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变换系统中低低节能、降耗技术改造

文档作者：韩天芳董雪刚文档来源：河北石家庄双联化工有限责任公司		点击数：	更新时间： 2025年04月13日
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100 前言爿k 又 换系统中低低节能、降耗技术改造韩天芳董雪刚(河北石家庄双联化工有限责任公司050200)随着生产能力不断扩大，至2007年时，石家庄双联化工有限责任公司(以下简称双联公司)变换系统在开10．5机、总气量为378 m3／min的情况下，显现出变换系统部分设备与生产负荷不配套、工艺技术落后，造成系统阻力大、吨氨耗蒸汽高(约l 000 kg)，生产不稳定。因此，在2008年7月小修结束后，共投资500多万元，对24变换系统进行了改造，取得了较为满意的效果。目前，双联公司合成氨压缩工序共有1l台压缩机，其中3台4M8K4．36／320型、l台4M20-75／320型、2台4M8(3A)4—36／320型、3台MH92—314型、2台MH25-160型；总装机容量折22．5机(1机气量为36 m3／min)，其中1’一5。，7”及88机供14生产系统，共11机气量(396 m3／rain)；6。，9。，10”和114机供24生产系统，共11．5机气量(414 m3／rain)，正常生产运行时开22．5机。1 新增设备原中2 400 mm填料饱和热水塔在半水煤气和变换气与热水逆流接触时换热效果差，饱和蒸汽温度在110 cC，系统蒸汽消耗高，出热水塔的变换气温度为100℃左右，余热损失量大，为此，将①2 400 mm填料饱和热水塔更换为①2 600 mm垂直筛板塔。中变炉三层出口气中9(CO)控制在4．5％～5．5％，低变炉出口气中妒(CO)在0．4％，中、低变炉负荷高，催化剂使用寿命短。新增1台①3 800 mm的低变炉与旧低变炉串联使用，降低中、低变炉负荷。原有l台①l 600 mm调温器用来调节旧低变炉进口温度，新低变炉一层、二层进口气体温度高，无调节手段。为此，新增1台①l 400 mm调温器，用于调节新低变炉进口气体温度，回收变换气的热量，提高热水温度，减少蒸汽的添加量。变换系统出口的①1 200 mm冷凝器阻力为0．02 MPa，且泄漏较严重，为此，更换为1台西1 400 mm变换冷凝器，变换气出El温度由原65 cc降为40℃左右，提高了低压机的打气量。技改后变换系统主要设备参数见表1。表1 技改后变换系统主要设备参数设备名称 主要参数饱和热水塔预腐蚀器热交换器中变炉蒸汽过热器低变炉第3调温器第l水加热器第2水加热器变换冷凝器热水泵新低变炉第1调温器第2调温器位600 lrlftm×14 mm×24 858 null，l台，更新中1 600 l'llm×14 mm×8 764 mm。1台，原有中l 600 l'nm×14 mill×8 987 mm，1台，原有∞600 mm x20 mm)i14 820 mm，l台，原有咖09 mm×14 mm×4 000 lnln，l台，原有∞000 mm×14 mm×ll 700 mm，l台，原有中1 600 film×14 mm×6 610 mm，l台，原有中1 600 innl×14 null×9 901 i／lln，l台，原有稍oo him×14 Inm×4 000 rain，1台，原有中1 400 lain×14 mm×7 696 ITlIn，1台，新增150R-35-190．8，Y200L一4(30)，各l台，原有中B 800 mm×22 mln×13 262 mm，l台，新增中l 400 I／'lm×12 l／lm x6 710 mm，1台，新增ol 200 Inm x12 nllll×2 480 mm，1台。新增2 工艺管线的改造变换系统由中串低工艺改为中低低工艺后，为充分利用原有低变催化剂，旧低变炉第1层和第2层催化剂并联生产，然后再与新低变炉串联，旧低变炉进口气中9(CO)由原4．0％一5．5％降为1．2％左右；中变炉出口气中9(CO)可提高到6．5％～7．0％，降低中、低变炉的负荷；饱和塔热水出口新增①57 mm回收管，以回收热水中夹带的气体，并在热水塔与饱和塔的热水管线上增加副线，用于调节热水塔热水温度，有效地控制了系统出气温度。改造后中低低变换工艺流程见图l。万方数据。． ：： 、． 1蒸汽来臼造气系统_ 丫，一、5 ……宝 ¨ 平 早 辜 ¨f瞄”土 ”来自中变【{J『H|换热器 t去电加热嚣去一p变中间换热器升温煤气束Ej电加热器 L一 ●—_束自Jh缩机：镤掌u软水上造’t系统 A添加：硫化碳 添加二硫化碳软水来fj水处理系统 j皿 U一-一 主、●循环水川水池 一l 尘11】 【瑚月口 ●孬温煤气去从缩下段 I．-二 一—- 瑟、。一一【：一 f瑟Ⅲ】， 师-： 墨 一基 jU141 ＼√ 1帚五、一，墓，j●1 I； 蠡。 13足U变换7t上碱化系统 删正雌上：蒯驵瑟10、、一／。‘-‘。。。。。。。。。。。。一己_辛捌警早也。又基 、一，l 1^．牛灿幸：l。。Ld…v ’U^循卦水来Ej凉水塔4 匕l L． 『软水来自造’t系统l。6．分离器2．冷却器3．第2水加热器4．饱和热水塔5．汽包7．热水泵8．第1水加热器9．旧低变炉IO．第3调温器11．第1调温器12．第2调温器13．新低变炉14．预腐蚀器15．热交换器16．中变炉17．蒸汽过热器图l 改造后中低低变换工艺流程3 变换系统新增DCS优化控制系统在本次变换系统的技术改造中，结合实际情况与供方公司技术人员共同进行了DCS系统的设计，该系统投资少、操作方便、结构合理。DCS系统投入运行后，变换系统的仪表自动化控制水平得到了提升。4 运行情况及效果技改后(开11．5机)与技改前(10．5机)实际运行工艺参数对比见表2。表2技改前、后实际运行工艺参数对比项目 技改前 技改后系统进口气体中妒(co)／％中变炉二层出口气体中妒(CO)／％中变炉三层出13气体中妒(CO)／％新低变炉一层出口气体中妒(co)／％新低变炉二层出口气体中妒(co)／％旧低变炉出口气体中驴(CO)／％系统阻力／MPa系统吨氨耗蒸汽／kg26．O～27．6—7．64．0～5．5 6．5—7．0_2．OO．6一O．8～1．2 0．2—0．40．12 0．111 Ooo 400(1)技改前(开10．5机)系统阻力明显上升到0．12 MPa以上，热水泵易抽空，被迫减量生产。技改后(开11．5机)系统阻力在0．10 MPa左右，为今后系统扩能创造了条件。(2)新增调温器1台回收热量，饱和热水塔改为垂直筛板塔，提高了进饱和热水塔的热水温度，增大了饱和热水塔的产汽能力，减少了中变系统的外加蒸汽量，饱和蒸汽温度由110℃提高到130℃左右，饱和热水塔变换气出口温度由技改前100℃左右降至80 cC左右。系统蒸汽添加量在2．5～3．0 t／h，比原来节约蒸汽3．O～3．5 t／h，年节约蒸汽费用约168万元，吨氨耗蒸汽节约600 kg左右，达到改造预期目的。(3)变换系统出口气体中妒(CO)由0．6％降至0．4％以下，变换系统变换率提高了约0．6％，降低了甲烷化系统负荷，减少甲烷生成量，从而减少合成系统放空量，同时提高了压缩机的打气量，增加了合成氨产量。(4)中变炉三层出口气体中妒(CO)由原4．o％～5．5％提高至6．5％～7．O％，降低了中变负荷，中变催化剂的使用寿命延长；并且中变催化万方数据12氨汽提法小机泵常见问题及处理白斌 李蔚(河南中原大化公司尿素厂 濮阳457004)中原大化公司尿素厂520 kt／a氨汽提法尿素 续工作状况下稳定运行。尽管设计为小机泵的稳装置中的小机泵迄今已运行了20年，小机泵的基 定运行作了周密的考虑和安排，但仍难免与机泵本情况见表l。从表1中可看出：由于机泵输送 的实际运行状况有所差距，在一定程度上留下隐介质和具体运行状况的差异，小机泵根据自身不 患，存在机泵机械密封泄漏、油箱进水以致烧轴等同运行状况和特点，均设有与自身运行状况相适 问题。为降低生产成本和确保小机泵正常运行，应的系列辅助系统和结构，以便更好满足机泵连 笔者作了一些改造和探索，总结出一些经验。表l小机泵基本情况设备名称 位号 单级泵 双级泵 蒸汽夹套 串联机械密封 自身冲洗 循环冲洗 外部冲洗轴承箱冷却 机封冷却中压甲铵泵氨升压泵尿素溶液泵氨溶液泵尿素熔融泵尿液回收泵P103A／BP105A／B 是P106A／B 是P107A／B ·是P108A／B 是P109A／B 是是 是是是是是是是是是是是是是是冷凝液冲洗泵P110A／B 是 是冷凝液泵 Pll3A／B 是 是解吸给料泵Pll4A／B 是 是水解给料泵P115A／B 是 是 是是是是是是 是是注：中压甲铵泵、氨升压泵、氨溶液泵和水解给料泵的外部冲洗为改造后情况。1 冷却水管线堵塞及处理用冷却水降低轴承及机械密封温度，以维持机泵连续工作状况下的稳定运行是运转设备普遍采用的方法。氨汽提法小机泵也一样，部分输液温度高、电机功率大的机泵设有轴承冷却系统，对个别机泵机械密封部位进行了冷却(见表1)。由剂耐硫性能好，可在含硫量较高的情况下操作，加上气体中汽气比的降低，有效地阻止了歧化反应的发生。(5)变换冷凝器进出口气体温差为50℃左右，压差由原0．02 MPa降低至0，系统出口气体温度由原65℃左右降到40℃左右，提高了低压机的打气量。(6)增设调温器后，气体温度得到有效控制，于管线堵塞一般无明显异常现象，不易发现，一旦发现时，管线已严重堵塞或造成事故。主要原因：生产中用于轴承和机封降温的冷却水和引、回水管线均取自冷却水总管底部，总管设于10 in高的管廊上，而机泵多设于地面，小机泵多采用①12 mm和观0 mm引、回水管线，形成的u形管很容易被淤积的泥沙等杂物堵塞，尤其充分发挥了低变催化剂的低温活性，可在低于190℃运行。该工艺克服了原中串低工艺蒸汽消耗高、系统阻力大、CO含量超标的缺点，同时吸收了全低变工艺蒸汽消耗低、中串低工艺催化剂耐硫的优点，有利于节能降耗和操作稳定，保证了生产装置长周期安全稳定运行。(收到修改稿日期201l旬3旬3)

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