高效浮閥板式塔換熱器在變換系統的應用

2013-11-30 06:54:08周會能陜西寶雞新豐化工有限公司

化工管理 2013年12期

周會能（陜西寶雞新豐化工有限公司）

我公司變換系統的軟水加熱器（第二水加熱器F=525m2）,原采用的是管殼式氣～液兩相間接換熱設備。由于變換氣中所含的CO2、H2S 等酸性介質的化學腐蝕及進二水加氣體在露點溫度以下的露點腐蝕和氣液兩相壓差波動等原因，常使列管發生穿孔泄漏，每年需要更換或中途停車檢修，破壞了整個系統的熱力網絡平衡和安全穩定運行，并使鍋爐回水溫度降低及回水量減少，致使煙煤消耗上升。簽于以上因素，公司經過多次考察和調查研討于2011 年5 月新上了高效浮閥板式塔換熱器。經過近幾年的運行實踐，該高效浮閥板式塔換熱器性能良好，工藝穩定，操作彈性大，塔阻力小，熱回收效率高，節能效果明顯。

一、工藝流程：

1、改造前的工藝流程：

氣相流程：來自變換第二熱水塔102℃度的變換氣進入列管式水加熱器管間與管內的軟水間接進行熱量交換后，冷卻到70℃后再進入冷凝塔內與冷卻泵送來的循環水逆流換熱后將變換氣溫度冷卻到35℃后進入碳化工段。

液相流程：來自鍋爐20～25℃的軟水進入列管式第二水加熱器內與管間的變換氣間接進行熱量交換后，將軟水加熱到70℃后去鍋爐熱水箱供鍋爐上水泵使用。

2、改造后的工藝流程：

來自第二熱水塔102℃的變換氣經除沫器除去填料和氣體中的雜質后進入高效浮閥板式塔底部，與軟水在十六層浮閥塔盤上霧化，傳質，傳熱，逐級回收熱量后，使出塔變換氣溫度冷卻到30℃左右后去碳化工段。

從高效浮閥板式塔底部出來的軟水經過換熱后溫度達到80～90℃后，既可直接回熱水箱，又可去合成立式水加熱器進一步回收合成塔后的余熱，使水溫度達到125℃后去鍋爐熱水箱。具體操作根據用水量和水溫來定。

二、設備主要參數與安裝

1、設計壓力0.9Mpa

工作壓力0.75Mpa

容積34.2m3

塔徑、塔高φ1800×14800

2、安裝技術要求

2.1 板式塔換熱器的變換氣進出氣管徑為Dg350，軟水管徑為Dg50。

2.2 板式塔體安裝就位時要保持垂直，在塔內件安裝時每層塔板必須保持水平，并與塔體連接部位要牢固不得泄漏，否則影響傳熱效果。

2.3 軟水排污口應位于下封頭底部，軟水出液管位置應位于液位計下端，要保持一定高度的液位，防止無液位使氣體竄入熱水箱。

三、運行情況比較。（如表所示）

改造前后運行工藝參數對比表

1.從以上數據可以看出，與改造前列管式換熱器對比使用高效浮閥板式塔換熱器，在同等工藝條件下，出塔變換氣溫度可控制在35℃以下直接進入碳化工序。既達到了原冷卻塔低位顯熱無法回收的目的，又可多回收系統中變換氣中的蒸汽冷凝水100～150kg/tNH3，完全達到了變換工段余熱全部回收利用的目的，起到了一塔多用的作用。

2. 該塔投用后，較原列管式換熱器阻力明顯下降近0.01MPa，并且操作彈性大，變換氣溫度可視工藝條件隨意調整，克服和解決了原換熱器夏天冷卻塔補充一次水降溫使管道噴頭結垢加劇的矛盾以及變換氣溫度指標超標的問題，并節省了30kw/h 的功率消耗和維修費用等，還節約了80m3/h 的循環水和部分一次水。并且消除了冷卻泵跳閘倒氣著火的安全隱患。

3.該換熱器的顯熱回收效率是原列管式的1.8 倍，鍋爐回水溫度較原流程上升20～30℃度，提高了鍋爐蒸發量，有效降低了煙煤消耗。

4.該塔投用后有效縮短了開車加負荷時間，僅變換單路回水水溫可達70℃以上，解決了原流程開車加負荷期間因水溫低，蒸汽壓力緊張拖延開車時間的矛盾。

5.兩路回水流程，既便于調整系統熱力網絡的水量平衡和水溫控制，又增加了操作彈性和調整空間。

四、經濟效益分析

1、設備投資費用減少

高效浮閥板式塔總造價為23～25 萬元，與原來380㎡的列管式水加熱器1 臺15 萬元和1 臺11 萬元的冷卻塔比較，設備投資費用減少為：（不包括冷卻塔填料費用）（15+11）-24=2 萬元。

2、維修費用降低

原列管式軟水加熱器投用不到三個月就發生內漏，一年至少要停車處理堵漏4 次，而板式塔換熱器使用壽命在5 年左右，節省了原冷卻塔、冷卻泵頻繁維修的費用。

3、節約動力消耗，節電效果明顯

該塔投用后，完全可以停用冷卻塔和冷卻泵，原冷卻泵功率30kw/h。

年節電為：（30kw/h×0.325 元）×24×300=7.02 萬元

4、熱回收能力提高，降低了煙煤消耗

經過計算，現浮閥板式塔換熱器回收的熱量為7.07GJ/h，而原列管式換熱器回收的熱量為3.93GJ/h，年開車按300 天計，多回收熱量為：（7.07-3.93）×24×300=22.6TJ。折29.3MJ/kg 熱值的煙煤771 噸，噸煙煤價按現450 元計，每年可節約資金34.7 萬元。投用7 個月就可以收回該設備投資。