提高下段进口的气汽比,总气汽比一般控制在0.35左右。蒸汽消耗相对比原设计更低。蒸汽消耗量的高低与下列因素有关。