席鐵峰(山東兗礦國(guó)際焦化有限公司,山東 濟(jì)寧 273500)

1 原有合成汽輪機(jī)組、水冷器效果的影響

國(guó)際焦化公司合成裝置自2006年12月26日產(chǎn)出合格的甲醇后，受蒸汽、合成汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行狀況、水冷器效果的影響，產(chǎn)量一直沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。自裝置試車到現(xiàn)在，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，合成區(qū)域的換熱器效果逐步變差，其中合成循環(huán)氣溫度最高時(shí)達(dá)到75℃，比設(shè)計(jì)指標(biāo)高出30多度，嚴(yán)重影響了甲醇的分離效果。

2012 年合成系統(tǒng)經(jīng)過(guò)檢修后，裝置的總體性能得到了極大的提高，產(chǎn)量在逐步增加，2013年產(chǎn)量為16.5萬(wàn)噸，但由于前期運(yùn)行過(guò)程中循環(huán)水臟，同時(shí)水冷器又是殼程走循環(huán)水，造成殼程堵塞嚴(yán)重，雖然在2013年兩次系統(tǒng)檢修時(shí)清理及酸洗，但是清理效果不好。開(kāi)車后溫度有所下降，但依然高達(dá)70℃左右。

2 改善甲醇系統(tǒng)冷卻效果的必要性

為改善甲醇循環(huán)氣冷卻效果，公司于2014年5月新增2臺(tái)FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器，設(shè)計(jì)處理氣量240000m3/h，冷卻后溫度≤40℃。5月底投用后，通過(guò)閥門分配負(fù)荷，2臺(tái)FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器通過(guò)了甲醇合成總循環(huán)70%氣量，大大改善甲醇系統(tǒng)冷卻效果，由投用前的75℃降到了投用后47℃，提高甲醇回收率，降低煤氣消耗100多立方，每天多產(chǎn)甲醇近35噸。

3 甲醇循環(huán)水冷卻實(shí)施方案

新增2套FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器來(lái)徹底解決上述問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況，決定一臺(tái)利用現(xiàn)有列管換熱器基礎(chǔ)平臺(tái)，另一臺(tái)在其東側(cè)空閑位置布置，提前設(shè)備安裝、管道預(yù)制到位。為保證全年的生產(chǎn)天數(shù)及任務(wù)的完成，2014年冬季檢修從停到生產(chǎn)只安排4天時(shí)間，現(xiàn)有列管換熱器連拆除和安裝及配管無(wú)法完成，決定本次改造先增加一套FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器，仍然保持現(xiàn)有的列管換熱器并聯(lián)運(yùn)行，2015年春季檢修拆除全部列管換熱器，已完成最后一臺(tái)改造FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器增加改造。

3.1 蒸發(fā)式冷凝器

蒸發(fā)式冷凝器是集普通開(kāi)式冷卻塔、水泵、水系統(tǒng)的管道連接組合成一體，具有節(jié)電、節(jié)水、安裝方便、占地面積小、維修方便等特點(diǎn)。但在換熱原理存在本質(zhì)上的差別。開(kāi)式冷卻塔是是通過(guò)熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，通過(guò)空氣冷卻和蒸發(fā)部分冷卻水來(lái)降低冷卻水的溫度，而蒸發(fā)式冷凝器是利用水的潛熱也就是水在常溫下的蒸發(fā)吸收熱量達(dá)到冷卻的目的，同樣質(zhì)量的水蒸發(fā)所吸收的熱量是水溫升高5度時(shí)熱量的116倍，所以冷卻塔的換熱效率很高。

3.1.1 先進(jìn)換熱盤管技術(shù)

高效換熱盤管由高質(zhì)量的換熱管制成，換熱盤管在完成最后組裝前經(jīng)過(guò)4次嚴(yán)格的氣壓試驗(yàn)（設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，試驗(yàn)壓力1.25MPa），具有良好的氣密性；盤管沿介質(zhì)流動(dòng)的方向設(shè)計(jì)了2%的坡度，便于在系統(tǒng)停機(jī)時(shí)將介質(zhì)排出，避免凍壞換熱管。

換熱管布置采用蛇形彎管技術(shù)，相對(duì)管箱結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)柔性化，消除制造、運(yùn)行過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力；彎頭阻力小，可減小流通面積，增加單管長(zhǎng)度，提高管內(nèi)流速，強(qiáng)化換熱；可提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、可靠性高（焊接點(diǎn)少、應(yīng)力小、耐壓高）。將進(jìn)、出口閥門與盤管組成若干換熱模塊，根據(jù)換熱量和環(huán)境條件變化，實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

3.1.2 雙重防腐設(shè)計(jì)，全框架結(jié)構(gòu)

箱體外護(hù)板、進(jìn)風(fēng)柵等，采用鍍鋅板外加噴塑，也就是在鍍鋅板的外表面進(jìn)行一層靜電噴塑，進(jìn)一步提高了面板的抗腐蝕能力和美觀度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。雙重防腐，耐蝕美觀。

3.1.3 高效動(dòng)力配置

從安裝位置上來(lái)講，軸流風(fēng)機(jī)采用頂吸式，采用頂吸式主要是為了使冷卻盤管處于一個(gè)負(fù)壓區(qū)，因?yàn)樗谪?fù)壓時(shí)更容易蒸發(fā)，頂吸式可增強(qiáng)水膜蒸發(fā)以提高換熱。

3.1.4 均勻散水裝置

噴淋水的好壞直接影響換熱盤管表面水膜形成質(zhì)量，水膜太厚會(huì)增加熱阻影響傳熱，太薄容易形成干點(diǎn)。采用高品質(zhì)ABS材質(zhì)吊籃式多層傘狀噴淋形噴嘴，具有流量大、噴淋均勻、不易堵塞的獨(dú)有特性，使冷卻水膜最大限度均勻布置在換熱盤管周圍，提高傳熱系數(shù)。噴嘴與噴淋管采用承插式連接便于拆卸與沖洗。

4 改造后的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

4.1 解決了因甲醇水冷器冷卻效果不好能耗高問(wèn)題。

4.2 解決了限制甲醇擴(kuò)大產(chǎn)能的瓶頸。

4.3 通過(guò)蒸發(fā)式冷凝器完全取代甲醇水冷器，達(dá)到循環(huán)氣溫度的設(shè)計(jì)要求。

4.4 甲醇水冷器停用后，減少甲醇循環(huán)水用量1300m3/h，進(jìn)一步改善甲醇系統(tǒng)其它冷卻器的換熱效果，同時(shí)減輕甲醇循環(huán)水運(yùn)行負(fù)荷。

4.5 FZT-7200蒸發(fā)式冷卻器投用后，噸甲醇消耗焦?fàn)t煤氣降低約100m3/h，每月增產(chǎn)甲醇約750噸，增加產(chǎn)值170萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器投用效果分析，再通過(guò)增加1臺(tái)FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器達(dá)到3臺(tái)并聯(lián)，利用閥門調(diào)節(jié)合成氣量最終使循環(huán)氣溫度降到43度以下，增加產(chǎn)量的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益大幅度升高。