吹風(fēng)氣余熱回收裝置運(yùn)行總結(jié)

王維兵

（山西蘭花科創(chuàng)化肥分公司，山西晉城 048000）

山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司化肥分公司合成氨生產(chǎn)能力達(dá)180kt／a，尿素300kt／a，甲醇10kt／a。現(xiàn)有三套造氣裝置，共17臺(tái)煤氣爐（φ2 650mm），常開13臺(tái)。其中一套造氣產(chǎn)生的吹風(fēng)氣配有10t／h余熱鍋爐。該裝置自去年改造后，效果良好，可回收4～5臺(tái)爐的吹風(fēng)氣，產(chǎn)汽量可達(dá)10t／h以上，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。二套造氣常開5臺(tái)煤氣爐，配有15t／h余熱鍋爐，由于原裝置換熱效果差，實(shí)際運(yùn)行中只能回收2～3臺(tái)爐吹風(fēng)氣，且系統(tǒng)煙氣正壓嚴(yán)重，可燃物燃燒不完全，排煙溫度高、粉塵含量超標(biāo)嚴(yán)重，故蒸汽產(chǎn)量低，無(wú)法滿足生產(chǎn)和環(huán)保要求。為此，我分公司委托安徽阜陽(yáng)市節(jié)能化工工程有限公司進(jìn)行整體設(shè)計(jì)安裝、技術(shù)指導(dǎo)和開車調(diào)試。2012年4月投運(yùn)后，可回收6臺(tái)爐的吹風(fēng)氣。系統(tǒng)微負(fù)壓運(yùn)行，煙氣中可燃物燃燒完全，煙氣達(dá)標(biāo)排放，整體狀況良好，達(dá)到了本次技術(shù)改造的目的。

1 新吹風(fēng)氣回收裝置

1.1 工藝流程

造氣工段各臺(tái)造氣爐產(chǎn)生的250℃吹風(fēng)氣進(jìn)入吹風(fēng)氣總管，經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后，與高溫空氣預(yù)熱器送來(lái)的400℃高溫空氣經(jīng)混燃器混合后進(jìn)入燃燒爐燃燒。與此同時(shí)，從合成送來(lái)的弛放氣經(jīng)減壓后入緩沖罐、安全水封，與低溫空氣預(yù)熱器送來(lái)的150℃助燃空氣在燃燒器內(nèi)混合燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馊肴紵隣t，從而保證燃燒爐內(nèi)的溫度保持在750～900℃的安全燃燒溫度。燃燒爐出口的（800～950℃，42 000m3／h）高溫?zé)煔庖来芜M(jìn)入高溫空氣預(yù)熱器、蒸汽過(guò)熱器、余熱鍋爐、軟水加熱器、第一空氣預(yù)熱器，熱量階梯利用后，被引風(fēng)機(jī)抽送至簡(jiǎn)易煙道噴淋裝置，除塵后直接放空。

1.2 主要設(shè)備

主要設(shè)備規(guī)格、型號(hào)見(jiàn)表1。

表1 主要設(shè)備規(guī)格、型號(hào)

1.3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）燃燒爐 由于此次改造時(shí)間緊、任務(wù)重，且場(chǎng)地十分有限，因此燃燒爐在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。原計(jì)劃將直筒段加高3m，但由于受場(chǎng)地限制（上部有皮帶走廊），因此將直筒體加高1.5m。由平頂改為錐頂結(jié)構(gòu)。混燃器改在頂部，因此增加了燃燒空間，在整體結(jié)構(gòu)上更加合理、安全可靠。由于原蓄熱層采用格子磚結(jié)構(gòu)，實(shí)際運(yùn)行中極容易出現(xiàn)積灰堵塞。此次改造重新設(shè)計(jì)蓄熱層，采用四層折流式蓄熱層，這樣既可以保證可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w（空氣）多次反復(fù)混合接觸著火燃燒和燒盡，又消除積灰堵塞，達(dá)到長(zhǎng)周期運(yùn)行的良好效果。由于原燃燒爐基礎(chǔ)較低，下部清灰極不方便，因此改造時(shí)在原有灰池的外面重新制作一個(gè)沉灰池，將灰漿沖至外面的灰池，這樣，大大方便了操作，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）旋風(fēng)除塵器 由于我分公司造氣系統(tǒng)長(zhǎng)期摻燒型煤，吹風(fēng)氣中粉塵含量高，造成吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)中設(shè)備堵塞嚴(yán)重。此次改造，在燃燒爐之前增加了一臺(tái)新型結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)除塵器，該除塵器除了具有原有除塵器的特點(diǎn)外，下部增設(shè)了擴(kuò)張段，內(nèi)部增加一整流錐，這樣，既可除去大直徑的粉塵，又防止了細(xì)小粉塵隨氣流帶出，除塵效果十分明顯。

（3）蒸汽過(guò)熱器 蒸汽過(guò)熱器換熱管采用蛇形管錯(cuò)排，與高溫?zé)煔饽嫦驌Q熱。在進(jìn)口集箱上設(shè)置了一條外供蒸汽管，開停車時(shí)利用外供蒸汽，對(duì)蒸汽過(guò)熱器進(jìn)行降溫，防止其過(guò)熱燒壞。

（4）高溫空氣預(yù)熱器 高空預(yù)熱器為列管式結(jié)構(gòu)，采用耐熱鋼光管形式，一端焊接，另一端為密封自由端，可有效避免熱脹冷縮因素對(duì)設(shè)備造成的損壞，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

（5）軟水加熱器 軟水加熱器的換熱管采用橫置式翅片管結(jié)構(gòu)，既強(qiáng)化傳熱，又能夠有效防止積灰。

（6）吹灰器 針對(duì)我分公司吹風(fēng)氣中粉塵含量較大的實(shí)際情況，此次改造中增設(shè)了五臺(tái)吹灰裝置，安裝位置為，余熱鍋爐對(duì)流管上中下布三臺(tái)，軟水加熱器與低溫空預(yù)器設(shè)備前各一臺(tái)。其工作原理是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)跑車和吹灰槍管，槍管上的噴頭在爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)噴出過(guò)熱蒸汽（0.8MPa），吹掃換熱設(shè)備受熱面上的積灰和結(jié)渣。根據(jù)各設(shè)備受熱面的大小，選擇不同的吹掃半徑，依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況定期吹灰，保證各換熱設(shè)備高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

（7）煙囪簡(jiǎn)易噴淋裝置 為了降低煙塵的黑度，在引風(fēng)機(jī)出口煙道上加裝五組實(shí)心錐噴頭，采用循環(huán)水進(jìn)行噴淋。由于實(shí)心錐具有噴淋面積大，不易堵塞的特點(diǎn)，因此除塵效率較好，能滿足要求。

2 裝置運(yùn)行情況

該裝置2012年3月施工安裝結(jié)束，4月初烘爐后，4月10日正式投入生產(chǎn)運(yùn)行。

（1）由于燃燒爐內(nèi)襯較厚，烘爐初期應(yīng)控制較低的升溫速率，防止大量水分急劇蒸發(fā)對(duì)內(nèi)襯造成損壞。具體做法是，先期在燃燒爐底部配置簡(jiǎn)易的點(diǎn)火裝置，可保證有效調(diào)控升溫速率，使耐火材料中的水分均勻緩慢蒸發(fā)出來(lái)，防止內(nèi)襯出現(xiàn)裂紋，甚至大面積脫落等現(xiàn)象的發(fā)生。后期采用在爐頂燃燒器點(diǎn)火烘爐，以提高爐溫、強(qiáng)化烘爐質(zhì)量。當(dāng)然，任何時(shí)候開車點(diǎn)火前，均須做好安全置換和隔離工作，特別是在滅火等情況后，必須徹底置換合格才能重新點(diǎn)火。

（2）運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題

① 送吹風(fēng)氣時(shí)，一定要注意燃燒爐內(nèi)溫度是否高于安全燃燒溫度，即是否大于吹風(fēng)氣等氣體中幾種主要可燃組分的著火點(diǎn)。一般要求蓄熱層爐溫超過(guò)750℃，并且隨著吹風(fēng)氣的不斷送入密切注意爐溫的變化，及時(shí)作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，要特別注意觀察配風(fēng)閥是否與造氣吹風(fēng)氣回收閥同步啟閉。

②燃燒爐爐溫正常后，注意水管鍋爐、過(guò)熱器的工作壓力，嚴(yán)禁超壓，注意水管鍋爐保持正常水位。

③鍋爐應(yīng)連續(xù)給水，以保持正常水位，不允許水位低于最低水位或高于最高水位。

④系統(tǒng)開車初期，必須引用外來(lái)蒸汽冷卻過(guò)熱器換熱管束，不允許加水來(lái)冷卻過(guò)熱器。同時(shí)打開配風(fēng)閥組的近路閥，以確保高溫空預(yù)器管內(nèi)有冷空氣流動(dòng)，防止燒壞管束。回收系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，因?yàn)榇碉L(fēng)氣的送入具有不連續(xù)性，所以該近路閥應(yīng)始終保留一定的開度。

⑤當(dāng)鍋爐超壓，蒸汽需放空時(shí)，應(yīng)在過(guò)熱器出口或過(guò)熱器后其他管路上放空，不允許在上鍋筒放空，目的在于鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽全部通過(guò)過(guò)熱器，使過(guò)熱器的換熱管得到充分的冷卻。

3 改造效果及經(jīng)濟(jì)效益

改造后可全部回收六臺(tái)爐的吹風(fēng)氣，解決了較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)困擾我分公司吹風(fēng)氣直接放空污染環(huán)境的問(wèn)題，煙氣經(jīng)水膜除塵組合式煙囪除塵后放空，粉塵含量不超過(guò)100mg／m3，林格曼黑度一級(jí)，極大地改善了工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

本套裝置總共投資250萬(wàn)元，現(xiàn)汽量達(dá)12t／h以上（由于受限電影響，生產(chǎn)未達(dá)到滿負(fù)荷，正常運(yùn)行5臺(tái)φ2 650mm煤氣爐），多產(chǎn)汽6t／h。蒸汽價(jià)按100元／t、年運(yùn)行300d計(jì)，則年增效益432萬(wàn)元。6個(gè)月可全部收回投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié) 語(yǔ)

15t／h吹風(fēng)氣余熱回收裝置改造投運(yùn)后，系統(tǒng)微負(fù)壓穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)汽量及各項(xiàng)控制指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，各項(xiàng)指標(biāo)均有所優(yōu)化，解決了制約生產(chǎn)的許多問(wèn)題，達(dá)到了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。