洗气塔水封阻力问题分析与对策

刘建峰

(青岛科技大学，山东 青岛 266042)

作为全国第一家碳酸氢铵改产尿素的企业，兖矿峄山化工有限公司高度重视技改技革对企业节能降耗工作的重要性。经过多年的发展和改扩建，该企业目前拥有两套合成氨和尿素装置，具有年产氨醇20万吨、尿素30万吨的生产能力。近年来，该公司围绕合成氨生产过程中的成本控制重点——无烟煤消耗，把造气工段的优化运行和改造，作为全厂节能降耗的重点进行集中攻关。在数次排查摸底和深入调研论证的基础上，该企业技术人员分析查找出影响造气系统发气量和消耗的症结所在，利用2012年3月份的大修，以洗气塔双水封改造为重点对造气工段进行降阻节能改造，运行效果明显。

1 造气工段设备现状

该企业造气工段现有16台DN2800锥形造气炉，由4套造气系统组成，每套造气系统有4台造气炉，各配备两台D600风机，开一备一。由于是分期建设，其中的两套系统采用“一炉一锅一塔”的工艺流程，其余两套系统分别采用“两炉一锅一塔”和“四炉一锅一塔”工艺流程。目前，造气工段共有11台洗气塔，其中：“四炉一锅一塔”系统的洗气塔未采用水封结构，出气用煤总阀控制，其余10台洗气塔采用水封结构。正常生产时，一般运行14台造气炉，备用2台。

2 运行情况及问题分析

该公司的吨氨煤耗（实物量）长期居高不下，在煤质较好的情况下，吨氨煤耗（实物量）在1250kg，煤质差时，高达1370kg，严重影响企业效益。在化肥市场低迷的今天，直接威胁到企业的生存。公司组织技术骨干，从技术的角度，摸排造气系统存在的问题。经过仔细的检查，发现采用水封结构的10台洗气塔存在较大的阻力。洗气塔设计水封插管高度（溢流堰高出插管下端）在90mm。停车后，拆检实际测量水封高度（根据插管上水面的痕迹）在200mm左右。原因是由于溢流堰宽度较小，水位高度升高所致。随着洗气塔半水煤气插管底部积灰的增多，局部积灰甚至达到插管下端附近，致使气道变窄，无谓地增加了系统阻力。正常生产时，实际压差在350-400mm左右,造气系统发气量明显偏低，造气消耗明显偏高。

3 双水封改造

针对洗气塔水封阻力增大的形成因素，经过认真分析、讨论，同时吸取同行业改造的先进经验，决定将洗气塔水封改成双水封结构。改造后的洗气塔双水封简图如图1。

改造后的洗气塔双水封工作原理为：高位水封只在造气炉检修或需要与煤气总管隔绝时使用，此时阀1全开，阀2微开（保持水的流动，防止积灰堵塞）。低位水封在正常生产时投用，此时阀1微开，阀2全开。双水封结构既满足了正常生产时低阻力的需要，又能达到检修时形成水封与煤气总管隔绝的要求，而且二者之间切换操作简易，安全可靠。

图1 洗气塔双水封简图

4 运行效果

正常生产时，投用低位水封，阀1微开（保持水的流动，防止积灰堵塞），阀2全开，洗气塔内水位降低，液位在半水煤气进气管下方300mm左右。若投用高位水封，水位高度在半水煤气进气管上方200mm处。由此可见，由于低位水封的投用，相比使用高位水封，半水煤气在洗气塔内没有200mm高的水封阻力，况且，半水煤气进气管下端离水面有300mm左右的距离，气体通道畅通。

经实际测量，洗气塔投用低位水封，压差减少350-400mm。单炉发气量增加10%-15%，吨氨煤耗下降70-80kg，吨氨煤耗（实物量）稳定在1100kg。节能效果显著。

正常生产时，运行12台造气炉可保证供气，满足年产20万吨氨醇，30万吨尿素的需要。

5 注意事项

投用低位水封要注意以下事项：①定期开大微开阀门，冲洗其所在的管路，防止积灰堵塞；②保持油路清洁和油压的稳定，确保油路连锁稳定可靠，避免由于阀门的误动作引起的爆炸；③各台阀门要配套阀门位置检测、连锁装置。阀门起落不到位时，立即连锁自动停炉，可有效防止爆炸事故。