PDF《通辽二期工程恩德炉运行总结》

摘要简要介绍该公司借鉴一期工程的经验和教训建设合成氨恩德炉制气系统二期工程,重点介绍恩德炉制气系统 的工艺流程、 设备配置、 安装与开车过程中应注意的事项, 还介绍了开车过程中出现的问题, 并提出了保持系统稳定运行 的一些作法.

关键词 恩德炉制气系统 工艺流程 设备 安装 开车 运行 通辽二期工程恩德炉运行总结 王峰安迎功 贾建军 (通辽梅花生物科技有限公司东区合成氨 内蒙古通辽

028024 ) 通辽梅花生物科技有限公司在进一步完善 现有生产装置的基础上, 决定来一个跨越式的发 展, 即在通辽

304 国道东侧 (新区) 新上氨基酸系 列产品生产装置,同时建设与之配套的合成氨、 硫酸、 热电装置, 根据核算, 其装置生产能力与一 期相同即可满足氨基酸及其系列产品的需要.新 建的东区单位名称叫一分公司, 相应部门均叫通 辽一公司**单位, 东区合成氨就叫一公司合成 氨.

1 借鉴一期工程的经验和教训建设二期工程 一期合成氨装置整体来说开的是不错的, 属 于一流水平.所以我们要借鉴一期工程的成功经 验和教训建设二期工二程.在确定东区的工艺、 设备时, 我们认真总结西区的经验教训, 发动每 个车间、工段的干部职工对二期的技改进行评 价, 并提出好的建议, 职能部门充分采纳职工意 见,拿出一套完善的改造方案上报技改领导班 子, 技改领导班子进一步讨论、 通过、 上报、 批准, 并开始组织实施. 特别是供气车间恩德炉系统的改造, 它直接 关系到供气车间的稳定运行,我们充分总结、 采 纳了第一期装置自开车至今大小改造取得的成 功经验. (1 ) 省煤器出口煤气温度高的问题: 我们经 过详细的计算并和设计部门、厂家进行交流, 决 定把废热锅炉的换热面积加大, 采用 10t/h 锅炉, 实践证明效果良好. (2 ) 降低恩德炉的高度, 由原来的 26.9m 降到 22.9m, 为了保证燃烧效果我们把恩德炉直径加大 到5.8m, 运行证明即保证了燃烧效果, 又节约了 土建、 安装费用. (3 ) 储煤槽的改造, 一期燃料煤需经过煤斗、 中间储煤槽、 储煤槽三个设备才到供煤机, 密封 点多操作复杂, 即浪费材料、 又不安全, 这次我们 把中间储煤槽和储煤槽合为一体就叫储煤槽, 运 行效果比较理想. (4 ) 供煤机磨损造成篷煤的问题: 我们充分 借鉴第一期的经验, 更换了材质、 加大了马力.自 开车至今没有发生类似现象. (5 ) 提高自动化程度, 第一期工程属于半自 动化, 在这套设计中我们把所有的控制点全部上 了计算机, 由DCS 控制, 达到了理想的效果. (6 ) 软水泵由原来 45m3 /h 一台改为 25m3 /h 二台, 灵活方便、 还有备用. (7 ) 新上了气力除灰装置, 原想把飞灰、 循环 水治理的更好、 更彻底.但因此技术还不够过关, 至今还没有正常投运. (8 ) 把第二旋风除尘器移至省煤器后, 解决 了空喷塔入口煤气温度高问题, 空喷塔入口温度 降到 200℃以下, 同时副产蒸汽量增加了 2t/h, 且 取消了低压锅炉和软水换热器, 减少设备投资. (9 ) 原料煤烘干前增加筛分, 降低了入炉煤 的含尘量, 喷嘴结疤几率大大降低. (10 ) 针对蒸汽压力不稳定, 增加低压蒸汽缓 冲罐稳定汽气比, 且有效气体成分也相对稳定. 本次技改共采用一期工程大小技改项目

22 项, 这是二期工程顺利实施的关健所在. 对二期装置的设计我们非常重视其落实工 作, 和设计部门、 供应厂家的交流都搞了文字纪 录, 交流有交流纪录, 座谈有座谈纪录, 沟通有沟

2011 年第

32 卷第

5 期氮肥技术5氮肥技术通纪录、 传真有传真纪录.和设计部门、 供应厂家 的交流都是有问题有回音, 为了把问题得到较好 落实, 我们经常到这些单位去落实, 及时发现及 时解决存在的问题, 把写在纸上的问题落实在实 际工作过程中. 二期合成氨工程两台

20 000Nm3 /h 恩德炉, 主要以褐煤为原料, 采用富氧空气、 蒸汽连续制 气方式制取合成氨所需的煤气. 本套系统于

2010 年3月份开始破土动工, 历经土建、 设备安装、 设 备内部砌筑、 设备单体与联动试车;

并解决了第 一期所存在的一些设备、 工艺、 安全等问题;

经对 DCS 系统控制画面进行组态和对现场阀门开关 核对无误后于

2011 年2月一次开车成功.运行 周期达到了一期的最好水平, 平均日产、 最高日 产也创造了历史纪录.

2 恩德炉制气系统工艺简介 (1 ) 工艺流程 恩德炉是由原来温克勒炉后经朝鲜引进、 改造、 完善而来, 经过抚顺恩德公司同朝鲜合作, 在 中国推行, 它明显的变化有两点. ①原来固定床有箅子, 气体通过碳层反应改 成无箅子流化状态反应, 这样加减负荷快, 不存 在炉子吹翻等问题. ②炉子上部增加二次风, 使煤气中夹带的粉 煤得到进一步的燃烧, 炉温高有利于降低二氧化 碳含量提高有效气体成分,煤气氧含量低且稳 定. 恩德炉气化系统具有气化压力低、 设备结构 简单、 加煤出渣非常简单, 对煤质没有过高的要 求和系统维修量小等特点.此次采用恩德炉就是 基于利用当地有褐煤资源和成本低的优势考虑 的, 所以决定采用此炉型. 由煤场来的原料煤经过烘干后粉煤粒度≤ 10mm、 含水份的质量分数≤20%, 通过粉煤漏斗、 储煤槽经过三台供煤机连续向炉内给料;

空气经 过风机提压和空分来氧气混合后形成富氧空气 (其中氧的体积分数为 85%~88%) , 在炉子下喷 混合器与蒸汽混合后通过六台喷嘴送至炉内, 炉 膛温度控制在 960~970℃. 原料煤与气化剂在恩 德炉内反应生成合成氨所需煤气, 生成的煤气经 过第一旋风除尘分离器分离下来未反应完的粉 尘经过回流管进入恩德炉参加二次反应, 气体出 旋风分离器进入废锅系统回收煤气的显热, 废锅 副产压力 3.0MPa、 流量 13.5t/h 过热蒸汽, 减压后 供自身使用,剩余部分送外管.降温后煤气≤ 200℃进入二级旋风分离器、低温旋风分离器进 一步除尘后进入 1# 、 2# 降温除尘塔,煤气进一步 得到降温除尘后送入气柜. 恩德炉制气系统工艺流程框图见图 1. 煤斗 低温除尘器 第

一、 二除尘塔 水封焦炭过滤塔 第二旋风除尘器 省煤器 中压废锅 第一旋风除尘器 贮煤槽 螺旋供煤机 恩德炉 混合器 低压蒸气 来煤 保护气去气柜 煤气富氧空气: O2 的体积分数为 88% 图1恩德炉制气系统工艺流程框图 (2 ) 设备配置 (见表

1 )

2011 年第

32 卷6序号 设备名称

1 恩德炉

2 供煤机

3 排灰机

4 贮煤槽

5 废热锅炉

6 一级旋风

7 二级旋风

8 低温旋风

9 除尘塔

10 除尘塔

11 气柜 规格型号 I5 824*22

900 I325 I325

45 m3 QC23/1050- 10- 2.7/300 I1 860*10

400 I1 320*2 H=8

890 I1

860 H=8

890 DN3 000*12*18

840 DN3 000*12*16

640 10 000m3 表1恩德炉制气系统主要设备配置表 (3 ) 主要化学反应 碳与氧的基本反应: C+O2=CO2+Q C+1/2O2=CO C+CO2=2CO 碳与蒸汽的基本反应: C+2H2O=CO2+2H2 生成甲烷反应: C+2H2=CH4

3 恩德炉安装、 开车的注意事项 3.1 安装过程采取的措施 安装过程中对设备主体、 管路连接均设监护 人员检查施工质量.检查管道内部是否清理、 焊 口是否打磨、阀门压力等级是否合适和打压、 人 孔安装方向是否便于操作等.炉体砌筑安排专人 监工, 检查砖体本体是否有裂纹、 泥口、 砖体上下 是否对缝, 发现问题立即处理, 轻者重作, 重者找 安装、 设计人员研究处理办法.检修置换过程的 缺陷下发整改通知单给施工单位要求整改, 根据 情况进行相应的处罚, 确保施工质量, 以免给今 后的生产留下隐患. 3.2 恩德炉开车准备工作 (1 ) 烘炉 开车前, 首先要对炉内砌筑及系统内进行检 查, 检查无误后开始烘炉, 烘炉是为提高墙体砌 筑耐火材料与炉砖强度, 防止运行中出现炉墙坍 塌现象影响生产.恩德炉烘炉按升温曲线进行, 时间约为

15 天, 用木材大约 200m3 , 烘炉过程系 统是负压操作, 开车时时值隆冬季节, 气温在零 下15~25℃, 整个系统因负压操作烘炉蒸发出水 份不能及时排放, 造成系统某些部位结冰, 经人 工清理、 蒸汽吹扫得到解决.升温速率以添加木 材、 及时调整系统负压来控制, 经过几次升温恒 温过程, 圆满完成两套系统的烘炉, 经停炉检查 未发现砌筑体裂纹. (2 ) 废锅试压检漏 伴随烘炉的进行,对锅炉系统进行水压试 验, 直到无漏点为止, 保压半小时无泄漏、 仪表不 掉压为准.完成废锅试压检漏工作后, 废锅必须 进行碱洗, 废锅碱洗要求废锅入口温度必须达到 115℃, 碱洗持续 2~3 天, 并保持出口取样碱度 符合要求. (3 ) 富氧空气管线脱脂 富氧空气管线脱脂: 在混合器通过热蒸汽反 流程吹扫富氧空气管线, 在风机出口处加盲板排 空, 时间约 36h. (4 ) 各管线进行吹除 各工艺管线的吹除: 利用压缩空气对蒸汽管 线、 脱盐水管线、 安全气管线、 燃气管线、 仪表气 管线进行吹除, 防止安装过程杂质堵塞管线和破 坏调节阀密封面. (5 ) 电器、 仪表系统调试 以上工作完成之后,电器一定要检查接线、 送电情况, 确保电源准确无误.在电器调试完成 以后, 需对仪表、 调节阀、 变送器、 DCS 系统、 各个 连锁信号、 液 (物) 位进行检查和测试, 确保各种 信号准确无误. (6 ) 单体试车 以上工作完成以后, 开始对本系统各个设备 进行单体试车, 首先电机试反正转, 然后连接上 靠背轮进行试运转, 达到规定要求为止. (7 ) 联动试车 以上工作完成以后可以进行联动试车, 按照 软水系统、 循环水系统、 富氧系统、 氮气系统, 蒸 汽系统、 煤系统、 除渣系统先后开始进行联动试 车, 一切正常后方可开车. 3.3 恩德炉的开车 进入开车阶段, 首先将炉内铺好底料, 底料 厚度距下喷嘴高度约 20mm,底料上面铺设好木 材, 均匀的倒入柴油, 再开启引风机控制炉内负 压约 - 200Pa, 进行点火至木材燃烧后, 利用负压 或进风量控制好升温速率 (≤80℃/h ) , 当升温到 王 峰等: 通辽二期工程恩德炉运行总结 第5期7氮肥技术2011 年第

32 卷600℃时恒温 2h, 然后升温到 700℃时恒温 1h, 开 下喷嘴

3 个, 送入空气量约为

4 500m3 /h, 开始投 煤, 控制煤量约 3t/h, 通过喷嘴观察炉内粉煤流化 状态.炉下温度控制在 800~850℃, 开启另

3 台 喷嘴球阀, 流化正常后稳定温度, 所产空气煤气 放空, 根据生产需要可转产煤气,逐渐提高有效气 成分, 至此标志着恩德炉开车成功.

4 开车过程中出现的问题 (1 ) 供煤机厂家没有按照设计尺寸施工, 出 现频繁跳车, 给恩德炉运行带来严重隐患.后停 车更换供煤机螺杆, 更换后电流稳定、 运行良好. (2 ) 废锅运行也是制约恩德炉是否能长周期 稳定运行重要因素,本套废锅增加换热面积, 省 煤器出口煤气温度能够降到 200℃左右,副产过 热蒸汽 (3.0MPa ) 13.5t/h, 大大减少空喷塔挂垢几 率, 系统阻力得到有效控制, 现运行较稳定. (3 ) 经过几次对供煤机、 排灰机绞龙、 废锅水 冷壁、 入口冷管束护板消缺, 现恩德炉运行较平 稳, 不但能够满足合成氨生产需用的煤气, 而且 通过生产的摸索,调整汽气比及入炉煤的质量 等, 使有效气成分达到了比较理想的状态. (4 ) 因为褐煤粉尘量大, 煤灰不好处理, 尽管 二期工程新上了气力除灰装置, 由于气力除灰装 置至今没有运行,所以循环水水质很难控制, 造 成循环水上水管道及塔体结垢、 喷头堵塞, 气体 含尘量大带入后工序, 所以影响到后工序生产的 稳定, 这也是影响恩德炉长周期运行的主要因素. (5 ) 冷渣机的设计选型出了差错, 造成热量 回收不好、 出渣温度高, 下灰时周围环境粉尘较 大. (6 ) 煤质(水份、 粒度、 热值、 含碳量)变化频繁 造成炉况的波动、 有效气体成分不稳定, 造成产 量有大的差异. (7 ) 废锅水冷壁鳍片与锅筒连接材质不同开 停车容易出观拉伤泄漏现象.

5 保持系统稳定运行的几点意见 (1 ) 要保持系统稳定运行,必须对人员、 工艺、 设备、 安全等各方面提出更高的要求, 必须对 操作人员经常不断地进行全方位的管理培训, 使 他们精心操作, 严格控制汽气比, 确保喷嘴不挂 疤块, 保持长周期稳定运行. (2 ) 要加强对排灰机的维护保养, 保证冷却 效果及运转部件的润滑效果. (3 ) 在日常操作中严格控制炉温、 防止结疤, 结疤将带来一系列安全隐患, 设置投用联锁防止 突发原因引起的超温、 结疤. (4 ) 供气车间各个设备的稳定运行, 也是确 保恩德炉稳定运行不可缺少的重要环节, 我们必 须重视设备使用、 维护、 保养和备品、 备................