洗氣塔水封阻力問題分析與對策

劉建峰

(青島科技大學，山東 青島 266042)

作為全國第一家碳酸氫銨改產尿素的企業(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。經過多年的發(fā)展和改擴建，該企業(yè)目前擁有兩套合成氨和尿素裝置，具有年產氨醇20萬噸、尿素30萬噸的生產能力。近年來，該公司圍繞合成氨生產過程中的成本控制重點——無煙煤消耗，把造氣工段的優(yōu)化運行和改造，作為全廠節(jié)能降耗的重點進行集中攻關。在數次排查摸底和深入調研論證的基礎上，該企業(yè)技術人員分析查找出影響造氣系統(tǒng)發(fā)氣量和消耗的癥結所在，利用2012年3月份的大修，以洗氣塔雙水封改造為重點對造氣工段進行降阻節(jié)能改造，運行效果明顯。

1 造氣工段設備現狀

該企業(yè)造氣工段現有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風機，開一備一。由于是分期建設，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構，出氣用煤總閥控制，其余10臺洗氣塔采用水封結構。正常生產時，一般運行14臺造氣爐，備用2臺。

2 運行情況及問題分析

該公司的噸氨煤耗（實物量）長期居高不下，在煤質較好的情況下，噸氨煤耗（實物量）在1250kg，煤質差時，高達1370kg，嚴重影響企業(yè)效益。在化肥市場低迷的今天，直接威脅到企業(yè)的生存。公司組織技術骨干，從技術的角度，摸排造氣系統(tǒng)存在的問題。經過仔細的檢查，發(fā)現采用水封結構的10臺洗氣塔存在較大的阻力。洗氣塔設計水封插管高度（溢流堰高出插管下端）在90mm。停車后，拆檢實際測量水封高度（根據插管上水面的痕跡）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。正常生產時，實際壓差在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，經過認真分析、討論，同時吸取同行業(yè)改造的先進經驗，決定將洗氣塔水封改成雙水封結構。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使用，此時閥1全開，閥2微開（保持水的流動，防止積灰堵塞）。低位水封在正常生產時投用，此時閥1微開，閥2全開。雙水封結構既滿足了正常生產時低阻力的需要，又能達到檢修時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 運行效果

正常生產時，投用低位水封，閥1微開（保持水的流動，防止積灰堵塞），閥2全開，洗氣塔內水位降低，液位在半水煤氣進氣管下方300mm左右。若投用高位水封，水位高度在半水煤氣進氣管上方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沒有200mm高的水封阻力，況且，半水煤氣進氣管下端離水面有300mm左右的距離，氣體通道暢通。

經實際測量，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（實物量）穩(wěn)定在1100kg。節(jié)能效果顯著。

正常生產時，運行12臺造氣爐可保證供氣，滿足年產20萬噸氨醇，30萬噸尿素的需要。

5 注意事項

投用低位水封要注意以下事項：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，立即連鎖自動停爐，可有效防止爆炸事故。