篩板空冷塔改造成填料塔的效果分析

胡 賓

（陜西略陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西 略陽(yáng) 724301）

0 引言

我車(chē)間3#機(jī)組KDON-1500/1500-7型空分設(shè)備，是開(kāi)封空分設(shè)備廠制造供貨，于1994年5月建成投產(chǎn)，全套機(jī)組采用分子篩吸附法凈化空氣，工藝流程簡(jiǎn)單，啟動(dòng)容易，操作方便，運(yùn)行安全。切換損失小，精餾工況穩(wěn)定，采用高效預(yù)冷系統(tǒng)，用常溫循環(huán)水及氟里昂冷凍機(jī)組的冷凍水將空氣冷卻，使分子篩吸附劑工作在最佳狀態(tài)。自投產(chǎn)以來(lái)空分設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定，但是配套的空氣預(yù)冷系統(tǒng)運(yùn)行兩年多后，連續(xù)出現(xiàn)事故導(dǎo)致分子篩進(jìn)水，停機(jī)少則2-5天，多則6-8天，原因都為空冷塔布水盤(pán)堵塞造成，嚴(yán)重影響空分設(shè)備的安全生產(chǎn)，降低吸附器分子篩的使用壽命，帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 事故分析及改造措施

1998年2月12日15：58分A2分子篩帶水，當(dāng)時(shí)考慮到液位計(jì)指示失靈，故對(duì)正壓管進(jìn)行疏通后，即加熱分子篩，然后開(kāi)機(jī)。到2月13日6：43分A2分子篩第二次帶水，經(jīng)檢查分析原因?yàn)榭绽渌虏坎妓P(pán)上的降水孔被空冷塔及篩板的銹渣堵塞，引起空冷塔液泛，在空冷塔的空氣挾帶水分進(jìn)入分子篩。

1.1 改進(jìn)措施

（1）對(duì)空冷塔進(jìn)行徹底清理，將26塊塔板及兩塊上下布水盤(pán)全部取下進(jìn)行除銹。

（2）將布水盤(pán)部分降水孔改為降水管，（Φ14×2鋼管）[上部42個(gè)Φ6和42個(gè)Φ8下部84個(gè)Φ8]

（3）加強(qiáng)循環(huán)水管理，減少設(shè)備的腐蝕做了以下工作：將超標(biāo)的池水全部排放；加鹽系統(tǒng)改造，將鹽閥取掉，將1#鹽罐和2#鹽罐直接用管道聯(lián)通；對(duì)軟水器進(jìn)行調(diào)試，嚴(yán)格控制軟水氯離子含量，使池水氯跟含量小于200mg/L；對(duì)3#崗位操作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。

1.2 改進(jìn)效果

采取以上措施后收到一定效果，設(shè)備運(yùn)行正常，但2000年6月3#空分分子篩再次帶水，迫使空分停機(jī)加熱分子篩3天，嚴(yán)重影響了煉鋼生產(chǎn)，此次事故原因還為空冷塔篩板堵塞造成，我們?cè)俅螌?duì)空冷塔26塊篩板取出除銹，除垢，并在空冷塔安裝了阻力計(jì)。規(guī)定每隔半年定期停機(jī)2天將空冷塔篩板取出除銹，除垢，當(dāng)空冷塔阻力超過(guò)800mm水柱時(shí)，立即停機(jī)檢查清除空冷塔篩板銹垢，通過(guò)以上措施實(shí)施3#空分分子篩再?zèng)]出現(xiàn)帶水事故。但每隔半年停機(jī)2天清除空冷塔篩板銹垢不但工作量大，且影響設(shè)備的安全運(yùn)行，影響空分高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)。

2 改造

圖1 空分預(yù)冷系統(tǒng)工藝流程

由于以上種種原因，我們借鑒其他廠的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)與開(kāi)封空分設(shè)備廠協(xié)商，利用檢修時(shí)間，由開(kāi)空廠將空冷篩板塔改造為填料塔。

2.1 空冷塔結(jié)構(gòu)

（1）空氣預(yù)冷系統(tǒng)

預(yù)冷系統(tǒng)工藝流程圖1，26-30℃的循環(huán)冷卻水，一部份先在水冷塔內(nèi)經(jīng)出塔氮?dú)饫鋮s后，利用水泵加壓，經(jīng)氟里昂冷水機(jī)組冷卻為5～8℃的冷凍水進(jìn)入空冷塔上部噴淋；另有一部分直接經(jīng)泵加壓到空冷塔中部噴淋。

兩部分冷卻水順穿篩板下流，將空冷塔下部進(jìn)入的0.6MPa約72℃的空氣冷卻至8-12℃，冷卻后的空氣由頂部出空冷塔，空冷塔底部的水，靠塔內(nèi)壓力壓回玻璃鋼冷卻塔，散熱后進(jìn)入循環(huán)水池。

（2）改造前空冷塔的結(jié)構(gòu)

空冷塔整塔為篩板塔，根據(jù)進(jìn)塔冷卻水的溫度不同，分為上下兩段，上部為低溫段，下部為常溫段，頂部裝有霧沫分離器，兩段均采用13塊穿流篩板，第一塊篩板上部有一只布水器和一個(gè)布水盤(pán)，布水盤(pán)有20個(gè)升氣孔，布水器有噴頭8個(gè)，結(jié)構(gòu)相同，如圖2所系。不同之處為上部水盤(pán)有42個(gè)Φ6和42個(gè)Φ8mm漏水孔，下布水盤(pán)有84個(gè)Φ8mm漏水孔。

圖2 改造前空冷塔結(jié)構(gòu)

2.2 改造后空冷塔結(jié)構(gòu)

對(duì)空冷塔上下段進(jìn)行改造，拆除上下段的篩板，將兩布水盤(pán)更換為不銹鋼，布水器保持不變。在上段下部和下段下部分部裝一波紋槽形盤(pán)，上面裝共軛塑料環(huán)填料，如圖3。

圖3 改造后空冷塔結(jié)構(gòu)

3 冷卻效果對(duì)比及其他

空冷塔改造后，在冷卻水、冷凍水水溫與水量均沒(méi)有變化的情況下，出塔空氣溫度由原來(lái)9-11℃，降到 4.5-8.5℃，空冷塔阻力由原來(lái)450mm水柱左右降為260mm水柱，這說(shuō)明使用填料后，增加了單位體積內(nèi)的傳熱傳質(zhì)面積，減少了阻力提高了空冷塔的效率，同時(shí)減少了分子篩的負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)了分子篩的使用壽命，具體工況表1。

表1 改造前后運(yùn)行工況對(duì)比表

4 結(jié)束語(yǔ)

改造后的填料空冷塔冷卻效果顯著，降低了出塔空氣溫度，即減少了空氣中飽和水含量，降低了分子篩的吸附負(fù)荷,又增加了分子篩的吸附容量，使分子篩對(duì)空氣的吸附凈化效果有明顯好轉(zhuǎn)。同時(shí)更為重要的是更換掉易生銹的篩板，避免了空冷塔篩板生銹堵塞，出現(xiàn)分子篩進(jìn)水的事故，從使用多年來(lái)看，分子篩再?zèng)]有發(fā)生帶水事故。且阻力減少，降低了空壓機(jī)出力，有利于節(jié)能降耗，總的來(lái)說(shuō)空冷篩板塔更換為填料塔有利于空分設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)能。

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