造气车间蒸汽管网的优化配置及工艺设置

向 宏

(湖北新洋丰合成氨厂 湖北荆门 448150)

1 造气蒸汽管网设计

湖北新洋丰合成氨厂造气车间共有Φ2 650 mm 固定层间歇式造气炉14台，分为4个单元，其中：1#～12#炉按每4炉为1个单元划分，13#和14#炉为第4单元；每单元在一楼配置1台显热回收器，每2炉在三楼配置1台汽包为造气炉夹套供水，每2炉在一楼配置1只蒸汽缓冲罐为造气炉提供蒸汽；夹套副产蒸汽经三楼汽包后进入一楼单元显热回收器上部，与半水煤气换热后再进入蒸汽缓冲罐。

造气蒸汽来自1台45 t/h灰渣发电锅炉和1台35 t/h吹风气潜热回收锅炉，2处蒸汽汇合后进入横贯造气车间一楼的蒸汽总管，然后分别经蒸汽自调阀进入7只蒸汽缓冲罐，再进入各单元蒸汽总管后经阀门调节进入造气炉进行气化反应。

2 原蒸汽管网存在的问题

原设计的蒸汽管网投运后，暴露出以下问题。

(1)蒸汽管网各处压力不稳定。因灰渣发电锅炉和吹风气潜热回收锅炉输送至造气车间的蒸汽压力在0.750～0.850 MPa,而各蒸汽缓冲罐设定压力在0.048～0.052 MPa，所以蒸汽缓冲罐前的自调阀前后压差太大。当造气炉开停炉或制气与吹风阶段切换使蒸汽缓冲罐压力变化时，都易引起自调阀的频繁开关，致使蒸汽缓冲罐压力无法长期稳定，各单元间蒸汽压力不均衡，甚至有的蒸汽缓冲罐因超压而引发安全阀起跳，导致蒸汽浪费，威胁安全生产。

(2)入炉蒸汽压力不稳定。当某台炉停炉或开炉时，蒸汽缓冲罐内的蒸汽压力迅速上升或下降，波动范围在0.015～0.045 MPa，导致共用该罐蒸汽的造气炉入炉蒸汽压力骤升或骤降，超出正常的入炉蒸汽压力，不利于制气生产。

(3)蒸汽供应量无法满足造气生产要求。当灰渣发电锅炉因故不能投运时，吹风气潜热回收锅炉所产蒸汽量无法满足造气生产要求，导致全系统减量生产。

3 造气车间蒸汽管网的完善

为解决原蒸汽管网存在的问题，造气车间采取了以下完善措施。

(1)将各单元间蒸汽缓冲罐及各单元蒸汽总管进行连接，单元蒸汽总管连接管道上安装阀门，便于单元蒸汽总管的检修。

(2)对造气系统进行汽轮机拖动风机技改，新增分汽缸，灰渣发电锅炉和吹风气潜热回收锅炉生产的蒸汽通过新建管道输送至分汽缸，蒸汽经分汽缸出口自调阀减压至0.200 MPa后输送至原蒸汽总管(称为二次蒸汽总管)。将硫黄制酸装置副产的蒸汽经自调阀减压后直接输送至该管，经再次减压后进入各蒸汽缓冲罐；分汽缸部分蒸汽经汽轮机做功后直接输送至各蒸汽缓冲罐。

(3)采用入炉蒸汽递减技术，通过微机自控装置调节，上下吹蒸汽入炉逐步递减，避免了原来上下吹阶段始终是大流量蒸汽入炉导致蒸汽缓冲罐压力的波动。

4 工艺设置

为保障入炉蒸汽稳定，在工艺方面也采取了相应措施：各蒸汽缓冲罐自调阀开启度统一设定为50%；分汽缸出口蒸汽自调阀设定压力为0.200 MPa；当灰渣发电锅炉停运检修时，硫黄制酸装置副产蒸汽输送至造气车间的自调阀设定压力为0.200 MPa；部分硫黄制酸装置副产的蒸汽改走灰渣发电锅炉至造气分汽缸的流程，以补充潜热蒸汽的不足，避免汽轮机停运。

5 改造效果

经过持续整改，造气车间蒸汽管网逐渐完善。灰渣发电锅炉和吹风气潜热回收锅炉或硫黄制酸装置输送的中压蒸汽经2次自调阀降压后进入各蒸汽缓冲罐内，且各单元蒸汽总管及各蒸汽缓冲罐相互连通；汽轮机做功后的蒸汽与造气炉夹套副产且经半水煤气换热后的蒸汽直接补入蒸汽缓冲罐，很好地稳定了整个造气蒸汽管网的流量和压力。各单元开停炉对系统蒸汽压力没有较大影响，蒸汽自调阀动作平稳。二次总管蒸汽压力波动范围0.190～0.210 MPa，蒸汽缓冲罐压力波动范围0.045～0.052 MPa，入炉蒸汽经蒸汽自调控制后稳定在0.035～0.040 MPa，为造气炉强化制气及车间的安全生产奠定了坚实基础。