趙運云，李 進，湯士勇

(云南云天化國際化工有限公司紅磷分公司，云南開遠661600)

紅磷分公司合成氨裝置生產(chǎn)能力為80 kt/a，造氣1#、2#系統(tǒng)共配置9臺φ 2 610 mm造氣爐，其中1#系統(tǒng)4臺，2#系統(tǒng)5臺，各配置1臺SN－860型廢熱鍋爐。SN－860型廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽與造氣爐水夾套自產(chǎn)飽和蒸汽共同進入吹風氣蒸汽過熱器過熱后蒸汽溫度約為135～145℃，進入蒸汽緩沖缸供造氣爐使用，占造氣蒸汽用量的20%。

在造氣爐檢修或者減量運行時，吹風氣量減少，導致自產(chǎn)蒸汽經(jīng)吹風氣過熱器過熱后蒸汽溫度降低，造氣入爐蒸汽溫度波動大、不穩(wěn)定。

2012年利用大修期間，用RLG型廢熱鍋爐替換SN－860型廢熱鍋爐，蒸汽溫度可以達到220℃以上，直接進入蒸汽緩沖缸后與外供蒸汽混合供造氣爐使用。在不影響入爐蒸汽指標下，逐步取消或者降低中壓蒸汽用量，使用低壓蒸汽，取消吹風氣過熱器，降低吹風阻力。

1 改造情況

改造前1#、2#系統(tǒng)廢熱鍋爐是江蘇世能化工設(shè)備有限公司制造的SN－860型廢熱鍋爐，換熱面積860 m2，只有一段蒸發(fā)段與汽包相連產(chǎn)生飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.12 MPa，單臺廢熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量為2.0 t/h。

1.1 改造前蒸汽流程

來自廢熱鍋爐自產(chǎn)蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)與來自造氣爐夾套汽包自產(chǎn)蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)經(jīng)吹風氣過熱器過熱后(壓力0.12 MPa，溫度140℃)，與外供中壓蒸汽(壓力1.2 MPa，溫度330℃)減壓后在緩沖缸混合后經(jīng)入爐蒸汽總管入爐使用，入爐指標(壓力0.03～0.08 MPa，溫度180～220℃)。改造前蒸汽流程見圖1。

圖1 改造前蒸汽流程Figure 1 Steam process before transformation

1.2 改造后蒸汽流程

來自造氣爐夾套汽包自產(chǎn)蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)經(jīng)吹風氣過熱器過熱后(壓力0.12 MPa，溫度155～185℃)進入緩沖缸;來自廢熱鍋爐自產(chǎn)飽和蒸汽(壓力 0.12 MPa，溫度120℃)經(jīng)廢熱鍋爐過熱段過熱后(壓力0.12 MPa，溫度220～260℃)進入緩沖缸;外供蒸汽與自產(chǎn)過熱蒸汽在緩沖缸混合后進入造氣入爐蒸汽總管(壓力0.04～0.06 MPa，溫度180～195℃)。改造后蒸汽流程見圖2。

圖2 改造后蒸汽工藝流程Figure 2 Steam process after transformation

改造前后蒸汽流程對比，造氣系統(tǒng)自產(chǎn)蒸汽由夾套汽包和廢熱鍋爐汽包自產(chǎn)蒸汽組成，自產(chǎn)蒸汽分開進行過熱。造氣爐自產(chǎn)蒸汽單獨經(jīng)過蒸汽過熱器進行過熱，減少了原來廢熱鍋爐自產(chǎn)飽和蒸汽，提高了蒸汽氣質(zhì)。廢熱鍋爐自產(chǎn)蒸汽單獨進入廢熱鍋爐過熱段過熱，蒸汽溫度提高后，進入緩沖缸進行混合，從而使造氣外供蒸汽可以采用公司蒸汽管網(wǎng)的低壓蒸汽(壓力0.45 MPa，溫度180℃)創(chuàng)造了條件。

2 運行情況

2.1 入爐蒸汽溫度變化情況

改造后造氣爐運行數(shù)量不同時入爐蒸汽溫度變化情況見表1。

表1 造氣爐運行數(shù)量不同時入爐蒸汽溫度變化情況Table 1 The furnace stem temperature changes when the number of gas furnace running at different time℃

由表1看出，改造后外供蒸汽溫度由改造前350℃下降到220℃，外供蒸汽溫度需求明顯下降100℃以下。改造前單系統(tǒng)造氣爐運行數(shù)量減少，吹風氣量減小，自產(chǎn)蒸汽溫度低，所以，入爐蒸汽溫度大幅下降。在頻繁開停爐過程中，入爐蒸汽溫度波動大。改造后，入爐蒸汽溫度在單系統(tǒng)造氣爐運行數(shù)量減少的情況下，入爐蒸汽溫度變化不大。

廢熱鍋爐改造后，在開車過程中自產(chǎn)蒸汽溫度明顯上升，當外供蒸汽溫度調(diào)至220℃時，能保證入爐蒸汽溫度指標。造氣外供蒸汽的要求與公司蒸汽管網(wǎng)低壓蒸汽相差不大，可以采用公司蒸汽管網(wǎng)的蒸汽代替外供蒸汽。

2.2 廢熱鍋爐溫度變化情況

改造后廢熱鍋爐溫度變化情況見表2。

表2 廢熱鍋爐溫度變化情況Table 2 Temperature changes of waste heat boiler℃

由表2看出，改造后，廢熱鍋爐煤氣出口溫度有所下降，廢熱鍋爐出口蒸汽溫度隨造氣爐運行數(shù)量減少變化不大。

在造氣單系統(tǒng)開爐臺數(shù)變化的情況下，廢熱鍋爐過熱段蒸汽出口溫度較為恒定，主要是廢熱鍋爐上段過熱段為汽氣之間的換熱，熱量損失小，廢熱鍋爐有調(diào)節(jié)自產(chǎn)蒸汽溫度的功能。當煤氣溫度上升或流量上升時，下段蒸發(fā)段自產(chǎn)飽和蒸汽量增加;煤氣溫度下降或流量下降時，下段蒸發(fā)段蒸汽產(chǎn)量減小，確保過熱段出口蒸汽溫度。

2.3 吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況

改造后吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況見表3。

表3 吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況Table 3 Temperature changes of blown steam superheater℃

從表3可知，自產(chǎn)蒸汽流程改變后，蒸汽過熱器減少過熱廢熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽，蒸汽過熱器過熱蒸汽溫度升高。過熱蒸汽流程變更，從而使造氣爐汽包自產(chǎn)蒸汽得到更好的過熱，自產(chǎn)蒸汽品位提升。

2.3 廢熱鍋爐阻力情況

改造后廢熱鍋爐阻力變化情況見表4。

表4 廢熱鍋爐阻力變化情況Table 4 Resistance changes in the waste heat boiler

表4數(shù)據(jù)說明改造后煤氣阻力變化不大，略有降低。主要是廢熱鍋爐由Φ 2 200改為Φ 2 400增大了煤氣流通面積，熱管換熱面積增大。

3 經(jīng)濟與環(huán)境效益

廢熱鍋爐改造完畢后，自產(chǎn)蒸汽溫度明顯提高，年度累計節(jié)約生產(chǎn)成本約100萬元，造氣單系統(tǒng)開停爐變化時蒸汽溫度不穩(wěn)定的情況得到了解決，同時關(guān)閉原來長期排放的1#、2#蒸汽緩沖缸排污口，減少了污水處理壓力。

［1］楊春升.中小型合成氨廠生產(chǎn)操作問答［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2004:50－51.

［2］陳敏恒.化工原理［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2002:298－321.