神寧爐凝液收集系統(tǒng)探討

王國(guó)梁

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司煤制油分公司氣化廠，寧夏 銀川 750411）

神寧爐凝液收集系統(tǒng)探討

王國(guó)梁

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司煤制油分公司氣化廠，寧夏 銀川 750411）

神寧爐凝液收集系統(tǒng)，用以收集氣化裝置各等級(jí)蒸汽凝液，副產(chǎn)低低壓蒸汽，同時(shí)冷凝液緩沖罐的工藝水加壓后替代脫鹽水作為洗滌塔精洗段的補(bǔ)水。氣化爐原始開車或裝置凝液量不足時(shí)，冷凝液緩沖罐采用脫鹽水進(jìn)行補(bǔ)水，凝液量較大時(shí)通過冷凝液泵增加外送量。

神寧爐；凝液系統(tǒng)；收集流程

西門子GSP粉煤加壓氣流床氣化技術(shù)[1]所采用的凝液收集系統(tǒng)，用以收集處理氣化裝置各等級(jí)蒸汽。其中中壓蒸汽凝液、次高壓蒸汽凝液進(jìn)入中壓蒸汽閃蒸罐閃蒸后副產(chǎn)低低壓蒸汽并管網(wǎng)，凝液通過底部調(diào)節(jié)閥，進(jìn)入低低壓蒸汽凝液閃蒸罐，進(jìn)一步閃蒸后蒸汽放空，凝液由冷凝液泵送至界外。

由于該凝液系統(tǒng)獨(dú)立于脫鹽水系統(tǒng)，收集的凝液不能做為脫鹽水的后備水源。且低低壓蒸汽凝液閃蒸罐的蒸汽現(xiàn)場(chǎng)放空，既造成了資源的浪費(fèi)，又因放空蒸汽的冷凝造成設(shè)備管線的腐蝕以及冬季凝液結(jié)冰帶來了安全隱患。因此神寧爐為了提升凝液收集系統(tǒng)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約脫鹽水消耗，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種干煤粉加壓氣化技術(shù)中的凝液收集系統(tǒng)。

1 神寧爐凝液收集系統(tǒng)

1.1 神寧爐簡(jiǎn)介

“神寧爐”氣化技術(shù)[2]是神華寧煤集團(tuán)聯(lián)合中國(guó)五環(huán)工程有限公司開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干煤粉氣化技術(shù)。該氣化技術(shù)以粉煤為原料，氧氣和水蒸氣作氣化劑，生產(chǎn)以H2和CO為主的合成氣。氣化裝置包含煤粉干燥制備工序、煤粉加壓輸送工序、氣化工序、除渣工序、合成氣洗滌工序、黑水處理工序、黑水閃蒸工序、氮?dú)? CO2/氧氣工序、公用工程工序。單臺(tái)氣化爐CO+H2產(chǎn)量為130000-140000Nm3/h，年操作時(shí)間：8000h，氣化爐碳轉(zhuǎn)化率大于98.5%，有效氣含量大于91%，合成氣塵含量≤0.5mg/Nm3，操作負(fù)荷77%～108%。

1.2 凝液收集工藝流程

來自次高壓蒸汽冷凝液總管和中壓飽和蒸汽冷凝液總管的蒸汽冷凝液進(jìn)入冷凝液閃蒸罐D(zhuǎn)-101閃蒸后，頂部副產(chǎn)低低壓蒸汽送往低低壓蒸汽管網(wǎng)，底部低低壓蒸汽冷凝液通過液位調(diào)節(jié)閥送至冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102。同時(shí)來自低低壓蒸汽冷凝液總管的低低壓蒸汽冷凝液亦進(jìn)入冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102。冷凝液緩沖罐產(chǎn)生的水汽經(jīng)換熱器E-101冷卻后，凝液重新回流至冷凝液緩沖罐，不凝氣進(jìn)行放空。當(dāng)冷凝液緩沖罐的液位不足時(shí)，自動(dòng)開啟脫鹽水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行補(bǔ)液；當(dāng)冷凝液緩沖罐液位高時(shí)，啟動(dòng)冷凝液泵P-101進(jìn)行外送，以保證液位正常。冷凝液緩沖罐的工藝水經(jīng)高壓工藝水泵P-102升壓后作為洗滌塔精洗段的洗滌水（見圖1）。

圖1 神寧爐凝液收集系統(tǒng)示意圖

1.3 凝液收集系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介

（1）冷凝液閃蒸罐D(zhuǎn)-101，規(guī)格為1.8m×5.2m，容積14.8m3，用于中壓飽和蒸汽凝液和次高壓蒸汽凝液的閃蒸，進(jìn)行氣液分離。氣相副產(chǎn)低低壓蒸汽從罐頂部并入低低壓蒸汽管網(wǎng)，液相低低壓蒸汽凝液通過底部調(diào)節(jié)閥進(jìn)入冷凝液緩沖罐。

（2）冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102，規(guī)格為3.6m×8.2m，容積95.65m3，用于接收冷凝液閃蒸罐D(zhuǎn)-101送至的低低壓蒸汽冷凝液和全裝置低低壓蒸汽所產(chǎn)生的凝液，供合成氣洗滌塔的塔盤洗滌水。當(dāng)液位不足時(shí)，通過液位調(diào)節(jié)閥補(bǔ)入脫鹽水；當(dāng)液位高時(shí)，通過冷凝液泵進(jìn)行外送。

（3）冷凝器E-101，換熱面積161.0m2，殼程容積2.3m3，管程容積1.8m3，用于將冷凝液緩沖罐產(chǎn)生的水汽進(jìn)行冷卻。防止大量水汽直接放空，造成水汽的凝結(jié)，甚至冬季凝液的結(jié)冰，冷凝的凝液直接回流至冷凝液緩沖罐。

（4）冷凝液泵P-101，功率37kW，揚(yáng)程62m，設(shè)計(jì)流量80m3/h，用于將冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102中的多余凝液進(jìn)行外送，以保證其液位正常。

2 神寧爐凝液收集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1 神寧爐與GSP凝液收集系統(tǒng)對(duì)比

神寧爐與GSP凝液收集系統(tǒng)對(duì)比（見表1）。

表1 神寧爐與GSP凝液收集系統(tǒng)對(duì)比

2.2 神寧爐凝液收集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

主要優(yōu)勢(shì)有：①各等級(jí)蒸汽所產(chǎn)生的凝液內(nèi)部回收利用，不進(jìn)行外送，杜絕了凝液系統(tǒng)受外管網(wǎng)的制約；②在冷凝液緩沖罐氣相出口管線上設(shè)置了冷卻器，對(duì)水汽進(jìn)一步進(jìn)行冷卻，大量減少了蒸汽放空量，基本杜絕了冬季水汽的結(jié)冰狀況，大幅度降低了安全隱患；③各等級(jí)蒸汽所產(chǎn)生的凝液回收利用，減少了脫鹽水的消耗量，降低了運(yùn)行成本。根據(jù)五環(huán)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，冷凝液閃蒸罐D(zhuǎn)-101流入冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102的凝液量為27.67t/h，備煤裝置和氣化裝置進(jìn)入冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102的低低壓蒸汽凝液量分別為60.72t/h和30.00t/h，這樣，進(jìn)入冷凝液緩沖罐D(zhuǎn)-102的總凝液量為118.39t/h，同樣這也是脫鹽水的節(jié)省量。脫鹽水的單價(jià)以1.0元/噸計(jì)算，每年可節(jié)約成本103.71萬(wàn)；④神寧爐冷凝液泵出口壓力0.45MPa，其出口管件、法蘭及閥門均為低壓，安全性高，且啟停方便。煤制油項(xiàng)目GSP氣化裝置通過脫鹽水泵將多余的凝液外送，脫鹽水泵出口壓力6.0MPa，當(dāng)裝置停運(yùn)時(shí)，且脫鹽水罐液位高時(shí)，啟停脫鹽水泵不方便。

3 結(jié)論

綜上所述，文章得出如下結(jié)論：①神寧爐將收集的凝液做為脫鹽水的后備水源，節(jié)省了脫鹽水用量，減少了資源的浪費(fèi)，降低了運(yùn)行成本；②神寧爐凝液收集系統(tǒng)基本杜絕了蒸汽的放空，避免了蒸汽冷凝造成的設(shè)備管線腐蝕以及冬季凝液結(jié)冰帶來的安全隱患；③神寧爐凝液收集系統(tǒng)在流程、設(shè)備上更優(yōu)化，既保證了技術(shù)性能的穩(wěn)定，也滿足了生產(chǎn)工藝的要求，同時(shí)又提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]蔣立翔.GSP氣化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用分析[J].煤炭工程,2016,(1): 88-91.

[2]汪建壽.現(xiàn)代煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用綜述[J].化工進(jìn)展, 2016,35(3):653-664.

TQ026.2

A

2096-2789（2016）12-0107-02