閆長(zhǎng)江

(山東臨沂恒昌焦化股份有限公司 山東臨沂 276132)

空分裝置的持續(xù)調(diào)整及節(jié)能改造

閆長(zhǎng)江

(山東臨沂恒昌焦化股份有限公司 山東臨沂 276132)

針對(duì)空分裝置電耗較高的實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行了持續(xù)的工藝調(diào)整和節(jié)能改造。改造后，每天節(jié)電20 000 kW·h，年節(jié)約運(yùn)行成本超過(guò)500萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了空分裝置的經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

空分；分子篩再生氣；蒸汽加熱器

山東臨沂恒昌焦化股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)恒昌焦化公司)100 kt/a焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置的弛放氣供恒昌科技公司用于生產(chǎn)合成氨，KDON- 8000/15000型空分裝置所生產(chǎn)的高純度氧氣全部供純氧甲烷轉(zhuǎn)化爐使用，部分氮?dú)庾鳛樯a(chǎn)合成氨的原料氣?？辗盅b置中的空氣壓縮機(jī)采用離心式壓縮機(jī)(功率4 300 kW，電壓1 000 V)，氮?dú)鈮嚎s機(jī)和氧氣壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，再生氣加熱采用電加熱器作為熱能來(lái)源(功率1 092 kW)。該套空分裝置于2010年7月投產(chǎn)后生產(chǎn)穩(wěn)定，但日電耗達(dá)140 000 kW·h，實(shí)際運(yùn)行成本較高。

1 存在的問(wèn)題及調(diào)整措施

1.1 分子篩再生氣的調(diào)整

設(shè)備制造企業(yè)最初調(diào)整再生污氮?dú)饬髁繛?5 000～16 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，整個(gè)過(guò)程中污氮?dú)夂苌僬{(diào)整，造成空氣壓縮機(jī)和電加熱器的負(fù)荷較大，為此，分子篩再生氣進(jìn)行如下調(diào)整。

(1) 加熱。在壓縮空氣中CO2含量基本不變的情況下，分子篩再生氣的流量逐步降至12 500 m3/h(標(biāo)態(tài))，同時(shí)加熱溫度由183 ℃降至182 ℃。根據(jù)純化系統(tǒng)各項(xiàng)再生工藝指標(biāo)看，完全可滿(mǎn)足要求。

(2) 冷吹。吸附器冷吹時(shí)，將再生污氮?dú)饬髁恐鸩浇抵?4 500 m3/h(標(biāo)態(tài))，保證有足夠的冷吹氣源以滿(mǎn)足吸附器解析要求。

(3) 再生。根據(jù)壓縮空氣中CO2含量不變的情況，將再生冷吹氣流量降至12 500 m3/h(標(biāo)態(tài))，冷吹峰值溫度由148 ℃降至147 ℃。根據(jù)純化系統(tǒng)冷吹階段再生工藝指標(biāo)看，效果良好。

隨著純化系統(tǒng)再生加熱氣和冷吹氣流量的下降，逐步關(guān)小空氣壓縮機(jī)組導(dǎo)葉開(kāi)度并降低排氣量。在甲醇生產(chǎn)裝置產(chǎn)量不斷增加、產(chǎn)品氧氣流量也隨之提高的情況下，空氣壓縮機(jī)組平均排氣量由42 000 m3/h(標(biāo)態(tài))降至40 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，平均電流由235 A降至228 A。通過(guò)對(duì)不同階段再生氣流量的調(diào)整，運(yùn)行月電耗下降至4 100 000 kW·h。

1.2 降低氧氣純度，提高氧氣提取量

空分裝置開(kāi)車(chē)后，氧氣純度一直控制在96%(體積分?jǐn)?shù)，下同)以上。因轉(zhuǎn)化爐純氧轉(zhuǎn)化對(duì)氧氣純度沒(méi)有明確的要求，故逐步調(diào)整氧氣純度至92%后生產(chǎn)情況無(wú)變化，而氧氣提取率由92%提高至94%以上，空氣量由40 000 m3/h(標(biāo)態(tài))下降至38 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，空氣壓縮機(jī)運(yùn)行電流下降8 A左右。

1.3 停開(kāi)氮?dú)鈮嚎s機(jī)組

甲醇裝置正常運(yùn)行時(shí)，氮?dú)庥昧坎淮螅蛞旱a(chǎn)量小、銷(xiāo)售價(jià)格不高，經(jīng)與設(shè)備制造企業(yè)協(xié)商后新增1臺(tái)液氮汽化器，液氮儲(chǔ)槽內(nèi)的液氮經(jīng)液氮汽化器升壓后供后工序使用，日節(jié)電1 600 kW·h。

1.4 蒸汽加熱器代替電加熱器

甲醇裝置滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行后，經(jīng)不斷技術(shù)改造及工藝優(yōu)化調(diào)整，甲醇合成塔及轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐自產(chǎn)蒸汽量得到大幅提升，富余的中壓蒸汽經(jīng)二次減壓后并入低壓蒸汽管網(wǎng)造成熱量損失。為此，采用蒸汽加熱器代替電加熱器加熱污氮再生氣，并對(duì)原有的污氮?dú)夤艿肋M(jìn)行改造，將壓力12 kPa、流量10 000～12 000 m3/h的污氮?dú)庖琳羝訜崞?，用蒸汽將污氮?dú)鉁囟壬?80～190 ℃，然后進(jìn)入純化器活化分子篩。改造后的工藝流程如圖1所示。

圖1 改造后工藝流程

具體操作：①分子篩吸附器加熱再生時(shí)，蒸汽加熱器前自動(dòng)切換閥門(mén)開(kāi)啟，污氮再生氣旁路自調(diào)閥V1218關(guān)閉，手動(dòng)調(diào)整污氮?dú)庾哉{(diào)閥V1217開(kāi)度，將污氮再生氣的流量控制在10 000～13 500 m3/h(標(biāo)態(tài))，流量穩(wěn)定后閥門(mén)投自動(dòng)，其余污氮?dú)馀欧胖令A(yù)冷系統(tǒng)水冷塔；②手動(dòng)調(diào)整蒸汽自調(diào)閥開(kāi)度，將污氮再生氣加熱至180～190 ℃，然后閥門(mén)投自動(dòng)，加熱蒸汽減壓后進(jìn)入低壓蒸汽管網(wǎng)；③分子篩加熱完畢，吸附器進(jìn)入冷吹階段，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟污氮再生氣旁路蝶閥，然后先開(kāi)通污氮?dú)饫浯禋饴?，再關(guān)閉加熱器前污氮?dú)庾詣?dòng)切換閥，切斷污氮再生加熱氣路；④加熱完畢后，手動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽自調(diào)閥開(kāi)度，降低蒸汽加熱器加熱溫度至150 ℃后投自動(dòng)保溫，如影響冷吹污氮?dú)鉁囟?，則關(guān)閉蒸汽加熱器污氮?dú)獬隹诘y；⑤冷吹時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)污氮?dú)饬髁恐?3 000～14 000 m3/h(標(biāo)態(tài))，徹底滿(mǎn)足分子篩再生要求(冷吹峰值溫度150 ℃，末期低于20 ℃)。在整個(gè)操作過(guò)程中，實(shí)時(shí)觀(guān)察露點(diǎn)分析儀，確保在線(xiàn)數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍內(nèi)。

蒸汽加熱器投入運(yùn)行后，一直較為穩(wěn)定，實(shí)際所用蒸汽量約為14 t/d，加上10%熱損失，共需蒸汽量約為14.3 t/d。原部分中壓蒸汽直接減壓后并入低壓管網(wǎng)，現(xiàn)改為蒸汽加熱器使用減壓后再并入低壓管網(wǎng)，實(shí)際使用蒸汽費(fèi)用可忽略不計(jì)，直接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)150萬(wàn)元。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近幾年的持續(xù)改造，空分裝置日電耗基本穩(wěn)定在120 000 kW·h，比改造前每天節(jié)電20 000 kW·h，年節(jié)約運(yùn)行成本超過(guò)500萬(wàn)元?？辗盅b置節(jié)能潛力巨大，應(yīng)結(jié)合各自裝置實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行合理改造、優(yōu)化，從而真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

ContinuousAdjustmentandEnergy-SavingRenovationofAirSeparationUnit

YAN Changjiang

(Shandong Linyi Hengchang Coking Co., Ltd., Linyi 276132, China)

In connection with actual condition of higher power consumption of air separation unit, continuous process adjustment and energy-saving renovation of the unit is carried out. After the revamp, daily power saving is 20 000 kW·h, annual saving of operation cost is 5 million yuan, and economic, safe and stable operation of the air separation unit is achieved.

air separation; regeneration gas of molecular sieve; steam heater

閆長(zhǎng)江，工程師，負(fù)責(zé)甲醇廠(chǎng)設(shè)備管理工作；13210430288@163.com

TQ028.8

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1006- 7779(2017)05- 0046- 02

2015- 12- 08)