席鐵峰(山東兗礦國際焦化有限公司,山東 濟寧 273500)

1 原有合成汽輪機組、水冷器效果的影響

國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、合成汽輪機機組運行狀況、水冷器效果的影響，產(chǎn)量一直沒有達到設計產(chǎn)量。自裝置試車到現(xiàn)在，隨著運行時間的增加，合成區(qū)域的換熱器效果逐步變差，其中合成循環(huán)氣溫度最高時達到75℃，比設計指標高出30多度，嚴重影響了甲醇的分離效果。

2012 年合成系統(tǒng)經(jīng)過檢修后，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16.5萬噸，但由于前期運行過程中循環(huán)水臟，同時水冷器又是殼程走循環(huán)水，造成殼程堵塞嚴重，雖然在2013年兩次系統(tǒng)檢修時清理及酸洗，但是清理效果不好。開車后溫度有所下降，但依然高達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FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器，設計處理氣量240000m3/h，冷卻后溫度≤40℃。5月底投用后，通過閥門分配負荷，2臺FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器通過了甲醇合成總循環(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)水冷卻實施方案

新增2套FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器來徹底解決上述問題，根據(jù)現(xiàn)場場地情況，決定一臺利用現(xiàn)有列管換熱器基礎(chǔ)平臺，另一臺在其東側(cè)空閑位置布置，提前設備安裝、管道預制到位。為保證全年的生產(chǎn)天數(shù)及任務的完成，2014年冬季檢修從停到生產(chǎn)只安排4天時間，現(xiàn)有列管換熱器連拆除和安裝及配管無法完成，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)運行，2015年春季檢修拆除全部列管換熱器，已完成最后一臺改造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。但在換熱原理存在本質(zhì)上的差別。開式冷卻塔是是通過熱、質(zhì)交換將高溫冷卻水的熱量散入大氣，通過空氣冷卻和蒸發(fā)部分冷卻水來降低冷卻水的溫度，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度時熱量的116倍，所以冷卻塔的換熱效率很高。

3.1.1 先進換熱盤管技術(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4次嚴格的氣壓試驗（設計壓力1.0MPa，試驗壓力1.25MPa），具有良好的氣密性；盤管沿介質(zhì)流動的方向設計了2%的坡度，便于在系統(tǒng)停機時將介質(zhì)排出，避免凍壞換熱管。

換熱管布置采用蛇形彎管技術(shù)，相對管箱結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)具有以下幾個優(yōu)點：結(jié)構(gòu)柔性化，消除制造、運行過程中的內(nèi)應力；彎頭阻力小，可減小流通面積，增加單管長度，提高管內(nèi)流速，強化換熱；可提高結(jié)構(gòu)強度、可靠性高（焊接點少、應力小、耐壓高）。將進、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，實施動態(tài)調(diào)節(jié)。

3.1.2 雙重防腐設計，全框架結(jié)構(gòu)

箱體外護板、進風柵等，采用鍍鋅板外加噴塑，也就是在鍍鋅板的外表面進行一層靜電噴塑，進一步提高了面板的抗腐蝕能力和美觀度，延長設備使用壽命。雙重防腐，耐蝕美觀。

3.1.3 高效動力配置

從安裝位置上來講，軸流風機采用頂吸式，采用頂吸式主要是為了使冷卻盤管處于一個負壓區(qū)，因為水在負壓時更容易蒸發(fā)，頂吸式可增強水膜蒸發(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，水膜太厚會增加熱阻影響傳熱，太薄容易形成干點。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)濟技術(shù)指標

4.1 解決了因甲醇水冷器冷卻效果不好能耗高問題。

4.2 解決了限制甲醇擴大產(chǎn)能的瓶頸。

4.3 通過蒸發(fā)式冷凝器完全取代甲醇水冷器，達到循環(huán)氣溫度的設計要求。

4.4 甲醇水冷器停用后，減少甲醇循環(huán)水用量1300m3/h，進一步改善甲醇系統(tǒng)其它冷卻器的換熱效果，同時減輕甲醇循環(huán)水運行負荷。

4.5 FZT-7200蒸發(fā)式冷卻器投用后，噸甲醇消耗焦爐煤氣降低約100m3/h，每月增產(chǎn)甲醇約750噸，增加產(chǎn)值170萬元。

5 結(jié)語

通過FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器投用效果分析，再通過增加1臺FZT-7200蒸發(fā)式冷凝器達到3臺并聯(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，經(jīng)濟效益大幅度升高。