我公司造氣節(jié)能技改總結(jié)

我公司造氣節(jié)能技改總結(jié)

作者/來源：陸萍，孟慶順（江蘇恒盛化肥有限公司，新沂221400)日期：201*-12-25

1造氣系統(tǒng)的改造

江蘇恒盛化肥有限公司造氣系統(tǒng)共有固定床造氣爐21臺，201*年已改造8臺，201*年6月淘汰了其余13臺造氣爐。1.1主要設備

（1）造氣爐：選用φ2800mm造氣爐，爐體為夾套式，爐條機械傳動排渣。

（2）洗滌塔：φ5800mm，總高23610mm，內(nèi)裝瓷環(huán)填料，分兩段裝填，每段高4500mm。

（3）空氣鼓風機：選用C600-1.30型高壓高效率鼓風機，風量36000m／h，風壓30kPa，電機功率440kW，電壓6kV。

（4）采用熱管廢熱式鍋爐（φ2600mm，H＝15100mm）回收水煤氣顯熱，副產(chǎn)0.3MPa的低壓蒸汽。（5）水簾除塵器：φ1200mm／φ2400mm，H＝35552mm。（6）旋風除塵器：φ1800mm，H＝9250mm。1.2節(jié)能方面改造

（1）擴大爐膛直徑：均改為φ2800mm。在改造中，各爐上行出口管放大至DN700mm，并延伸至三樓樓板頂面，增加了有效空間，有利于高炭層操作和降低制氣阻力，單爐發(fā)氣量大大提高。

（2）爐底的選型：造氣爐爐膛擴徑后，爐內(nèi)加煤量增加，使爐底運行阻力變大。為保證運行正常，爐底運行機構(gòu)改為滾動底盤，傳動的摩擦系數(shù)較小，減輕爐條機的運行負荷，爐底連續(xù)運行周期延長近1倍，為造氣的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。

（3）采用新型爐箅：把所有爐箅改為六邊形爐箅。該爐箅具有布風均勻、通風面積大，排、破渣能力更強（排出的灰渣均在150mm以下）、燃燒完全（殘?zhí)剂肯陆盗?％）等優(yōu)點。

（4）吹風系統(tǒng)的改造：造氣爐的最佳工況是在短時間內(nèi)使爐溫提高，蓄存足夠的熱量，供制氣用。這就要求單位時間內(nèi)風機必須具備高風速、大風量的性能，故把所有風機改為C600-1.30型風機，同時也實現(xiàn)了1臺風機供4臺造氣爐生產(chǎn)。為進一步提高爐內(nèi)吹風強度，將入爐風管及閥門由原DN500mm全部更換為DN600mm，阻力由近2750Pa降低到1050Pa。

（5）改造制氣系統(tǒng)：采用過熱蒸汽造氣，并采取了簡化工藝流程、管道擴徑、減少彎頭等措施。而且將洗氣塔水封高度降到80mm左右，使制氣阻力大大降低，提高了造氣爐的單爐發(fā)氣量。

（6）采用自動加焦機：在相同工況下，由原每30～40min停爐加1次炭（每次停爐時間1.5min，每天共停爐40次）改為每2min加1次炭（不停爐），即每天可節(jié)省60min加炭時間，且造氣爐平均溫度平穩(wěn)、增高，有利于單爐產(chǎn)氣量的提高。

（7）造氣爐油壓系統(tǒng)改造：把50L／min的油壓泵改為80L／min；φ10mm通徑的閥站集成塊、電磁閥更換為φ12mm；吹風閥、下行閥、上加氮閥等閥選用雙電磁閥控制。這樣大大加快了各個油壓閥的起落速度，DN600mm的大閥的起落時間也不到3.5s，從而減少了閥門“開、關”在循環(huán)時間內(nèi)所占的百分比，增加制氣時間。

2淘汰分散的小鍋爐，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)

原鍋爐為SHFC15-2.45／400和SHC20-2.45／400，其燃燒效率僅為50％～60％，造成能源浪費，為此選用3臺75t／h次高壓循環(huán)流化床（CFB）鍋爐加2臺15MW抽汽式汽輪機，配2臺18MW發(fā)電機組。300kt／a合成氨系統(tǒng)造氣爐不能利用的無煙煤末約100kt／a，造氣爐排出的爐渣、飛灰量約為134.8kt／a，這兩部分廢棄物共約250kt／a。所以，采用中國氮肥工業(yè)協(xié)會推廣的燃渣式CFB鍋爐技術(shù)，利用原已廢棄的造氣爐渣及無煙煤末作為CFB鍋爐的燃料。CFB鍋爐由于床中強烈的湍流混合和物料的循環(huán)燃燒，增加了燃料燃燒時間，其燃燒效率可達97.08％，鍋爐熱效率達90％以上，節(jié)約煤炭近100kt／a，節(jié)能直接經(jīng)濟效益達2600萬元，且減少SO2排放量。

3采用50t／h的三廢混燃爐

采用50t／h造氣三廢流化混燃爐將造氣生產(chǎn)過程產(chǎn)生的吹風氣、造氣爐渣、除塵器細灰，摻入部分粉煤和煤矸石以及合成弛放氣在三廢流化混燃爐進行流化燃燒，達到制取高位熱能蒸汽的目的。產(chǎn)出的中溫中壓蒸汽部分經(jīng)背壓驅(qū)動壓縮機，背壓后的低壓蒸汽供造氣、甲醇精餾使用，少量中溫中壓蒸汽經(jīng)減溫減壓后供變換和其它工段使用，達到一爐多用，其流程見圖1。

3.1主要配置參數(shù)

（1）燃燒物料：造氣吹風氣、造氣爐渣、造氣細灰、高硫煤、煤矸石、濕法脫碳閃蒸氣、銅洗再生氣、合成氣（也可不用）、變壓吸附的逆放氣等。（2）三廢混燃爐：φ8528mm×201*0mm。

（3）組合式除塵器：規(guī)格為φ6520mm×19800mm。

（4）隧道窯式余熱鍋爐1套：Q＝50t／h，P＝3.82MPa，T＝450℃（包括蒸汽過熱器、鍋爐、省煤器、空氣預熱器、爐內(nèi)冷卻器）。

（5）主要參數(shù)：燃燒溫度950～1050℃、排煙溫度≤150℃，混燃爐內(nèi)截面流速≤4m／s，系統(tǒng)阻力≤2500Pa，爐膛壓力－10～－50Pa。3.2節(jié)能效果

（1）使用該裝置后，對以前只能排入大氣的吹風氣和全公司放空氣進行徹底回收利用，變廢為寶，減少了對大氣的污染，保護了環(huán)境。

（2）三廢流化混燃爐回收造氣吹風氣過程中，是以煤為點火源，可少用或不用合成點火氣，即造氣吹風氣回收不受合成因素的影響，節(jié)約氫氣和半水煤氣，可使氨產(chǎn)量提高3％～5％。

（3）使用三廢流化混燃爐后，可達到全公司蒸汽自給，實現(xiàn)了尿素生產(chǎn)的“兩爐變一爐”和“兩煤變一煤”的目標。

（4）解決了造氣生產(chǎn)廢氣、廢渣、煤灰綜合治理的難題，保護了環(huán)境。

（5）一爐多用，停運了能耗高的鍋爐，節(jié)約能源，提高效率，節(jié)約投資達50％。

（6）同樣工況條件下，采用汽輪機驅(qū)動壓縮機比使用電力驅(qū)動可提高能源利用效率約10％。4建成蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)線

造氣爐、熱電循環(huán)流化床鍋爐、三廢流化混燃爐產(chǎn)生大量的煤泥、煤灰、爐渣等廢棄物，為此，201*年6月投資1200萬元建成了5000萬塊／a蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)線。蒸壓粉煤灰磚作為粘土磚的替代品，符合目前國家產(chǎn)業(yè)政策，既節(jié)約了土地資源，又實現(xiàn)了廢棄物的再利用，經(jīng)濟效益與社會效益都十分顯著�？蓪崿F(xiàn)年純利潤300萬元。粉煤灰磚生產(chǎn)工藝流程見圖2。

熱電循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的灰渣自硬結(jié)性強，可用于制磚、填路、水泥摻合料等。公司將其產(chǎn)生的灰渣全部作為制磚的原料，形成全公司灰渣等再利用產(chǎn)業(yè)鏈（見圖3）。

5污水處理技改，實現(xiàn)污水零排放5.1對造氣、脫硫污水處理系統(tǒng)的改造

隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，原有的污水處理系統(tǒng)已遠不能滿足生產(chǎn)的要求，系統(tǒng)水濁度嚴重超標，造成系統(tǒng)管道、涼水塔填料及設備噴嘴、噴頭被堵塞，零排放無法實現(xiàn)。為此，公司與徐州水處理研究所合作，采用微渦流塔板澄清器對造氣、脫硫污水處理系統(tǒng)進行了擴產(chǎn)改造。該工程投運后污水處理能力達到了3000m／h，經(jīng)過兩年多的運行，既滿足了生產(chǎn)要求，又節(jié)約了水資源。5.1.1改造后流程

造氣、脫硫工段來的污水首先進入平流沉淀池。在沉淀池內(nèi)，較大的灰塵顆粒沉淀下來，被吸泥機送入濃縮池，濃縮后的泥渣外運，清水回沉淀池內(nèi)。沉淀后的熱水經(jīng)熱水泵送入微渦流塔板澄清器，同時在熱水泵的進口和出口分別加入絮凝劑和助凝劑。在微渦流塔板澄清器內(nèi)，絕大部分的顆粒被絮凝沉淀下來送入濃縮池，清水靠靜壓流入涼水塔，降溫后的水被涼水泵送往造氣、脫硫各用水崗位。改造后流程見圖4。

5.1.2主要設備規(guī)格及結(jié)構(gòu)

（1）微渦流塔板澄清器：規(guī)格φ2201*mm×13500mm，混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分為第1、第2及第3反應室，設有柵板和斜管結(jié)構(gòu)。

（2）冷卻塔：玻璃鋼，處理水量1000m／h，共3臺，水冷卻溫差＞25℃。（3）水泵：350s-16型循環(huán)熱水泵，350s-26型循環(huán)冷水泵。

（4）方形池：平流沉淀池20m×30m，濃縮池10m×20m，清水池10m×10m。5.1.3經(jīng)濟效益

（1）采用微渦流塔板澄清器處理造氣污水，每年可減少管道、涼水塔填料、設備噴頭、噴嘴更換次數(shù)，節(jié)省32.5萬元。

（2）節(jié)約水資源：系統(tǒng)補水由改造前12.5t／h降至2.5t／h，按每年300d、噸水成本1.5元計算，則每年節(jié)省10.8萬元。

（3）節(jié)省處理藥費：污水處理系統(tǒng)加處理藥費由0.065元／t降至0.040元／t，按處理能力為3000m／h計算，則每年節(jié)省藥費54.0萬元。

（4）節(jié)電費：系統(tǒng)出水溫度比改造前降低了3℃，涼水塔風機電耗年降低約53萬kWh，電費0.25元／（kWh），年節(jié)電費為13.25萬元。綜上該系統(tǒng)每年節(jié)省110.55萬元。5.2循環(huán)水的綜合治理

201*年6月18日，投資約3800萬元建成尿素循環(huán)水、合成氨循環(huán)水、壓縮機循環(huán)水、熱電循環(huán)水、脫硫循環(huán)水、造氣循環(huán)水、廢水回收處理站等循環(huán)水冷卻處理系統(tǒng)。實現(xiàn)了帶壓回水，減少了水的滲漏、飛濺等損失，節(jié)約了水資源。各循環(huán)水系統(tǒng)已投入生產(chǎn)運行，各工藝冷凝水全部回收使用，至此全公司順利實現(xiàn)污水零排放（見圖5）。

33

6結(jié)語

通過節(jié)能減排改造，公司合成氨生產(chǎn)過程中的三廢得到合理的利用，是一種循環(huán)經(jīng)濟模式，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境，使資源得到最有效的利用，實現(xiàn)了資源輸入減量化、廢物再生資源化；實現(xiàn)社會、經(jīng)濟和環(huán)境的共贏發(fā)展。

擴展閱讀：造氣風機節(jié)能技術(shù)改造總結(jié)及設想

造氣風機節(jié)能技術(shù)改造總結(jié)及設想

摘要：在造氣生產(chǎn)過程中，采用低壓過熱蒸汽通過汽輪機，將這部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉�，取代電機直接拖

動鼓風機，實現(xiàn)這部分蒸汽能源的綜合利用，節(jié)能效果非常顯著。

關鍵詞：造氣熱功聯(lián)產(chǎn)汽輪機鼓風機節(jié)能

0前言

我公司目前造氣工段要大量消耗0.883MPa(表壓)的過熱蒸汽，而造氣工序?qū)嶋H使用的過熱蒸汽壓力僅需0.06MPa,使得蒸汽中大量的壓力能在節(jié)流降壓的過程中損失掉了，為了回收這部分能量，我公司采用青島華捷的汽輪機技術(shù)，對造氣鼓風機進行改造，實現(xiàn)了熱功聯(lián)產(chǎn)。

1改造前的狀況

我公司造氣共35臺煤氣爐，一、二工段各14臺，三工段7臺。配置為7臺1列，鼓風機供3或4臺煤氣爐用風。其中一、二工段鼓風機為KD550，所配電機功率都為315kW、電壓為6kV，每臺爐子吹風時間在25s左右，上加氮時間15s左右；三工段鼓風機為KD600，所配電機功率為400kW、電壓為6kV，每臺爐子吹風時間在30s左右，上加氮時間20s左右。正常情況下風機（4臺用風）不外送風的時間比較短（停爐及特殊情況除外）。造氣所用蒸汽來自低壓蒸汽管網(wǎng)（實際壓力0.7MPa,溫度280℃）減壓后和造氣自產(chǎn)蒸汽（0.1MPa，120℃）、少量純堿二次蒸汽（0.3MPa，140℃）送緩沖罐混合后，進造氣煤氣爐制氣。

2改造方案

將來自蒸汽管網(wǎng)的0.7MPa蒸汽經(jīng)蒸汽緩沖罐緩沖后，送至汽輪機，利用蒸汽膨脹減壓做工驅(qū)動造氣鼓風機，排汽壓力為0.18MPa（根據(jù)所選的汽輪機型號），排汽用于造氣工段，實現(xiàn)熱功聯(lián)產(chǎn)。考慮到每套裝置的蒸汽總用量及選型的汽輪機型號，對一、二期每列的一臺KD550的電機改為功率400kW、電壓為6kV，各配置一臺汽輪機，連接型式為風機-電機-汽輪機。這樣改造的方法對現(xiàn)有生產(chǎn)影響較小，當汽輪機發(fā)生故障時，可以將汽輪機停下脫開檢修，風機還可繼續(xù)使用。蒸汽管改造是從DN250總管接一路DN200蒸汽管線去汽輪機，出口總管DN400分兩路DN300管路去造氣用蒸汽緩沖罐。原有蒸汽減壓管線不變，做熱備用，因為實際蒸汽總流量略大于汽輪機用量，故可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸汽壓力。

3主要設備及工藝參數(shù)

汽輪機型號：B0.6-0.8/0.18（三期）B0.5-0.55/0.17（一、二期）蒸汽緩沖罐：DN1500H=3685進汽壓力：0.5～0.8MPa進汽溫度：280～320℃排汽壓力：≤0.18MPa排汽溫度：165-250℃額定轉(zhuǎn)速：3000rpm

超速保護動作轉(zhuǎn)速：3360rpm汽輪機軸瓦溫度：≤80℃油溫：35-60℃

額定耗汽量：12.5t/h

4操作運行要點

4.1啟動前的準備工作

（1）仔細檢查汽輪機及附屬設備。（2）檢查前后軸承座內(nèi)油位是否正常。（3）將主汽門關閉。

（4）確認主蒸汽管路及排汽管路上的隔離門關閉。（5）開啟汽輪機全部疏水門，開啟向空排汽門。（6）開啟前、后軸承座冷卻水進出水門。

（7）檢查HJ系列控制器、執(zhí)行器、電磁閥等。4.2汽輪機保護裝置實驗及主汽門速關實驗

注意：實驗前必須確認汽輪機進汽主蒸汽管路上的隔離閥關閉。

（1）主汽門掛閘：①順時針轉(zhuǎn)動手輪到底，主汽門掛閘；②逆時針轉(zhuǎn)動手輪，開啟主汽門

（2）操作電子調(diào)速器及保護裝置使主汽門關閉。該實驗需要在汽輪機大修后或停機一個月以上進行上述實驗。

4.3暖管暖機及開機注意事項

（1）汽輪機隔離閥前的蒸汽管路暖管。將汽輪機隔離閥前段的總汽門開啟少許，啟動汽輪機。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，立即關小汽門使汽輪機轉(zhuǎn)速保持在300～500r／min，暖機10min。仔細測聽內(nèi)部聲音，檢查是否有不正常的聲音。

（2）當一切正常后，將轉(zhuǎn)速維持在8001200r／rain，暖機15min。注意軸承油溫，各部位的膨脹及振動情況。

（3）低速暖機后，在肯定機組一切正常后，逐漸開大主汽門，以300r／min的升速率提升轉(zhuǎn)速至轉(zhuǎn)速控制器動作轉(zhuǎn)速(～2200r／min)；若轉(zhuǎn)速升至2200r／min以上調(diào)速器仍不起作用，則按動“HJ系列轉(zhuǎn)速控制器”上的降速按鈕直至轉(zhuǎn)速控制器起作用。當轉(zhuǎn)速控制器可以控制汽輪機轉(zhuǎn)速后，全開隔離汽門，并用轉(zhuǎn)速控制器器將轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速，然后按下自動健。（4）當汽輪機投運正常，轉(zhuǎn)速在2800-2900r／min時，立即啟動電動機，若轉(zhuǎn)速超過2950r／min時，必須將轉(zhuǎn)速降到2800-2900r／min時才能啟動電動機。4.4正常停機

（1）停機卸負荷前應通知造氣崗位做好準備。（2）檢查主汽門閥桿是否有卡澀現(xiàn)象。（3）將升速速率降到8-4之間，停電機。

（4）將控制器轉(zhuǎn)換到手動狀態(tài)，然后手動降低汽輪機轉(zhuǎn)速。在降負荷過程中，隨時注意機組的膨脹及振動。

（4）汽輪機轉(zhuǎn)速手動降至2200r／min時，按急停按鈕，關閉主汽門。（5）關閉排汽管路上的隔離閥，開啟排汽閥。（6）停機時記錄汽輪機惰走數(shù)據(jù)。

（7）在轉(zhuǎn)子惰走期間注意測聽汽輪機聲音。

（8）開啟主汽門、汽缸底部及進、排汽管路上的疏水門。4.5發(fā)生故障汽輪機必須立即停機，查明原因修復后在開。

5改造后的經(jīng)濟效益

汽輪機利用蒸汽減壓作功驅(qū)動鼓風機，單套造氣鼓風機完全不再耗電，每小時節(jié)電約500KWh，節(jié)能效果十分明顯，而改造一套總投資僅為43萬元（包括汽輪機29萬元/套，管道閥門等8萬元，基礎、安裝保溫等6萬），半年就收回投資成本，投資回報率非常高。一、二、三期的鼓風機全部采用蒸汽汽輪機驅(qū)動，則節(jié)能效益非常可觀。

6系統(tǒng)存在的不足及設想

（1）單列7臺煤氣爐系統(tǒng)用蒸汽量只是略大于汽輪機額定的蒸汽用量，只能滿足一臺汽輪機拖動一臺汽輪機，其余一臺還在耗電。當系統(tǒng)中停爐多的話，蒸汽用量小于額定用量，壓力將偏高，影響安全生產(chǎn)。

（2）汽輪機投用后，入爐蒸汽溫度在140℃左右，整個系統(tǒng)的蒸汽溫度偏低，對生產(chǎn)有一定的影響，且蒸汽容易帶水。

（3）加強對造氣蒸汽管線、緩沖罐的保溫修復，確保保溫的完整性，管線在滿足工藝條件的情況下盡量短，減少熱損失。（4）將部分外來的飽和蒸汽過熱，如純堿二次蒸汽經(jīng)廢氣爐過熱，過熱器安裝在汽包和省煤器之間，將能提高10～20℃入爐蒸汽溫度，這部分將在廢氣爐升級改造中完成。

（5）如果能將造氣水夾套設計壓力從0.2MPa改造成與低壓過熱蒸汽管網(wǎng)相同的壓力，工藝改為4臺煤氣爐共用1臺廢鍋，將自產(chǎn)的飽和蒸汽經(jīng)廢鍋過熱，這樣與管網(wǎng)來的蒸汽混合的量足夠2臺汽輪機的用量來驅(qū)動鼓風機，造氣風機耗能將成為歷史。

7結(jié)語

在如今電費1年漲2次的情況下，用汽輪機代替造氣鼓風機電機的節(jié)能技術(shù)改造不僅節(jié)省了可觀的電費，而且為蒸汽能源的合理利用創(chuàng)造了有力的條件，為公司的節(jié)能樹立了良好的開端。

參考文獻：

1、青島華捷汽輪機說明書2、《功熱電聯(lián)產(chǎn)造氣汽輪機的運用》張愛民李英安徽化工201*年增刊（1）3、《工業(yè)汽輪機應用經(jīng)濟性分析》來自百度文庫4、《造氣風機節(jié)能技術(shù)改造小結(jié)》張小平全國中氮情報協(xié)作組第28次技術(shù)交流會論文集

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