劉建峰

(青島科技大學(xué)，山東 青島 266042)

作為全國第一家碳酸氫銨改產(chǎn)尿素的企業(yè)，兗礦嶧山化工有限公司高度重視技改技革對企業(yè)節(jié)能降耗工作的重要性。經(jīng)過多年的發(fā)展和改擴(kuò)建，該企業(yè)目前擁有兩套合成氨和尿素裝置，具有年產(chǎn)氨醇20萬噸、尿素30萬噸的生產(chǎn)能力。近年來，該公司圍繞合成氨生產(chǎn)過程中的成本控制重點(diǎn)——無煙煤消耗，把造氣工段的優(yōu)化運(yùn)行和改造，作為全廠節(jié)能降耗的重點(diǎn)進(jìn)行集中攻關(guān)。在數(shù)次排查摸底和深入調(diào)研論證的基礎(chǔ)上，該企業(yè)技術(shù)人員分析查找出影響造氣系統(tǒng)發(fā)氣量和消耗的癥結(jié)所在，利用2012年3月份的大修，以洗氣塔雙水封改造為重點(diǎn)對造氣工段進(jìn)行降阻節(jié)能改造，運(yùn)行效果明顯。

1 造氣工段設(shè)備現(xiàn)狀

該企業(yè)造氣工段現(xiàn)有16臺DN2800錐形造氣爐，由4套造氣系統(tǒng)組成，每套造氣系統(tǒng)有4臺造氣爐，各配備兩臺D600風(fēng)機(jī)，開一備一。由于是分期建設(shè)，其中的兩套系統(tǒng)采用“一爐一鍋一塔”的工藝流程，其余兩套系統(tǒng)分別采用“兩爐一鍋一塔”和“四爐一鍋一塔”工藝流程。目前，造氣工段共有11臺洗氣塔，其中：“四爐一鍋一塔”系統(tǒng)的洗氣塔未采用水封結(jié)構(gòu)，出氣用煤總閥控制，其余10臺洗氣塔采用水封結(jié)構(gòu)。正常生產(chǎn)時(shí)，一般運(yùn)行14臺造氣爐，備用2臺。

2 運(yùn)行情況及問題分析

該公司的噸氨煤耗（實(shí)物量）長期居高不下，在煤質(zhì)較好的情況下，噸氨煤耗（實(shí)物量）在1250kg，煤質(zhì)差時(shí)，高達(dá)1370kg，嚴(yán)重影響企業(yè)效益。在化肥市場低迷的今天，直接威脅到企業(yè)的生存。公司組織技術(shù)骨干，從技術(shù)的角度，摸排造氣系統(tǒng)存在的問題。經(jīng)過仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)采用水封結(jié)構(gòu)的10臺洗氣塔存在較大的阻力。洗氣塔設(shè)計(jì)水封插管高度（溢流堰高出插管下端）在90mm。停車后，拆檢實(shí)際測量水封高度（根據(jù)插管上水面的痕跡）在200mm左右。原因是由于溢流堰寬度較小，水位高度升高所致。隨著洗氣塔半水煤氣插管底部積灰的增多，局部積灰甚至達(dá)到插管下端附近，致使氣道變窄，無謂地增加了系統(tǒng)阻力。正常生產(chǎn)時(shí)，實(shí)際壓差在350-400mm左右,造氣系統(tǒng)發(fā)氣量明顯偏低，造氣消耗明顯偏高。

3 雙水封改造

針對洗氣塔水封阻力增大的形成因素，經(jīng)過認(rèn)真分析、討論，同時(shí)吸取同行業(yè)改造的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，決定將洗氣塔水封改成雙水封結(jié)構(gòu)。改造后的洗氣塔雙水封簡圖如圖1。

改造后的洗氣塔雙水封工作原理為：高位水封只在造氣爐檢修或需要與煤氣總管隔絕時(shí)使用，此時(shí)閥1全開，閥2微開（保持水的流動(dòng)，防止積灰堵塞）。低位水封在正常生產(chǎn)時(shí)投用，此時(shí)閥1微開，閥2全開。雙水封結(jié)構(gòu)既滿足了正常生產(chǎn)時(shí)低阻力的需要，又能達(dá)到檢修時(shí)形成水封與煤氣總管隔絕的要求，而且二者之間切換操作簡易，安全可靠。

圖1 洗氣塔雙水封簡圖

4 運(yùn)行效果

正常生產(chǎn)時(shí)，投用低位水封，閥1微開（保持水的流動(dòng)，防止積灰堵塞），閥2全開，洗氣塔內(nèi)水位降低，液位在半水煤氣進(jìn)氣管下方300mm左右。若投用高位水封，水位高度在半水煤氣進(jìn)氣管上方200mm處。由此可見，由于低位水封的投用，相比使用高位水封，半水煤氣在洗氣塔內(nèi)沒有200mm高的水封阻力，況且，半水煤氣進(jìn)氣管下端離水面有300mm左右的距離，氣體通道暢通。

經(jīng)實(shí)際測量，洗氣塔投用低位水封，壓差減少350-400mm。單爐發(fā)氣量增加10%-15%，噸氨煤耗下降70-80kg，噸氨煤耗（實(shí)物量）穩(wěn)定在1100kg。節(jié)能效果顯著。

正常生產(chǎn)時(shí)，運(yùn)行12臺造氣爐可保證供氣，滿足年產(chǎn)20萬噸氨醇，30萬噸尿素的需要。

5 注意事項(xiàng)

投用低位水封要注意以下事項(xiàng)：①定期開大微開閥門，沖洗其所在的管路，防止積灰堵塞；②保持油路清潔和油壓的穩(wěn)定，確保油路連鎖穩(wěn)定可靠，避免由于閥門的誤動(dòng)作引起的爆炸；③各臺閥門要配套閥門位置檢測、連鎖裝置。閥門起落不到位時(shí)，立即連鎖自動(dòng)停爐，可有效防止爆炸事故。