郭興育

【摘? 要】技術(shù)改造是保障化工生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行重要手段，是生產(chǎn)管理的核心內(nèi)容。本文通過(guò)對(duì)近十年對(duì)造氣車間生產(chǎn)系統(tǒng)工藝和設(shè)備方面技術(shù)改造的總結(jié)，試探性對(duì)化工生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化從人員，技術(shù)改造方案選擇，優(yōu)化方法及途徑，必備的技能等提出一種程序化的方法和途徑。

【關(guān)鍵詞】生產(chǎn)系統(tǒng);技術(shù)改造;工藝優(yōu)化;途徑

陜西興化集團(tuán)公司是全國(guó)最大的硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)。氨醇總量90萬(wàn)噸。年生產(chǎn)硝酸銨、純堿、甲醇、甲胺等化工產(chǎn)品近200萬(wàn)噸。天然氣制氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)15萬(wàn)噸，經(jīng)技改生產(chǎn)系統(tǒng)25萬(wàn)噸長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，2014年造氣320天未停車。筆者實(shí)施了甲烷化、低變、中變觸媒壽命延長(zhǎng)，甲烷化水冷器，脫碳低變煮沸器，中變給水預(yù)熱器技改，脫碳低位熱能利用等技術(shù)改造幾十項(xiàng)，年均效益百萬(wàn)元以上，此文是從以上技改中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

一、化工生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性

技術(shù)改造是化工生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行是關(guān)鍵，是生產(chǎn)管理的核心內(nèi)容。變換工序有兩臺(tái)中變給水預(yù)熱器漏，前后4次技改，前三次只是提高壓力等級(jí)，四年用了六臺(tái)設(shè)備，還是內(nèi)漏影響低變觸媒壽命。后來(lái)從材質(zhì)、工藝變化分析，設(shè)備承受是一種交變應(yīng)力，改用304后使用9年，系統(tǒng)加量后又因管子和管殼材質(zhì)不同引起熱線膨脹系數(shù)不同，溫差加大造成管板撕裂，使用同一材質(zhì)，從根本解決了問(wèn)題。脫碳系統(tǒng)在年產(chǎn)合成氨20萬(wàn)噸是工藝時(shí)有波動(dòng)：煮沸器、水冷器幾乎年年漏、堵，年年有設(shè)備更換。通過(guò)噴射器改造，水冷器加過(guò)濾器，工藝上管線優(yōu)化等等，同時(shí)回收低溫?zé)崮苤评洌昴戤a(chǎn)25萬(wàn)噸合成氨是穩(wěn)定運(yùn)行，CO2出口分析30年一直在0.2%;從2011年到現(xiàn)在在0.1%。主要設(shè)備使用40年，月維修材料費(fèi)用5萬(wàn)元，

二、生產(chǎn)系統(tǒng)靠什么人來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化

主要有生產(chǎn)管理人員，技術(shù)人員，主管生產(chǎn)或技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)。

（一）技改人員的分類：分為經(jīng)驗(yàn)型，理論型，學(xué)習(xí)型，專家型。

1、經(jīng)驗(yàn)型：任勞任怨;熟悉生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)流程、熟悉系統(tǒng)開停車，一般生產(chǎn)故障的處理。處理問(wèn)題，壞了就修，再壞就換。

2、理論型：工作認(rèn)真，理論能力強(qiáng)，了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，熟悉系統(tǒng)開停車，掌握生產(chǎn)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，工作負(fù)責(zé)，一般問(wèn)題可以解決，意外問(wèn)題只會(huì)看領(lǐng)導(dǎo)，只講問(wèn)題不講方法。

3、學(xué)習(xí)型：生產(chǎn)中堅(jiān);對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)熟悉流程、設(shè)備了熟于心，開停車、故障處理。不斷學(xué)習(xí)，勤思慎行，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行故障有預(yù)見性，并采取措施，大修或技改，系統(tǒng)逐步長(zhǎng)周期穩(wěn)定性。

4、專家型：追求的目標(biāo)。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行了然于心，出現(xiàn)問(wèn)題從系統(tǒng)性考慮，很快拿出根治方案，了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀，新技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)專業(yè)院所的技術(shù)能力。對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)有自己的看法。系統(tǒng)出現(xiàn)故障可以系統(tǒng)性解決。

三、技術(shù)改造項(xiàng)目的分類

低投資或無(wú)費(fèi)型項(xiàng)目占70%

投資型占30%;①低投入高產(chǎn)出項(xiàng)目，②高投入高產(chǎn)出項(xiàng)目，③高投入低產(chǎn)出項(xiàng)目（解決安全隱患的較多）.

（一）低費(fèi)性或無(wú)費(fèi)性項(xiàng)目范例：

1、中變給水預(yù)熱器副線技改過(guò)程（降低阻力0.15MPa）：

有兩臺(tái)并列的中變給水預(yù)熱器DN150—DN300的管線，為調(diào)節(jié)溫度，溫度設(shè)副線及旁路，

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為保證低變?nèi)肟跍囟?90℃，在DN150副線和旁路截止閥全開情況下，主線DN250閘閥只開5扣（相當(dāng)于關(guān)3/4以上），

我們通過(guò)當(dāng)量長(zhǎng)度的計(jì)算，其原因是副線和旁路的阻力較大引起，經(jīng)過(guò)計(jì)算，阻力（以當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)）為210m，而主線的阻力也在210m以上，中變給水預(yù)熱器煤氣走管內(nèi)，阻力基本相當(dāng)于直管，阻力就在出口閘閥關(guān)3/4以上引起，加之主線是氣液兩相（煤氣180℃露點(diǎn)以下），阻力較副線旁路（煤氣250℃）大，降低副線和旁路并聯(lián)的阻力，才能使主線出口閘閥全開或1/4關(guān)，主線阻力將從210m降為1.7m或10m，通過(guò)范寧公式：

hf=λL/d（u2/2），λ=8τ/（ρu2），計(jì)算過(guò)程從略，當(dāng)量長(zhǎng)度200m，阻力為0.18Mpa

流程優(yōu)化方案：將旁路由DN150管線改為DN200，閥由截止閥改為閘閥，DN200的管線滿足阻力降低要求，又使副線自調(diào)起作用，通過(guò)范寧公式，DN150截止閥管線和DN200閘閥管線阻力相差近50倍。方案實(shí)施，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)阻力由0.19MPa降為0.04MPa，

2、改造方案：簡(jiǎn)單，低費(fèi)，效益大。

對(duì)合成氨凈化系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的研究、思考，通過(guò)操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)相關(guān)流程阻力進(jìn)行理論計(jì)算，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化方案和流程改造，在投資很少（15萬(wàn)元）的情況下，降低凈化系統(tǒng)阻力0.25MPa，減少系統(tǒng)無(wú)用功消耗，效益300萬(wàn)元。

凈化系統(tǒng)觸媒包括低變、甲烷化觸媒使用壽命8年以上，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)中型氮肥廠企業(yè)的使用記錄，達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)大型天然氣氮肥廠

（二）投資性項(xiàng)目范例：

1、一期溴化鋰工程：

（1）I期脫碳采用熱水型溴化鋰機(jī)組回收貧液熱量，聯(lián)系廠家，克服了腐蝕、結(jié)晶、氣蝕等問(wèn)題。溴化鋰機(jī)組代替貧液水冷器，用貧液做熱源驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制取的5℃溫差的冷水400噸供合成車間混合機(jī)三段出口水冷器，使新鮮氣由40℃降為20℃，氨冷降低3℃，同等消耗下系統(tǒng)增產(chǎn)1.5t/h。同時(shí)由于有效地貧液溫降（80℃），I期脫碳出口CO2%含量月平均由0.10%降為0.06%-0.07%，脫碳效果良好，而系統(tǒng)消耗下降。夏季高溫狀況下合成氨較往年增產(chǎn)近6000噸。投入400萬(wàn)元，年效益在670萬(wàn)元。140t/h貧液由100℃降為80℃，原消耗循環(huán)水700t/h，現(xiàn)驅(qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組，年回收熱量相當(dāng)于蒸汽2.2萬(wàn)噸。

（2）技改中需要解決的問(wèn)題。①脫碳溶液的腐蝕;②貧液泵入口壓力降低后貧液泵的汽蝕;③脫碳苯菲爾溶液的結(jié)晶;④低位熱能（105 ℃貧液）的利用效能;⑤公司循環(huán)水的平衡及電平衡;⑥實(shí)際增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)及投資。

（3）技改實(shí)施中解決的問(wèn)題方法。①腐蝕采用改變溴化鋰發(fā)生器材質(zhì)來(lái)解決;②針對(duì)汽蝕，降低發(fā)生器阻力，使之達(dá)到泵入口的汽蝕余量。③溶液結(jié)晶采用在管線沖洗閥及最低點(diǎn)導(dǎo)淋閥，停車及時(shí)沖洗;

④制冷效率為0.79，回收循環(huán)水熱量，節(jié)能減排意義明顯;⑤循環(huán)水滿足要求，用電需加變電設(shè)備即可;

⑥增產(chǎn)效果，如氨冷降低3℃，每天增產(chǎn)25噸，整體投資400萬(wàn)元

（5）結(jié)論：想到的問(wèn)題越多，就有解決方案，成功的希望就越大，同時(shí)多多聽反對(duì)的聲音，有道理的反對(duì)聲音有助于技改的成功。

2、其他技改：二期溴化鋰工程，二段爐噴嘴改造，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)擴(kuò)能技改，凈化系統(tǒng)管線技改。

四、化工生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化方法

（一）第一階段，解決系統(tǒng)中存在的問(wèn)題：

五步法：關(guān)鍵是基礎(chǔ)工作，了解現(xiàn)有裝置的運(yùn)行水平，切切實(shí)實(shí)存在的問(wèn)題，與國(guó)內(nèi)其他裝置運(yùn)行水平的差異，才有技術(shù)改造的方向。

1、第一步認(rèn)真細(xì)致的熟悉生產(chǎn)工藝流程，設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造。包括工藝物料流程：加熱流程及熱源，冷卻流程及冷源;熱平衡，液體或水平衡：儀表測(cè)量的位置。設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)。運(yùn)行的工藝指標(biāo)。

2、第二步：學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)：生產(chǎn)環(huán)節(jié)的專業(yè)理論知識(shí)，專用技術(shù)，有時(shí)技術(shù)改造、系統(tǒng)優(yōu)化并不需要太深?yuàn)W的理論。

沒(méi)有理論支持的技改就是盲人摸象。

學(xué)習(xí)方法：①向別人學(xué)習(xí)：同事，領(lǐng)導(dǎo)。②書本上，找專業(yè)書籍。學(xué)精學(xué)透;專業(yè)期刊《中氮肥》《化學(xué)工程與工藝技術(shù)》等等：③網(wǎng)絡(luò)上，要有辨識(shí)能力。

3.第三步：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出原因。

發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)工藝或設(shè)備的問(wèn)題：頻繁故障的設(shè)備;干得最多、最累的工作，就有問(wèn)題。工藝是主導(dǎo)，設(shè)備反映出來(lái)。

判斷剖析問(wèn)題的原因：1集思廣益，頭腦風(fēng)暴法;2現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，資料分析;3理論推算，書本找答;4找“度娘”;5QC小組等等方式，

找原因極其重要，是解決問(wèn)題的重點(diǎn)。

4、第四步：判斷系統(tǒng)問(wèn)題的原因時(shí)，兩個(gè)思維途徑：

（1）從工藝角度考慮設(shè)備問(wèn)題，查找愿因，優(yōu)化工況后再看變化。不要設(shè)備出故障就修理，就換設(shè)備。（中變給水預(yù)熱器）

管線的損壞可以從流體相變，比如我們單位中變給水預(yù)熱器，3年換6臺(tái)，出口管線的損壞，流體中介質(zhì)存在兩相。煮沸器2年一臺(tái)，甲烷化2年一臺(tái)水冷器?，F(xiàn)在都已解決。特別是換熱設(shè)備年更換臺(tái)數(shù)由近十臺(tái)減少至不到一臺(tái)，系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)行。

（2）從設(shè)備電儀方面考慮工藝上的變化：設(shè)備管線故障有各種情況，如泄漏、內(nèi)漏、內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞等，就泄漏而言，一般設(shè)備連接法蘭等，如果發(fā)生小的泄漏，首先要考慮是對(duì)工藝狀況，沒(méi)有變化，可采取打緊等方法，而一旦發(fā)現(xiàn)是工藝變化引起，應(yīng)以工藝調(diào)節(jié)至正常再看現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)。比如水冷器的主線開度大引起溫度突然下降引起法蘭泄漏，就不要采取打緊的方法，恢復(fù)后有更大的泄漏，在停車或開車過(guò)程中的法蘭泄漏也等到工藝穩(wěn)定再作處理。、

切忌在處理泄漏中小活干成大活，大活干成停車。

5、第五步：解決方案，要求細(xì)節(jié)為王。①根據(jù)原因找解決方案相對(duì)容易，要求細(xì)節(jié)為主。②解決方案中，現(xiàn)場(chǎng)了解越多，考慮的問(wèn)題越多，越接近成功?、奂几某晒τ泻芏嘣颍】赡苤挥幸粋€(gè)原因！！

（二）第二階段：系統(tǒng)的優(yōu)化（四步法）

1、對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)后系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)標(biāo)先進(jìn)，

2、節(jié)能降耗新技術(shù)：低位熱能回收利用;蒸發(fā)水冷技術(shù);閃蒸技術(shù);余熱發(fā)電等

3、找出系統(tǒng)節(jié)能降耗的途徑，引進(jìn)外部技術(shù)。找出系統(tǒng)節(jié)能降耗的途徑，可以適當(dāng)引進(jìn)外部力量，這需要對(duì)專業(yè)院所，相關(guān)技術(shù)工程公司及技術(shù)力量有所了解。但要干成功還是要靠自身的技術(shù)力量。

4、向國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平看齊：要有明確的目標(biāo)。

五、生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化要完成必需的技能

（一）學(xué)習(xí)的習(xí)慣：技術(shù)人員的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（二）信心：樹立信心，沒(méi)有信心什么事都干不成。

（三）忍耐與妥協(xié)：理由和借口：工作不干，干不下去，有一萬(wàn)個(gè)理由和借口;結(jié)果：沒(méi)干成。領(lǐng)導(dǎo)只看結(jié)果，長(zhǎng)期以往，領(lǐng)導(dǎo)怎么看？

（四）溝通技巧

1、與上級(jí)：做好功課，言之有物，不說(shuō)廢話。存在的問(wèn)題，解決方案，優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一定要說(shuō)清。

2、與同級(jí)、下級(jí)同級(jí)：目的為先，態(tài)度很重要;與下級(jí)：制度、公平，不要當(dāng)老好人。

3、與協(xié)作方：互利共贏，公司利益第一，堅(jiān)持原則，技術(shù)領(lǐng)先，積極服務(wù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況及時(shí)溝通變更技改細(xì)節(jié)，確保成功。

六、達(dá)到目標(biāo)

（一）生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）趕超先進(jìn)水平（能耗降低，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平）。

小結(jié)：技術(shù)改造是保障化工生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行重要手段，高產(chǎn)低耗運(yùn)行就要不斷對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)。本文通過(guò)對(duì)近十年對(duì)造氣車間生產(chǎn)系統(tǒng)工藝和設(shè)備方面技術(shù)改造的總結(jié)，提出一種程序化的方法和途徑。

（作者單位：陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司）