洗氣塔水封阻力問題分析與對策

劉建峰

(青島科技大學，山東 青島 266042)

作為全國第一家碳酸氫銨改產尿素的企業，兗礦嶧山化工有限公司高度重視技改技革對企業節能降耗工作的重要性。經過多年的發展和改擴建，該企業目前擁有兩套合成氨和尿素裝置，具有年產氨醇20萬噸、尿素30萬噸的生產能力。近年來，該公司圍繞合成氨生產過程中的成本控制重點——無煙煤消耗，把造氣工段的優化運行和改造，作為全廠節能降耗的重點進行集中攻關。在數次排查摸底和深入調研論證的基礎上，該企業技術人員分析查找出影響造氣系統發氣量和消耗的癥結所在，利用2012年3月份的大修，以洗氣塔雙水封改造為重點對造氣工段進行降阻節能改造，運行效果明顯。

1 造氣工段設備現狀

該企業造氣工段現有16臺DN2800錐形造氣爐，由4套造氣系統組成，每套造氣系統有4臺造氣爐，各配備兩臺D600風機，開一備一。由于是分期建設，其中的兩套系統采用“一爐一鍋一塔”的工藝流程，其余兩套系統分別采用“兩爐一鍋一塔”和“四爐一鍋一塔”工藝流程。目前，造氣工段共有11臺洗氣塔，其中：“四爐一鍋一塔”系統的洗氣塔未采用水封結構，出氣用煤總閥控制，其余10臺洗氣塔采用水封結構。正常生產時，一般運行14臺造氣爐，備用2臺。

2 運行情況及問題分析

該公司的噸氨煤耗（實物量）長期居高不下，在煤質較好的情況下，噸氨煤耗（實物量）在1250kg，煤質差時，高達1370kg，嚴重影響企業效益。在化肥市場低迷的今天，直接威脅到企業的生存。公司組織技術骨干，從技術的角度，摸排造氣系統存在的問題。經過仔細的檢查，發現采用水封結構的10臺洗氣塔存在較大的阻力。洗氣塔設計水封插管高度（溢流堰高出插管下端）在90mm。停車后，拆檢實際測量水封高度（根據插管上水面的痕跡）在200mm左右。原因是由于溢流堰寬度較小，水位高度升高所致。隨著洗氣塔半水煤氣插管底部積灰的增多，局部積灰甚至達到插管下端附近，致使氣道變窄，無謂地增加了系統阻力。正常生產時，實際壓差在350-400mm左右,造氣系統發氣量明顯偏低，造氣消耗明顯偏高。

3 雙水封改造

針對洗氣塔水封阻力增大的形成因素，經過認真分析、討論，同時吸取同行業改造的先進經驗，決定將洗氣塔水封改成雙水封結構。改造后的洗氣塔雙水封簡圖如圖1。

改造后的洗氣塔雙水封工作原理為：高位水封只在造氣爐檢修或需要與煤氣總管隔絕時使用，此時閥1全開，閥2微開（保持水的流動，防止積灰堵塞）。低位水封在正常生產時投用，此時閥1微開，閥2全開。雙水封結構既滿足了正常生產時低阻力的需要，又能達到檢修時形成水封與煤氣總管隔絕的要求，而且二者之間切換操作簡易，安全可靠。

圖1 洗氣塔雙水封簡圖

4 運行效果

正常生產時，投用低位水封，閥1微開（保持水的流動，防止積灰堵塞），閥2全開，洗氣塔內水位降低，液位在半水煤氣進氣管下方300mm左右。若投用高位水封，水位高度在半水煤氣進氣管上方200mm處。由此可見，由于低位水封的投用，相比使用高位水封，半水煤氣在洗氣塔內沒有200mm高的水封阻力，況且，半水煤氣進氣管下端離水面有300mm左右的距離，氣體通道暢通。

經實際測量，洗氣塔投用低位水封，壓差減少350-400mm。單爐發氣量增加10%-15%，噸氨煤耗下降70-80kg，噸氨煤耗（實物量）穩定在1100kg。節能效果顯著。

正常生產時，運行12臺造氣爐可保證供氣，滿足年產20萬噸氨醇，30萬噸尿素的需要。

5 注意事項

投用低位水封要注意以下事項：①定期開大微開閥門，沖洗其所在的管路，防止積灰堵塞；②保持油路清潔和油壓的穩定，確保油路連鎖穩定可靠，避免由于閥門的誤動作引起的爆炸；③各臺閥門要配套閥門位置檢測、連鎖裝置。閥門起落不到位時，立即連鎖自動停爐，可有效防止爆炸事故。