合成氨废热锅炉汽包带水问题分析及解决措施

摘要

泸天化年产15万吨合成氨装置是中国第一套以天然气为原料的合成氨装置,该装置是1966年从英国汉格公司引进投产的,原设计生产能力为年产合成氨10万吨,1988年经技术、扩能改造后达年产合成氨15万吨,1989年改造后至2002年7月,该装置存在以下一个严重的问题:二段转化气废热锅炉H111及变换气废热锅炉H115共同的汽包V116产汽存在蒸汽品质低的问题,主要表现在蒸汽湿度高带水严重,蒸汽含盐量特别高.因V116蒸汽品质问题,多次造成该装置的天然气压缩机透平KT124转子结盐严重、一级后压力上涨,多次超临界值,直接造成装置全面停车的次数达十余次,直接经济损失达500万元以上.针对解决V116蒸汽品质问题,十几年来泸天化相关专业进行了探索和技术改进,但未能根除问题的根本原因.该文经过详细的热力学和锅炉动力学分析,找到了V116存在蒸汽品质低问题的根本原因:即H115未处于正常工作状态,V116的四根上升管的上升速率失衡,上升管偏流造成汽包内汽液分配不均,汽液分布偏离设计要求值,进而汽液分离空间未得到有效利用,使得汽包达不到设计的汽液分离效果.明确了V116汽包蒸汽品质低的原因后,提出了课题的具体解决方案,并在2002年7月装置年度大修期间实施了该方案.该方案的主要措施有三点:(1)在汽包液位底部加特殊的排污汇管;(2)在汽包上升管口加带斜角(105°)的挡板减缓汽液混合物的动能并引导汽液混合物重新进入正常液位的下面;(3)在蒸汽汇集管口前加百叶窗(波形板)和多孔板两种现代锅炉汽水助分离器.运行一年的实践证明,该方案实施后的效果特别明显,基本上解决了V116蒸汽带水问题,KT124透平再没有结盐现象.该问题的解决不单解决了困扰泸天化15万吨合成氨装置多次停车的重大难题,而且对解决类似的锅炉汽包带水问题也具有广泛的应用推广价值,可以大胆地说:意义深远而重大.

目录

文摘

英文文摘

1概述

1.1合成氨废热锅炉的发展

1.2本课题的内容

1.3本课题涉及的锅炉系统简介

1.4问题的发现及历史状况

1.4.1泸天化15万吨合成氨装置的现状

1.4.2泸天化15万吨/年合成氨装置的流程示意图见图1.1

1.4.3泸天化15万吨/年合成氨装置的蒸气流程示意图见图1.2

1.4.4问题的发现

1.4.5曾经作过的探索和改进

1.5本课题研究的主要步骤

1.6本课题的技术水平

1.7本课题的社会经济效益

2对改造前V116蒸汽带水问题的分析

2.1系统负荷11520 Nm3/h情况下物料衡算与热量衡算

2.1.1 H111的物料及热量衡算

2.1.2 H113的物料和热量衡算

2.1.3 H115的物料、热量衡算

2.1.4 V116产汽带水量的计算

2.2系统负荷8000 Nm3/h情况下的计算

2.2.1系统负荷8000 Nm3/h情况下的物料、热量衡算

2.2.2系统负荷8000 Nm3/h情况下的V116产汽带水量计算

2.2.3两种负荷工况下的物热衡算结果分析

3系统的水动力学计算

3.1按2.1工况计算V116上升管的上升速率

3.2系统的水动力学计算小结

3.3汽包内流动状态分析

4解除问题根本原因的技术方案

4.1对V116汽包上升管入口挡板的改进

4.2安装水下孔板

4.3在蒸汽空间安装百叶窗(波形板组件)

4.3.1汽液混合物分离原理

4.3.2百叶窗的分离原理

4.3.3百叶窗的设计条件

4.3.4经过精心设计制造出的百叶窗概况

4.3.5百叶窗的安装

4.4在百叶窗上面安装顶部多孔板

4.4.1顶部多孔板的作用

4.4.2顶部多孔板的设计条件

4.4.3精心设计出的顶部多孔板概况

4.4.4顶部多孔板的安装条件

4.5安装底部排污汇管和吸污管

4.6在下降管口加装栅隔防止蒸汽带入下降管影响水循环

4.7总体汽包内件设备安装示意图

5 V116改造后负荷12000Nm3/h情况下的计算

5.1 H111物料及热量衡算

5.2 H113物料及热量衡算

5.3 H115物料及热量衡算

5.4 V116带水量的计算

6 V116改造成功的有力工艺证据

7结论与工作展望

7.1结论

7.2工作展望

主要字符说明

参考文献

致 谢

声 明