李玲燕， 王 飛

(1.山西潞安煤基合成油有限公司，山西 長治 046000；2.山西潞安煤基清潔能源有限公司，山西 長治 046000)

引 言

某公司燃料氣管網(wǎng)使用的是系統(tǒng)裝置尾氣，即脫碳凈化氣、油洗干氣。在系統(tǒng)出現(xiàn)跳車和其他異常工況時，裝置壓力降低，尾氣量大幅下降，會出現(xiàn)燃料氣管網(wǎng)壓力波動的情況，甚至出現(xiàn)燃料氣管網(wǎng)壓力不能滿足公司加熱爐及其他用戶的需求[1-2]。

根據(jù)原始設(shè)計(jì)，唯一的替代氣源是LPG，即從LPG球罐直接外供，以保證各裝置的燃料供應(yīng)。但是LPG熱值過高，充當(dāng)燃料氣使用時，經(jīng)常出現(xiàn)加熱爐的燒嘴燒壞和LPG不完全燃燒，造成火炬冒黑煙的現(xiàn)象[3-4]。同時，該公司的火炬長明燈設(shè)計(jì)氣源為LPG，LPG管線從液體罐區(qū)送至氣化和火炬裝置使用，運(yùn)行過程中，火炬長明燈消耗LPG較多，成本較高。

從公司的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行考慮，尋求替代氣源是公司的最佳改造方案。

1 改造方案研究

為保證全廠燃料氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定供應(yīng)，保證用戶的正常使用，減少LPG使用，提高LPG外售價格，公司進(jìn)行了燃料氣尋找新氣源的技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。首先，收集全公司可能作為氣體燃料的氣體，包括燃料氣、火炬氣、凈煤氣、油洗干氣、粗煤氣、LPG、脫碳凈煤氣等進(jìn)行組分分析(見表1)，通過氣體熱值表(見第90頁表2)換算熱值進(jìn)行對比，最終確定各種氣體的熱值(見第90頁表3)，通過對比尋找接近燃料氣熱值的新氣源。

表1 各種氣源的組分分析數(shù)據(jù)表

表2 各種氣體組分的熱值表

表3 各種氣體熱值匯總表

通過計(jì)算對比確定為粗煤氣、凈煤氣、火炬氣熱值與燃料氣較為接近。在現(xiàn)場對比實(shí)施方案，進(jìn)行充分論證最后決定用凈煤氣作為燃料氣的替代氣源。通過將凈煤氣管線跨接至燃料氣管網(wǎng)，在出現(xiàn)燃料氣管網(wǎng)壓力波動時，用凈煤氣跨接供應(yīng)保證燃料氣管網(wǎng)的正常運(yùn)行。

本表按標(biāo)準(zhǔn)工況[1.0×105Pa,0 ℃]，干基，熱值單位kcal/m3，換算為[273.15 K,0.101 3 MPa]，干基熱值單位MJ/m3。

對火炬長明燈LPG管線跨接燃料氣，降低運(yùn)行成本的同時，也能保證長明燈氣源，同時也能保證燃料氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，保證在正常生產(chǎn)過程中燃料氣和LPG管線還可以進(jìn)行正常切換。

2 改造方案實(shí)施

2.1 尋找燃料氣新氣源施工作業(yè)

關(guān)閉凈化合成氣平臺下的切斷閥，確認(rèn)凈化合成氣去1#裝置的閥門關(guān)閉。確認(rèn)去2#裝置的流量調(diào)節(jié)閥FV22101調(diào)節(jié)閥前后閥及旁路關(guān)閉。

在凈化合成氣管線導(dǎo)淋1處接氮?dú)膺M(jìn)行置換，置換排放口通過2#裝置界區(qū)前V07罐前PV閥門放空置換。管線置換完全后，通過流量計(jì)導(dǎo)淋進(jìn)行取樣分析，當(dāng)可燃?xì)庵笜?biāo)小于0.5%時，在凈化合成氣平臺處加盲板M1，去1#裝置 E101出口聯(lián)通管線處加盲板M2，流量調(diào)節(jié)閥處加盲板M3及旁路M4加盲板進(jìn)行處理。處理結(jié)束后進(jìn)行凈煤氣管線跨接燃料氣管線的施工作業(yè)。

2.2 火炬長明燈LPG管線跨接燃料氣作業(yè)

由于公司火炬氣在正常運(yùn)行期間不能間斷，此項(xiàng)作業(yè)需在全廠停車的情況下實(shí)施。企業(yè)停車大修時在氣化西側(cè)將DN600的燃料氣管線開孔引出一根DN100的管線接至火炬的LPG管線上(位置火炬裝置內(nèi)部跨接)詳細(xì)施工見第91頁圖1。

圖1 火炬長明燈LPG管線跨接燃料氣改造圖(mm)

技改涉及的工藝介質(zhì)及相應(yīng)參數(shù)為：

涉及的工藝介質(zhì)：LPG壓力0.45 MPa ,溫度常溫；燃料氣壓力0.45 MPa ,溫度常溫。

3 改造方案的運(yùn)行情況及效益

1)通過燃料氣尋找新氣源改造方案實(shí)施投用后，在系統(tǒng)出現(xiàn)跳車事故、異常工況時，能夠緊急打開凈煤氣跨燃料氣的調(diào)節(jié)閥，以保證燃料氣管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，進(jìn)而保證企業(yè)各裝置加熱爐等燃料氣消耗系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2)由于燃料氣有凈煤氣系統(tǒng)作為后備氣源，故LPG可不需要作為安保氣源進(jìn)行儲備，實(shí)現(xiàn)了資金的流通。緊急情況下，可代替LPG預(yù)計(jì)用量9 000 m3/h。

3)火炬長明燈LPG管線跨接燃料氣技改所需費(fèi)用中等，日常維護(hù)消耗低。通過此次技改，可使火炬長明燈年消耗成本降低620萬以上，滿足環(huán)保要求，提高生產(chǎn)效率，以防裝置全面停車造成各公用介質(zhì)用量增加及設(shè)備、易損件等各方面的損耗，節(jié)約不必要的支出。

4)火炬長明燈LPG管線跨接燃料氣技改還可以保證在運(yùn)行期間火炬長明燈氣源順利切換，在燃料氣管網(wǎng)、凈煤氣管網(wǎng)均出現(xiàn)壓力異常或者供應(yīng)異常時，可以正常切換至LPG。有效保證火炬長明燈的燃燒溫度，避免造成環(huán)境污染的物質(zhì)排放。

4 結(jié)語

本研究通過燃料氣尋求替代氣源的研究和改造，并經(jīng)過企業(yè)的運(yùn)行試驗(yàn)，確定了該研究的合理性和可行性。建議其他化工企業(yè)也可以參考該類方案進(jìn)行相應(yīng)改造。改造時需注意的問題，首先是，對企業(yè)內(nèi)各種氣體組分分析時要保證取樣的準(zhǔn)確性、代表性，否則進(jìn)行熱值對比將毫無意義；其次，進(jìn)行熱值計(jì)算時要利用同一種計(jì)算方法，否則無可比性；最后，氣源選取時要選擇熱值最接近、氣源最穩(wěn)定、改造最簡單的氣源進(jìn)行改造。