造氣車間蒸汽管網(wǎng)的優(yōu)化配置及工藝設(shè)置

向 宏

(湖北新洋豐合成氨廠 湖北荊門 448150)

1 造氣蒸汽管網(wǎng)設(shè)計

湖北新洋豐合成氨廠造氣車間共有Φ2 650 mm 固定層間歇式造氣爐14臺，分為4個單元，其中：1#～12#爐按每4爐為1個單元劃分，13#和14#爐為第4單元；每單元在一樓配置1臺顯熱回收器，每2爐在三樓配置1臺汽包為造氣爐夾套供水，每2爐在一樓配置1只蒸汽緩沖罐為造氣爐提供蒸汽；夾套副產(chǎn)蒸汽經(jīng)三樓汽包后進入一樓單元顯熱回收器上部，與半水煤氣換熱后再進入蒸汽緩沖罐。

造氣蒸汽來自1臺45 t/h灰渣發(fā)電鍋爐和1臺35 t/h吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐，2處蒸汽匯合后進入橫貫造氣車間一樓的蒸汽總管，然后分別經(jīng)蒸汽自調(diào)閥進入7只蒸汽緩沖罐，再進入各單元蒸汽總管后經(jīng)閥門調(diào)節(jié)進入造氣爐進行氣化反應(yīng)。

2 原蒸汽管網(wǎng)存在的問題

原設(shè)計的蒸汽管網(wǎng)投運后，暴露出以下問題。

(1)蒸汽管網(wǎng)各處壓力不穩(wěn)定。因灰渣發(fā)電鍋爐和吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐輸送至造氣車間的蒸汽壓力在0.750～0.850 MPa,而各蒸汽緩沖罐設(shè)定壓力在0.048～0.052 MPa，所以蒸汽緩沖罐前的自調(diào)閥前后壓差太大。當(dāng)造氣爐開停爐或制氣與吹風(fēng)階段切換使蒸汽緩沖罐壓力變化時，都易引起自調(diào)閥的頻繁開關(guān)，致使蒸汽緩沖罐壓力無法長期穩(wěn)定，各單元間蒸汽壓力不均衡，甚至有的蒸汽緩沖罐因超壓而引發(fā)安全閥起跳，導(dǎo)致蒸汽浪費，威脅安全生產(chǎn)。

(2)入爐蒸汽壓力不穩(wěn)定。當(dāng)某臺爐停爐或開爐時，蒸汽緩沖罐內(nèi)的蒸汽壓力迅速上升或下降，波動范圍在0.015～0.045 MPa，導(dǎo)致共用該罐蒸汽的造氣爐入爐蒸汽壓力驟升或驟降，超出正常的入爐蒸汽壓力，不利于制氣生產(chǎn)。

(3)蒸汽供應(yīng)量無法滿足造氣生產(chǎn)要求。當(dāng)灰渣發(fā)電鍋爐因故不能投運時，吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐所產(chǎn)蒸汽量無法滿足造氣生產(chǎn)要求，導(dǎo)致全系統(tǒng)減量生產(chǎn)。

3 造氣車間蒸汽管網(wǎng)的完善

為解決原蒸汽管網(wǎng)存在的問題，造氣車間采取了以下完善措施。

(1)將各單元間蒸汽緩沖罐及各單元蒸汽總管進行連接，單元蒸汽總管連接管道上安裝閥門，便于單元蒸汽總管的檢修。

(2)對造氣系統(tǒng)進行汽輪機拖動風(fēng)機技改，新增分汽缸，灰渣發(fā)電鍋爐和吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐生產(chǎn)的蒸汽通過新建管道輸送至分汽缸，蒸汽經(jīng)分汽缸出口自調(diào)閥減壓至0.200 MPa后輸送至原蒸汽總管(稱為二次蒸汽總管)。將硫黃制酸裝置副產(chǎn)的蒸汽經(jīng)自調(diào)閥減壓后直接輸送至該管，經(jīng)再次減壓后進入各蒸汽緩沖罐；分汽缸部分蒸汽經(jīng)汽輪機做功后直接輸送至各蒸汽緩沖罐。

(3)采用入爐蒸汽遞減技術(shù)，通過微機自控裝置調(diào)節(jié)，上下吹蒸汽入爐逐步遞減，避免了原來上下吹階段始終是大流量蒸汽入爐導(dǎo)致蒸汽緩沖罐壓力的波動。

4 工藝設(shè)置

為保障入爐蒸汽穩(wěn)定，在工藝方面也采取了相應(yīng)措施：各蒸汽緩沖罐自調(diào)閥開啟度統(tǒng)一設(shè)定為50%；分汽缸出口蒸汽自調(diào)閥設(shè)定壓力為0.200 MPa；當(dāng)灰渣發(fā)電鍋爐停運檢修時，硫黃制酸裝置副產(chǎn)蒸汽輸送至造氣車間的自調(diào)閥設(shè)定壓力為0.200 MPa；部分硫黃制酸裝置副產(chǎn)的蒸汽改走灰渣發(fā)電鍋爐至造氣分汽缸的流程，以補充潛熱蒸汽的不足，避免汽輪機停運。

5 改造效果

經(jīng)過持續(xù)整改，造氣車間蒸汽管網(wǎng)逐漸完善?；以l(fā)電鍋爐和吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐或硫黃制酸裝置輸送的中壓蒸汽經(jīng)2次自調(diào)閥降壓后進入各蒸汽緩沖罐內(nèi)，且各單元蒸汽總管及各蒸汽緩沖罐相互連通；汽輪機做功后的蒸汽與造氣爐夾套副產(chǎn)且經(jīng)半水煤氣換熱后的蒸汽直接補入蒸汽緩沖罐，很好地穩(wěn)定了整個造氣蒸汽管網(wǎng)的流量和壓力。各單元開停爐對系統(tǒng)蒸汽壓力沒有較大影響，蒸汽自調(diào)閥動作平穩(wěn)。二次總管蒸汽壓力波動范圍0.190～0.210 MPa，蒸汽緩沖罐壓力波動范圍0.045～0.052 MPa，入爐蒸汽經(jīng)蒸汽自調(diào)控制后穩(wěn)定在0.035～0.040 MPa，為造氣爐強化制氣及車間的安全生產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)。