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造气流程及原料路线技术改造总结? 造气流程及原料路线技术改造总结 作者/来源:周建军 曹学斌(恒通化工股份有限公司) 日期:2008-10-31 1 现状 恒通化工化肥厂有两套造气共14台造气炉,6台鼓风机。为两套Ф1000合成生产原料气,日产醇氨550吨,710吨尿素。经过多年的技术改造,造气炉的炉膛不断扩大,由Ф2400扩大到Ф26500,再增加到Ф2800/Ф2600锥形夹套。在运行中暴露出一些不足。 造气炉直径的增加,使得造气炉单炉产气量增加,但相应的流程却一直末作变动。仍采用单炉单套回收、清洗系统,设备也一直延用原有配置。特别是1#造气系统的室外设备如上行除尘器、过热器、洗气塔等还是原Ф2400造气炉的配置。上行除尘器直径1.6米,洗气塔直径1.4米。除尘效果差,热回收效果不好,自产蒸汽量少,出系统的半水煤气温度过高,系统阻力大。这表明原有的单炉单套热回收系统的工艺流程已不适应当前的情况。 由于造气生产采用的是送风制气间歇运行,热回收和洗气装置在送风过程中闲置,造成设备浪费。同时单炉单套的布置,增大了设备占地面积,给设备维护检修造成不便。因此需对造气当前的工艺流程、设备配置进行优化,改单炉单套热回收和洗气为多炉一套热回收和洗气,以解决当前存在的问题。 造气炉直径的增加,其配置的油压阀门也不断加大,送风阀、上行阀、回收阀都由原来的DN600通径增加到DN700。随着阀门加大,其起落速度明显变慢。由全闭到全开时间约6秒。这严重影响了造气炉制气。造气油压系统急需改造。 我们面临的不仅是节能降耗技术上的不足,还有原料结构上的制约。由于距山西块煤产地较远,一直受原料煤的困扰,特别是近年来,煤电价格不断攀升,尿素价格走低,利润空间一再受到挤压,处境相当严峻,急需调整原料品种,摆脱对山西块煤的依赖,以降低生产成本,提高企业效益。 2 改造方案 2.1 原料煤结构调整 白煤沫是山西块煤加工过程中产生的碎煤,随着矿山机械化开采比重的增加,煤沫在出矿量中的比例越来越大。煤沫的价格远低于块煤。因其粒度过小,不能在固定床半水煤气发生炉上使用。但它的化学成分和机械性能和块煤是相同的,用其生产型煤生产合成氨原料气可以在气体成分上最大限度地接近块煤。经过多方面考察、调研,我厂决定建二套年生产能力10万吨的腐植酸钠煤球生产线。用价格低的白煤沫,生产煤球,改用型煤制气,进一步降低生产成本。煤球的使用采用单烧,1#造气系统全部烧煤球,2#造气系统全部烧块煤。煤球生产线流程图如下: 原料煤由落煤斗经 皮带输送机 送入立式粉碎机,粉碎至一定粒度后落入 双轴搅拌机 ,在搅拌机内按工艺要求放入一定比例的腐植酸(粘结剂),经过双轴搅拌机再次搅拌均匀,混合后传送至沤制池内存放,经过堆沤48小时后可转入制球。由落煤斗经皮带输送机送入煤球成型机,粉煤加工成煤球后,经筛子分离碎煤后由皮带输送机送往煤球烘干工序。煤球落在烘干机的炉排上,由链条牵引在炉内往复运动,利用热风炉产生的高温烟气将煤球烘干。尾气经除尘器除去飞灰后,由引风机抽出排入大气。落入烘干炉底煤斗的煤球经皮带输送机装车转往造气岗位,用于制取合成氨原料气。 煤球生产操作控制: 原煤粉碎:粉碎上料皮带机上安装永磁除铁器,吸除原料煤中的铁质杂物,防止粉碎机的打煤锤损坏。当开启上料皮带机后,应详细检查上料皮带机的运行情况,上料应达到上料均匀适中,不可过多或过少,必须根据粉碎机的粉碎量和煤沫的干湿程度及搅拌机的搅拌传递能力相适应。 粘接剂与粉煤混合:粉煤与粘结剂混合均匀,有利于型煤强度提高,经过2台双轴搅拌机的搅拌,基本上可以达到料均匀,这样才有利于提高型煤的强度。型煤的水分直接关系到型煤的成型率,固化时间,初期强度,后期强度等,根据型煤机的压力和实际生产表明,成型水分应控制在煤球8~10%。水含量和粘结剂比例可根据生产需要调节。 煤球成型:煤球机和上料皮带机安装有 变频调速器 ,可根据上料情况调整皮带机和煤球机的转速。皮带机安装有永磁除铁器,以防止铁块和其它异物进入成球机。出球后由出球皮带机送至窑内(由窑尾顶部进入底部出球),出球后合格的球进入炉窑,部分碎沫经过筛分落入回料车,回料运至进料口,重新生产。 2.2 造气流程改造 我厂造气炉操作采用120秒循环,一台风机供四台造气炉。因此选用四炉一套热回收系统的工艺流程。为此需为每台造气炉的除尘器出口增加一个煤气总阀。流程如下。 2.3 造气流程改造的同时对部分设备进行改造,上行除尘器直径增大,高度加高。增加下行除尘器,降低半水煤气中粉尘对过热器、废锅内件的冲刷腐蚀。废锅的气包不再与造气炉水夹套共用一个气包,改为单独设置。造气炉水夹套汽包由单炉一台改为四炉一台。汽包设液位自调。原有蒸汽缓冲罐为卧式,直径1.6米,长度5米,容积只有15m3,造成入炉蒸汽压力波动大,远远不能满足生产需求,将其更换为大容积蒸汽缓冲罐。原造气炉炉体加高600mm,增大炉内有效容积。 2.4 管道改造 造气炉直径增大后,不仅原有设备偏小,原本的煤气管道和蒸汽管道直径偏小,需将联合过热器的进口管加大到Ф1400,联合洗气塔进口管道加大到Ф1200,出口管道加大到Ф1000,以减少阻力。入炉蒸汽总管由DN400增加到DN500,送风总管由DN600增加到DN800,入炉送风管由DN500增加到DN600。 单炉煤气总阀出口与进水煤气总管相接处和联合洗气塔与半水煤气总管相接处都以45度角斜向并入,避免90度角的出现,可以进一步降低系统阻力。 2.5 上行阀前移至造气炉炉顶 上行阀前移,下吹蒸汽进口由上行管移至造气炉炉体。下吹蒸汽不需再充满上行管和上行集尘器,可降低入炉蒸汽的消耗。由于改造后的造气炉没有采用自动加煤,而是采用自动炉口,人工加煤。加煤斗直径远大于自动加煤机的料斗,使炉顶没有安装上行阀的空间。为此增加了一个上行阀方箱。 2.6 油压系统改造 更换阀站。原阀站安装的全部是电磁阀,所有油压阀均采用电磁阀控制,电磁阀的流量较小,只有35L/min。改造后新的阀站安装电液阀,DN600以上的油压阀采用24EIYO-B20H-T电液阀控制,其流量为75L/min。其它阀仍采用电磁阀控制。 输油管加粗。油路总管由Ф38增加到Ф76。DN600以上的油压阀供油管由Ф25增大到 Ф32。 更换泵站。泵站由HB50更换为CBY3100泵站,一个泵站带4台造气炉,并配一个100L的蓄能器。每台造气炉配一个40L的蓄能器。 3 设备选择 煤球生产主要设备:年产十万吨煤球生产线设备配置: 煤球机:加工的煤球为Ф50的扁球形。型轮结构采用整体式锻造件,耐磨性好,使用寿命长,球窝加工精度高。但磨损后无法局部修复,只能整体更换。成型压力采用油压控制,解决了成型压力不易调整的问题。油压系统回路设有蓄能器,可以保证系统压力,并在给料量过大活塞后退时保护回路。在对辊上方安装有搅拌器,与对辊的轴联动,通过搅拌器疏松物料,防止悬料,保证对辊的进料充足,减少成型过程中的半球率。 烘干炉:为卧式烘干机配备长廊烘干窑和热风炉及传动装置。成球机出来的鲜煤球从窑尾的顶部进入在窑内经过四层筛板循环(2~3小时),最后从窑的尾部底层输出,为减少煤球在炉内层间翻转时的破碎率,烘干炉的长度加长到50米,这样在第一次翻转时,煤球可以达到一定的强度,能够承受翻转时的冲击力。该套系统到货设备总重约60吨,多为零散部件现场组装,筛板约730件,链轮、框架、轨道等零部件约12000件,安装工作量大;烘干炉长度近50米,安装精度要求高。 造气设备 上行除尘器:直径由1.6米,增加到2.4米,高度增加3米。总高达到10米。 联合过热器废锅:采用组合式,上部为过热器,下部为废锅。结构为热管式。设计能力总换热面积850m2,软水段流量2.6T/h,蒸汽段流量7.6T/h(造气炉水夹套产蒸汽也经过蒸汽段),通过半水煤气量34000Nm3/h。 联合洗气塔:直径为3.5米,空塔喷淋,内部设两层塑料小花兰喷头。每层喷头为32个,共64个喷头。 蒸汽缓冲罐:采用立式,直径3米,高8.5米。改造后容积由原来卧式的10立方增加到60立方。 联合废锅汽包:两台联合废锅共用一台汽包Ф2000×5000。汽包安装在独立的钢框架上,其中心高度比联合废锅的废锅段(下段)出气口高两米。汽包液位采用DN80的自调阀进行自动控制。 设备整体布置上在中间留8米宽的检修通道,造气炉、除尘器、蒸汽缓冲罐与联合废锅、汽包、联合洗气塔分布在检修通道两侧。 4 安全环保 联合过热器、废锅顶部加装防爆板。气包设现场液位计和电子液位计,以减少假液位对操作的影响,同时设液位自调方便操作,并设安全阀防止超压。联合洗气塔进出口设水封,顶部设入孔和放空,方便检修时置换。每台造气炉的煤气总阀阀后设水封,检修时用作系统隔断。 5 新增设备规格及设备投资估算 两套十万吨煤球生产线共投资约500万元。土建部分约占20%。 造气设备投资210万元,防腐采用高温漆,保温采用铝皮和海泡石,费用合计30万元。再加上安装及安装材料、土建、电仪等整套系统费用总计400万元。 6 安装及施工 两套煤球生产线,单套安装用时两个月。 系统管道通径的放大,现有装置必须停车,所以利用化肥厂大修进行。除尘器的更换在大修前利用单炉检修完成。联合过热器、联合洗气塔在大修前完成设备安装,在大修时并入系统。 原设备管道拆除和新设备、管道安装由我集团安装公司实施,时间近一个半月。 7 运行效果 7.1 煤球生产效果: 两套十万吨煤球生产线运行以来,班产煤球最大达到187吨,单球硬度在600N至800N。各项分析数据见下表: 吨煤沫价格550元,吨煤球的加工成本70元(含烘干用烟煤、水、电、碱、维修、折旧、财务等各项费用),每吨煤球的生产成本合计为620元(以上为含税价)。煤球的价格远低于块煤。 7.2 煤球制气效果: 与大多数厂家煤球制气时煤球和块煤按一定比例混合后入炉掺烧不同,我厂煤球制气时采用的是单烧,入炉只有煤球单一煤种。造气炉操作仍采用块煤时的2分制气。操作指标与山西块煤近似。造气炉操作稳定,单炉每班加煤12~13斗,每斗加入量约1.6吨。6台造气炉烧块煤,6台造气炉烧煤球,煤球炉灰渣含碳30%,造气炉蒸汽分解率45%左右。 7.3 造气流程改造后运行效果 安装联合过热器、废锅后,半水煤气温度降低,进洗气塔的半水煤气温度由原来的160℃降至140℃。洗气塔出口半水煤气温度由60℃降至50℃。出系统半水煤气温度降低,可增加压缩机打气量,提高氨产量。半水煤气温度由160℃降至140℃,造气自产蒸汽量增加。联合废锅投入运行后,6台造气炉运行时,汽包加水量为小时6吨。 采用联合设备流程缩短后,制气阻力下降。煤总阀出口压力为5~6KPa。而在改造前,测量单炉洗气塔进口处压力约为9KPa。 上行除尘器加大后,放灰量明显增多,小颗粒的粉尘(象面粉一样细)也能分离下来。改造前吹风气回收燃烧炉前总除尘器的水封内,每天需清灰一次,自新上行除尘器运行至今,该处水封就一直不用清积灰。 原本开13~14台造气炉,4台风机运行。改造后运行开三台风机,12台造气炉,6台炉烧煤球,6台炉烧块煤,供化肥装置满负荷运行。少开一台造气炉,一台风机。吨氨块煤耗815Kg,吨氨型煤消耗645Kg。 油压系统改造效果明显,阀门起落速度明显加快。以DN700的油压阀为例,原本由全闭到全开时间约6秒,改造后缩短到3秒。 8 存在问题 煤球生产线的运行受原料白煤沫含水量的影响较大。煤沫含水量变大时,容易粘在粉碎机的内壁和打煤锤上,使其处理能力大幅度下降。同时因入煤球机的煤沫含水量有限制,粉碎后的煤沫如含水过高,为保证水平衡,则加入的粘接剂就偏少,造成煤球强度下降。经过夏季运行表明,雨天时型煤生产产量和质量都大幅度下降。 造气流程改造过程中,由于对管道热应力重视程度不够,所有管道安装过程中未设膨胀节,仅以弯头吸收热应力,导致运行一段时间后,部分管道开裂。尤以煤气总阀阀口下端的法兰短节开裂较为严重。导致半水煤气泄漏,更换阀体短节时间不长即再次开裂。分析原因为此处下行管线温度达300多度,该管线长12米,虽与上行除尘器外壁温度有同步热胀冷缩的可能性,但上行除尘器内衬耐火砖后,壁温远低于上行管道,经计算上行管热位移仍有30mm,上行管下端固定,造成上行管上端上移,顶坏煤总阀。如果在该管道上安装波纹膨胀节,可以解决管道热位移的应力。但考虑到管内介质对膨胀节有一定的腐蚀性,我们采用安装弹簧吊架来解决热位移产生的应力。 安装弹簧吊架后的实际运行情况表明,该方法可以解决管道热位移对煤总阀的损坏,该处没有再出现法兰短节开裂的现象。 查看更多 0个回答 . 1人已关注
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简介
职业:安徽省元进金元钙业有限公司 - 技术开发工程师
学校:济源职业技术学院 - 冶化系
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个人简介:想想自己以前的话感觉自己好无聊查看更多
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