高效浮閥板式塔換熱器在變換系統(tǒng)的應(yīng)用

周會(huì)能（陜西寶雞新豐化工有限公司）

我公司變換系統(tǒng)的軟水加熱器（第二水加熱器F=525m2）,原采用的是管殼式氣～液兩相間接換熱設(shè)備。 由于變換氣中所含的CO2、H2S 等酸性介質(zhì)的化學(xué)腐蝕及進(jìn)二水加氣體在露點(diǎn)溫度以下的露點(diǎn)腐蝕和氣液兩相壓差波動(dòng)等原因， 常使列管發(fā)生穿孔泄漏，每年需要更換或中途停車(chē)檢修，破壞了整個(gè)系統(tǒng)的熱力網(wǎng)絡(luò)平衡和安全穩(wěn)定運(yùn)行，并使鍋爐回水溫度降低及回水量減少，致使煙煤消耗上升。 簽于以上因素，公司經(jīng)過(guò)多次考察和調(diào)查研討于2011 年5 月新上了高效浮閥板式塔換熱器。 經(jīng)過(guò)近幾年的運(yùn)行實(shí)踐，該高效浮閥板式塔換熱器性能良好，工藝穩(wěn)定，操作彈性大，塔阻力小，熱回收效率高，節(jié)能效果明顯。

一、工藝流程：

1、改造前的工藝流程：

氣相流程：來(lái)自變換第二熱水塔102℃度的變換氣進(jìn)入列管式水加熱器管間與管內(nèi)的軟水間接進(jìn)行熱量交換后， 冷卻到70℃后再進(jìn)入冷凝塔內(nèi)與冷卻泵送來(lái)的循環(huán)水逆流換熱后將變換氣溫度冷卻到35℃后進(jìn)入碳化工段。

液相流程：來(lái)自鍋爐20～25℃的軟水進(jìn)入列管式第二水加熱器內(nèi)與管間的變換氣間接進(jìn)行熱量交換后， 將軟水加熱到70℃后去鍋爐熱水箱供鍋爐上水泵使用。

2、改造后的工藝流程：

來(lái)自第二熱水塔102℃的變換氣經(jīng)除沫器除去填料和氣體中的雜質(zhì)后進(jìn)入高效浮閥板式塔底部， 與軟水在十六層浮閥塔盤(pán)上霧化，傳質(zhì)，傳熱，逐級(jí)回收熱量后，使出塔變換氣溫度冷卻到30℃左右后去碳化工段。

從高效浮閥板式塔底部出來(lái)的軟水經(jīng)過(guò)換熱后溫度達(dá)到80～90℃后，既可直接回?zé)崴洌挚扇ズ铣闪⑹剿訜崞鬟M(jìn)一步回收合成塔后的余熱， 使水溫度達(dá)到125℃后去鍋爐熱水箱。具體操作根據(jù)用水量和水溫來(lái)定。

二、設(shè)備主要參數(shù)與安裝

1、設(shè)計(jì)壓力0.9Mpa

工作壓力0.75Mpa

容積34.2m3

塔徑、塔高φ1800×14800

2、安裝技術(shù)要求

2.1 板式塔換熱器的變換氣進(jìn)出氣管徑為Dg350， 軟水管徑為Dg50。

2.2 板式塔體安裝就位時(shí)要保持垂直，在塔內(nèi)件安裝時(shí)每層塔板必須保持水平，并與塔體連接部位要牢固不得泄漏，否則影響傳熱效果。

2.3 軟水排污口應(yīng)位于下封頭底部，軟水出液管位置應(yīng)位于液位計(jì)下端，要保持一定高度的液位，防止無(wú)液位使氣體竄入熱水箱。

三、運(yùn)行情況比較。 （如表所示）

改造前后運(yùn)行工藝參數(shù)對(duì)比表

1.從以上數(shù)據(jù)可以看出，與改造前列管式換熱器對(duì)比使用高效浮閥板式塔換熱器，在同等工藝條件下，出塔變換氣溫度可控制在35℃以下直接進(jìn)入碳化工序。 既達(dá)到了原冷卻塔低位顯熱無(wú)法回收的目的， 又可多回收系統(tǒng)中變換氣中的蒸汽冷凝水100～150kg/tNH3， 完全達(dá)到了變換工段余熱全部回收利用的目的，起到了一塔多用的作用。

2. 該塔投用后， 較原列管式換熱器阻力明顯下降近0.01MPa，并且操作彈性大，變換氣溫度可視工藝條件隨意調(diào)整，克服和解決了原換熱器夏天冷卻塔補(bǔ)充一次水降溫使管道噴頭結(jié)垢加劇的矛盾以及變換氣溫度指標(biāo)超標(biāo)的問(wèn)題， 并節(jié)省了30kw/h 的功率消耗和維修費(fèi)用等，還節(jié)約了80m3/h 的循環(huán)水和部分一次水。 并且消除了冷卻泵跳閘倒氣著火的安全隱患。

3.該換熱器的顯熱回收效率是原列管式的1.8 倍，鍋爐回水溫度較原流程上升20～30℃度，提高了鍋爐蒸發(fā)量，有效降低了煙煤消耗。

4.該塔投用后有效縮短了開(kāi)車(chē)加負(fù)荷時(shí)間，僅變換單路回水水溫可達(dá)70℃以上，解決了原流程開(kāi)車(chē)加負(fù)荷期間因水溫低，蒸汽壓力緊張拖延開(kāi)車(chē)時(shí)間的矛盾。

5.兩路回水流程，既便于調(diào)整系統(tǒng)熱力網(wǎng)絡(luò)的水量平衡和水溫控制，又增加了操作彈性和調(diào)整空間。

四、經(jīng)濟(jì)效益分析

1、設(shè)備投資費(fèi)用減少

高效浮閥板式塔總造價(jià)為23～25 萬(wàn)元，與原來(lái)380㎡的列管式水加熱器1 臺(tái)15 萬(wàn)元和1 臺(tái)11 萬(wàn)元的冷卻塔比較， 設(shè)備投資費(fèi)用減少為：（不包括冷卻塔填料費(fèi)用）（15+11）-24=2 萬(wàn)元。

2、維修費(fèi)用降低

原列管式軟水加熱器投用不到三個(gè)月就發(fā)生內(nèi)漏， 一年至少要停車(chē)處理堵漏4 次，而板式塔換熱器使用壽命在5 年左右，節(jié)省了原冷卻塔、冷卻泵頻繁維修的費(fèi)用。

3、節(jié)約動(dòng)力消耗，節(jié)電效果明顯

該塔投用后，完全可以停用冷卻塔和冷卻泵，原冷卻泵功率30kw/h。

年節(jié)電為：（30kw/h×0.325 元）×24×300=7.02 萬(wàn)元

4、熱回收能力提高，降低了煙煤消耗

經(jīng)過(guò)計(jì)算，現(xiàn)浮閥板式塔換熱器回收的熱量為7.07GJ/h，而原列管式換熱器回收的熱量為3.93GJ/h， 年開(kāi)車(chē)按300 天計(jì)，多回收熱量為：（7.07-3.93）×24×300=22.6TJ。 折29.3MJ/kg 熱值的煙煤771 噸， 噸煙煤價(jià)按現(xiàn)450 元計(jì)， 每年可節(jié)約資金34.7 萬(wàn)元。 投用7 個(gè)月就可以收回該設(shè)備投資。

五、結(jié)論和建議

通過(guò)近幾年的運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)檢測(cè)以及該換熱器發(fā)揮出的經(jīng)濟(jì)效益，說(shuō)明使用高效浮閥板式塔換熱器熱回收效率高，操作彈性大，運(yùn)行穩(wěn)定，為第三代高效節(jié)能換熱設(shè)備。 但由于各廠變換熱水循環(huán)水質(zhì)的差異， 建議在進(jìn)該塔前的熱水塔出氣安裝一個(gè)除沫器，以確保鍋爐回收水水質(zhì)合格和穩(wěn)定。