低溫甲醇洗貧甲醇泵揚程優(yōu)化改造總結(jié)

郭存彪, 王相令, 肖建華, 喬磊友

(河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司, 河南新鄉(xiāng) 453731)

河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司年產(chǎn)60萬t合成氨裝置于2021年建成投運,采用四噴嘴氣化技術(shù),氣化設(shè)計操作壓力為6.5 MPa,其中酸性氣脫除裝置采用低溫甲醇洗工藝。低溫甲醇洗裝置投運后運行穩(wěn)定,但存在貧甲醇泵出口揚程高的問題,需要關(guān)閉泵出口閥門降壓,造成能量浪費[1]。因此,需要對低溫甲醇洗貧甲醇泵進行改造,收集運行數(shù)據(jù),重新計算貧甲醇泵揚程。

1 貧甲醇泵出口流程及存在問題

1.1 貧甲醇泵出口流程

貧甲醇在貧甲醇罐(V04)中用貧甲醇泵(P04)抽出,經(jīng)貧甲醇水冷器(E18)、1#貧甲醇冷卻器(E09)、2#貧甲醇冷卻器(E22)和3#貧甲醇冷卻器(E08)換熱降溫至-62 ℃左右進入洗滌塔(T01)頂部作為吸收劑,對進入洗滌塔(T01)的原料氣進行精制。貧甲醇泵出口流程見圖1,貧甲醇管線上設(shè)置有壓力表(PG為現(xiàn)場壓力表,PT為遠傳壓力表)和調(diào)節(jié)閥(FV)。

圖1 貧甲醇泵出口流程

1.2 運行中存在的問題

貧甲醇泵投運后,在流量達到100%負荷設(shè)計流量時,泵出口原始設(shè)計壓力為7.76 MPa,而實際運行中的貧甲醇泵出口壓力(PG29)為8.25 MPa,調(diào)節(jié)閥(FV14)開度只有7%,遠傳壓力表(PT90)讀數(shù)為6.25 MPa,很大一部分能量通過調(diào)節(jié)閥(FV14)減壓導致能量損失,運行經(jīng)濟性差。

2 原因分析

分析貧甲醇泵揚程高的主要原因為：(1) 設(shè)計不合理。在確定泵揚程時往往管路設(shè)計還未結(jié)束,設(shè)計人員為了確保泵揚程夠用,往往對管路阻力損失的估算偏大,同時換熱器的阻力估算也往往比實際值偏大[2]。(2) 洗滌塔(T01)的實際運行壓力低于設(shè)計值,導致泵揚程選型偏高。(3) 泵廠家為了確保揚程滿足要求,實際揚程比要求值偏高。多重因素疊加導致泵揚程高于實際需求。

3 改造方案

相比于運行前泵揚程的選型計算,投運后泵揚程的改造相對簡單。在泵選型階段,揚程的計算比較復雜,需要計算泵進口管路損失,泵進口貧甲醇罐的壓力、液位,以及泵出口的管路損失、洗滌塔(T01)的壓力和貧甲醇的提升高度。

在保證設(shè)計流量下,根據(jù)泵出口同標高壓力表(PT90)讀數(shù)6.25 MPa,筆者提出泵出口壓力6.45 MPa即可滿足裝置要求[3],推算泵揚程為830 m,后經(jīng)過泵廠家改造,將葉輪由十級改為八級,并對葉輪直徑進行相應(yīng)調(diào)整[4]。

4 改造效果

泵揚程改造后,同流量下,電流下降10.7 A,根據(jù)電表計量,耗電量由每班9 250 kW·h降低至7 680 kW·h,每小時節(jié)電196.25 kW·h,每年節(jié)約電費90余萬元。改造后運行效果良好,經(jīng)濟效益非?？捎^。

5 結(jié)語

截至目前,貧甲醇泵揚程改造已經(jīng)平穩(wěn)運行超過1 a,該優(yōu)化改造項目也在河南心連心化學工業(yè)集團股份有限公司起到示范作用,在其他低溫甲醇洗裝置中也陸續(xù)得到實施應(yīng)用,達到了良好的經(jīng)濟效益,可為后續(xù)類似裝置的選型提供參考。