RLG型廢熱鍋爐在造氣系統的應用

趙運云，李 進，湯士勇

(云南云天化國際化工有限公司紅磷分公司，云南開遠661600)

紅磷分公司合成氨裝置生產能力為80 kt/a，造氣1#、2#系統共配置9臺φ 2 610 mm造氣爐，其中1#系統4臺，2#系統5臺，各配置1臺SN－860型廢熱鍋爐。SN－860型廢熱鍋爐產生的蒸汽與造氣爐水夾套自產飽和蒸汽共同進入吹風氣蒸汽過熱器過熱后蒸汽溫度約為135～145℃，進入蒸汽緩沖缸供造氣爐使用，占造氣蒸汽用量的20%。

在造氣爐檢修或者減量運行時，吹風氣量減少，導致自產蒸汽經吹風氣過熱器過熱后蒸汽溫度降低，造氣入爐蒸汽溫度波動大、不穩定。

2012年利用大修期間，用RLG型廢熱鍋爐替換SN－860型廢熱鍋爐，蒸汽溫度可以達到220℃以上，直接進入蒸汽緩沖缸后與外供蒸汽混合供造氣爐使用。在不影響入爐蒸汽指標下，逐步取消或者降低中壓蒸汽用量，使用低壓蒸汽，取消吹風氣過熱器，降低吹風阻力。

1 改造情況

改造前1#、2#系統廢熱鍋爐是江蘇世能化工設備有限公司制造的SN－860型廢熱鍋爐，換熱面積860 m2，只有一段蒸發段與汽包相連產生飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.12 MPa，單臺廢熱鍋爐蒸汽產量為2.0 t/h。

1.1 改造前蒸汽流程

來自廢熱鍋爐自產蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)與來自造氣爐夾套汽包自產蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)經吹風氣過熱器過熱后(壓力0.12 MPa，溫度140℃)，與外供中壓蒸汽(壓力1.2 MPa，溫度330℃)減壓后在緩沖缸混合后經入爐蒸汽總管入爐使用，入爐指標(壓力0.03～0.08 MPa，溫度180～220℃)。改造前蒸汽流程見圖1。

圖1 改造前蒸汽流程Figure 1 Steam process before transformation

1.2 改造后蒸汽流程

來自造氣爐夾套汽包自產蒸汽(壓力0.12 MPa，溫度120℃)經吹風氣過熱器過熱后(壓力0.12 MPa，溫度155～185℃)進入緩沖缸;來自廢熱鍋爐自產飽和蒸汽(壓力 0.12 MPa，溫度120℃)經廢熱鍋爐過熱段過熱后(壓力0.12 MPa，溫度220～260℃)進入緩沖缸;外供蒸汽與自產過熱蒸汽在緩沖缸混合后進入造氣入爐蒸汽總管(壓力0.04～0.06 MPa，溫度180～195℃)。改造后蒸汽流程見圖2。

圖2 改造后蒸汽工藝流程Figure 2 Steam process after transformation

改造前后蒸汽流程對比，造氣系統自產蒸汽由夾套汽包和廢熱鍋爐汽包自產蒸汽組成，自產蒸汽分開進行過熱。造氣爐自產蒸汽單獨經過蒸汽過熱器進行過熱，減少了原來廢熱鍋爐自產飽和蒸汽，提高了蒸汽氣質。廢熱鍋爐自產蒸汽單獨進入廢熱鍋爐過熱段過熱，蒸汽溫度提高后，進入緩沖缸進行混合，從而使造氣外供蒸汽可以采用公司蒸汽管網的低壓蒸汽(壓力0.45 MPa，溫度180℃)創造了條件。

2 運行情況

2.1 入爐蒸汽溫度變化情況

改造后造氣爐運行數量不同時入爐蒸汽溫度變化情況見表1。

表1 造氣爐運行數量不同時入爐蒸汽溫度變化情況Table 1 The furnace stem temperature changes when the number of gas furnace running at different time℃

由表1看出，改造后外供蒸汽溫度由改造前350℃下降到220℃，外供蒸汽溫度需求明顯下降100℃以下。改造前單系統造氣爐運行數量減少，吹風氣量減小，自產蒸汽溫度低，所以，入爐蒸汽溫度大幅下降。在頻繁開停爐過程中，入爐蒸汽溫度波動大。改造后，入爐蒸汽溫度在單系統造氣爐運行數量減少的情況下，入爐蒸汽溫度變化不大。

廢熱鍋爐改造后，在開車過程中自產蒸汽溫度明顯上升，當外供蒸汽溫度調至220℃時，能保證入爐蒸汽溫度指標。造氣外供蒸汽的要求與公司蒸汽管網低壓蒸汽相差不大，可以采用公司蒸汽管網的蒸汽代替外供蒸汽。

2.2 廢熱鍋爐溫度變化情況

改造后廢熱鍋爐溫度變化情況見表2。

表2 廢熱鍋爐溫度變化情況Table 2 Temperature changes of waste heat boiler℃

由表2看出，改造后，廢熱鍋爐煤氣出口溫度有所下降，廢熱鍋爐出口蒸汽溫度隨造氣爐運行數量減少變化不大。

在造氣單系統開爐臺數變化的情況下，廢熱鍋爐過熱段蒸汽出口溫度較為恒定，主要是廢熱鍋爐上段過熱段為汽氣之間的換熱，熱量損失小，廢熱鍋爐有調節自產蒸汽溫度的功能。當煤氣溫度上升或流量上升時，下段蒸發段自產飽和蒸汽量增加;煤氣溫度下降或流量下降時，下段蒸發段蒸汽產量減小，確保過熱段出口蒸汽溫度。

2.3 吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況

改造后吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況見表3。

表3 吹風氣蒸汽過熱器溫度變化情況Table 3 Temperature changes of blown steam superheater℃

從表3可知，自產蒸汽流程改變后，蒸汽過熱器減少過熱廢熱鍋爐產生的飽和蒸汽，蒸汽過熱器過熱蒸汽溫度升高。過熱蒸汽流程變更，從而使造氣爐汽包自產蒸汽得到更好的過熱，自產蒸汽品位提升。

2.3 廢熱鍋爐阻力情況

改造后廢熱鍋爐阻力變化情況見表4。

表4 廢熱鍋爐阻力變化情況Table 4 Resistance changes in the waste heat boiler

表4數據說明改造后煤氣阻力變化不大，略有降低。主要是廢熱鍋爐由Φ 2 200改為Φ 2 400增大了煤氣流通面積，熱管換熱面積增大。

3 經濟與環境效益

廢熱鍋爐改造完畢后，自產蒸汽溫度明顯提高，年度累計節約生產成本約100萬元，造氣單系統開停爐變化時蒸汽溫度不穩定的情況得到了解決，同時關閉原來長期排放的1#、2#蒸汽緩沖缸排污口，減少了污水處理壓力。

［1］楊春升.中小型合成氨廠生產操作問答［M］.北京:化學工業出版社，2004:50－51.

［2］陳敏恒.化工原理［M］.北京:化學工業出版社，2002:298－321.