0前言
二十世紀(jì)八十年代中期,第一代造氣吹風(fēng)氣余熱回收裝置在全國部分化肥企業(yè)的投運成功,為實現(xiàn)蒸汽自給創(chuàng)造了有利條件,從而開創(chuàng)了節(jié)能降耗的新局面。自此以后,化工戰(zhàn)線的技術(shù)專家們經(jīng)過不斷地辛勤探討研究,第二代、第三代吹風(fēng)氣回收裝置也先后問世,并在全國數(shù)百家化工企業(yè)都得到了成功的運行。吹風(fēng)氣余熱回收裝置的投運成功,為企業(yè)的節(jié)能降耗和減少環(huán)境污染起到了重要的作用。
筆者認(rèn)為:要使吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)達(dá)到長周期安全穩(wěn)定運行,必須注意以下幾個方面的問題。
1、要因廠制宜地選擇好回收方案。
由于各廠造氣所使用的原料煤的品種和質(zhì)量不同,加上操作水平和設(shè)備狀況的差異,決定了各廠吹風(fēng)氣的生成量及其可燃?xì)怏w含量也有所不同,導(dǎo)致了各廠吹風(fēng)氣的著火難易程度及所需外來助燃熱量的要求也相應(yīng)不同,而作為助燃?xì)獾暮铣啥?,由于各廠的操作條件不同也有很大差異,再者就是各廠要求余熱鍋爐副產(chǎn)的蒸汽參數(shù)也不同。所以,要想使吹風(fēng)氣回收裝置建成后能夠?qū)崿F(xiàn)正常運行和取得比較理想的結(jié)果,就必須因廠制宜地選擇好回收方案,決不能生搬硬套。
1.1選擇好工藝流程是保證回收裝置安全穩(wěn)定運行的前提。
從目前已投運的吹風(fēng)氣余熱回收系統(tǒng)來看,不外乎有兩種:一種是在尾部裝設(shè)引風(fēng)機,采用微負(fù)壓直吹式系統(tǒng);另一種是在尾部不裝設(shè)引風(fēng)機,采用正壓直吹式系統(tǒng),即利用氣體燃料在燃燒爐內(nèi)燃燒后形成的余壓,克服系統(tǒng)阻力,推動氣體流動。所以,各廠在選擇工藝流程時,一定要從本廠低溫吹風(fēng)氣的特性、助燃?xì)饬康亩嗌偌把b置的最終投用目的等出發(fā),既要考慮燃燒工藝的需要,又要全面權(quán)衡裝置整體的合理性。由于低溫吹風(fēng)氣的理論燃燒溫度為748℃,所以其助燃空氣的溫度都應(yīng)在200℃以上,如果送入燃燒爐的吹風(fēng)氣溫度小于250℃,其可燃組份也較低,合成二氣已提氫,數(shù)量和熱值減少,余熱鍋爐又用低壓鍋爐(或者余熱鍋爐的富余能力較大),離開余熱鍋爐的煙氣溫度比較低,二次風(fēng)空氣的預(yù)熱溫度也低于150℃,在以上等等因素的影響下,就有必要設(shè)置中溫空氣預(yù)熱器或者設(shè)置高溫空氣預(yù)熱器,將初步預(yù)熱至150℃的二次風(fēng)空氣進(jìn)一步預(yù)熱至350℃或者400℃,甚至更高,讓其將熱量帶回燃燒爐,來保持燃燒爐內(nèi)的高溫燃燒環(huán)境,實現(xiàn)低溫吹風(fēng)氣的連續(xù)安全燃燒而回收其潛熱。這種方法看起來是高溫?zé)崃吭诖蜓h(huán),還要增加一些散熱損失和一臺設(shè)備的投資,但也是必要和十分安全可靠的好措施。所以,應(yīng)據(jù)此設(shè)計空氣預(yù)熱器,確定其換熱面積和在流程中的位置。
經(jīng)多年的運行表明,吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)應(yīng)以微負(fù)壓運行為宜,這樣不但可以縮短造氣爐的吹風(fēng)時間,提高造氣爐的生產(chǎn)能力,而且還能保證可燃?xì)怏w燃燒充分及熱量被充分利用。
1.2解決好裝置中的設(shè)備選型問題
(1)燃燒爐是吹風(fēng)氣回收裝置中的重要設(shè)備之一,直接決定著整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行狀況。所以,燃燒爐要選擇與生產(chǎn)規(guī)模相匹配且具有適當(dāng)容積的燃燒空間,并非越大越好,過大了,散熱損失也大,投資也大,適得其反。目前,國內(nèi)已成功地開發(fā)出了多種形式的燃燒爐,這些燃燒爐不但結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計合理、燃燒完全、蓄熱能力強,還能使吹風(fēng)氣中所夾帶的煤粉燃燒完全、不集灰、阻力小,而且助燃?xì)夂牧恳残?,各廠可根據(jù)具體情況選用。
(2)余熱鍋爐的選型要視合成氨生產(chǎn)能力及合成二氣的供給量而定。一般來說,生產(chǎn)能力小、合成二氣供吹風(fēng)氣的助燃量少的企業(yè),選擇熱管式余熱鍋爐較為合適;生產(chǎn)能力大、合成二氣供吹風(fēng)氣的助燃量多的企業(yè),可選擇水管式余熱鍋爐。
(3)對裝置中主輔設(shè)備的選型,要首先考慮其積灰問題和高效熱利用問題。軟水加熱器和空氣預(yù)熱器都要選擇熱容量大、防積灰性能好及熱效率高的設(shè)備制作廠家,堅決杜絕積灰現(xiàn)象的發(fā)生,確保吹風(fēng)氣回收裝置的能力得到正常發(fā)揮。
(4)鼓風(fēng)機及引風(fēng)機的選型,應(yīng)首先計算出裝置所需的空氣量及煙氣總流量后再確定其型號,確保系統(tǒng)處于微負(fù)壓運行狀態(tài)。
2、熟練的操作技藝是保證裝置安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。
從多年的工作經(jīng)驗中,筆者總結(jié)出了如下一些操作要點及注意事項,僅供參考。
(1)只有控制好燃燒爐的燃燒室溫度,才能確保蓄熱層上部溫度在工藝要求范圍內(nèi),為吹風(fēng)氣的安全燃燒提供保障。如果合成二氣壓力波動以及氣體中GH4含量發(fā)生變化,都會造成爐溫波動,要及時聯(lián)系并予以調(diào)節(jié)。即使設(shè)有氣量自動調(diào)節(jié)裝置,也要時刻注意,決不可麻痹。
(2)在正常生產(chǎn)中,應(yīng)密切監(jiān)視好各壓力、溫度及氣體成份等指標(biāo)的變化情況,如出現(xiàn)異常,應(yīng)及時查找原因并調(diào)節(jié)正常。
(3)如果生產(chǎn)負(fù)荷發(fā)生變化時,要及時調(diào)節(jié)好合成二氣的入爐量、空氣的配比量以及引風(fēng)機的引風(fēng)量,確保燃燒爐的燃燒室溫度在工藝指標(biāo)范圍內(nèi),防止?fàn)t溫過高燒壞設(shè)備內(nèi)襯或爐溫過低造成爆炸事故。
(4)正常運行中,要加強燃燒爐出口煙氣中CO2、O2以及可燃?xì)怏w成份含量的分析測定工作,以指導(dǎo)配風(fēng)量的調(diào)節(jié)工作。如果所配空氣量過小,一方面不利于燃料的混合,另一方面還會造成燃燒不完全,導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生;如果所配空氣量過大,不僅會降低燃燒溫度,而且也不利于受熱面得傳熱,還會增加排煙熱損失。
(5)在送吹風(fēng)氣燃燒的同時,應(yīng)根據(jù)煙氣中的氧含量及燃燒室溫度調(diào)節(jié)合成二氣入爐量和其所配空氣量以及吹風(fēng)氣配空氣量,使之達(dá)到指標(biāo)要求。
(6)在正常生產(chǎn)中,如果出現(xiàn)造氣吹風(fēng)氣回收閥或其配風(fēng)發(fā)不起(送吹風(fēng)氣時)及造氣爐回收閥(造氣爐處于上吹制氣階段時)或其配風(fēng)閥不落(不送吹風(fēng)氣時)的情況,都會造成燃燒爐溫度下降,要時刻注意,發(fā)現(xiàn)后要及時通知有關(guān)人員進(jìn)行處理。
(7)如發(fā)現(xiàn)合成二氣壓力過低時,除及時與有關(guān)崗位聯(lián)系外,要根據(jù)燃燒室溫度的下降趨勢,酌情減少吹風(fēng)氣的送燒臺數(shù),不得強行回收,以免造成爆炸事故。如果爐內(nèi)溫度仍然下降時,可減小引風(fēng)機的引風(fēng)量,必要時停運引風(fēng)機,確保燃燒爐溫度在指標(biāo)之內(nèi)。如果合成二氣的壓力回升到指標(biāo)后,應(yīng)先調(diào)節(jié)好其配風(fēng)量及引風(fēng)量,當(dāng)溫度達(dá)到指標(biāo)后,方可通知造氣崗位逐臺爐增送吹風(fēng)氣,直至滿負(fù)荷運行為止。
(8)為了防止吹風(fēng)氣和合成二氣燃燒時發(fā)生事故,要嚴(yán)格控制好各項工藝指標(biāo),并合理配用空氣量。
(9)要嚴(yán)格控制好余熱鍋爐的上汽包液位,應(yīng)保持在1/2-2/3之間,不準(zhǔn)鍋爐超溫、超壓、超負(fù)荷運行,鍋爐的三大安全附件應(yīng)定期校驗,使之靈敏好用。
(10)正常生產(chǎn)中,要按時分析鍋爐的爐水水質(zhì)情況,如果爐水中的總固體含量超標(biāo)時,要增加排污次數(shù)。嚴(yán)禁用排污閥來控制鍋爐液位,排污時人要站在側(cè)面或上風(fēng)向,避免出現(xiàn)燙傷現(xiàn)象,且排污閥門的開度不宜過大,防止因排放量過大而造成鍋爐缺水。
(11)如因造氣爐回收閥或配風(fēng)閥故障不能向燃燒爐內(nèi)送吹風(fēng)氣時,要及時調(diào)節(jié)好合成二氣的入爐量,防止溫度超標(biāo)損壞設(shè)備內(nèi)襯。當(dāng)具備送吹風(fēng)氣時,要及時通知造氣送吹風(fēng)氣。
(12)如燃燒爐或余熱鍋爐發(fā)生爆炸,應(yīng)立即按緊急停爐的操作步驟進(jìn)行停爐,待查明原因并處理后,再根據(jù)情況進(jìn)行開車。
3.應(yīng)熟練掌握事故的處理方法,避免因處理不當(dāng)造成停車或發(fā)生事故。
在吹風(fēng)氣回收裝置的正常運行中,由于一些客觀和主觀原因,會出現(xiàn)一些這樣或那樣的事故。所以,每位操作工都應(yīng)熟練掌握各種事故的應(yīng)急預(yù)案,否則,會因處理不當(dāng)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。
4.加強巡回檢查,及早發(fā)現(xiàn)問題,力爭把事故的苗頭消滅在萌芽之中。
在正常運行中,操作人員應(yīng)按時對所屬設(shè)備認(rèn)真加強巡回檢查,及早發(fā)現(xiàn)事故隱患,并及時通知有關(guān)人員進(jìn)行處理,確保吹風(fēng)氣回收裝置能夠安全穩(wěn)定運行。
5掌握好本系統(tǒng)的正常開、停車步驟,避免在開、停時因操作不當(dāng)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。
6嚴(yán)格控制好工藝指標(biāo),確保系統(tǒng)在工藝要求范圍內(nèi)運行。
在正常生產(chǎn)中,操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo),避免設(shè)備超溫、超壓、超負(fù)荷運行現(xiàn)象的發(fā)生,為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行奠定堅實的基礎(chǔ)。
7正確使用并維護(hù)好所屬設(shè)備,是實現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要保證。
在正常運行中,除根據(jù)工藝指標(biāo)使用好設(shè)備外,還必須根據(jù)設(shè)備的特點維護(hù)好設(shè)備,以延長設(shè)備的使用壽命。
8系統(tǒng)的安全設(shè)施應(yīng)設(shè)置齊全,避免事故發(fā)生時造成設(shè)備損壞和人員傷亡。
在吹風(fēng)氣回收裝置中,由于物理性爆炸和化學(xué)性爆炸都易于發(fā)生,因此,在系統(tǒng)設(shè)置有關(guān)安全裝置是非常重要的。根據(jù)系統(tǒng)的特點,吹風(fēng)氣回收裝置應(yīng)設(shè)有如下安全設(shè)施:(1)在吹風(fēng)氣總管上設(shè)置兩個DN500的防爆門(板)、兩個DN200的放空閥及1個安全隔離水封;(2)燃燒爐頂部和下側(cè)人孔應(yīng)設(shè)有防爆門(板);(3)燃燒爐底部應(yīng)設(shè)有水封;(4)余熱鍋爐進(jìn)、出口煙道上的人孔應(yīng)設(shè)有防爆門(板)及自動卸壓防爆門;(5)造氣吹風(fēng)氣回收閥及其配風(fēng)閥的同步開關(guān)應(yīng)設(shè)有燈光顯示信號,且要有聯(lián)鎖保護(hù)裝置;(6)余熱鍋爐的液位應(yīng)設(shè)有高、低液位報警裝置;(7)合成二氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有防回火水封(安全水封)及防爆門(板)裝置。
9結(jié)語
經(jīng)多年的運行表明,造氣吹風(fēng)氣余熱回收裝置在技術(shù)上是完全成熟的。如果我們能夠熟練掌握操作技藝,努力學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)技術(shù),不斷提高操作水平和處理事故的能力,吹風(fēng)氣回收系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是完全可能的,它必將為企業(yè)的節(jié)能降耗和減少環(huán)境污染起到巨大作用﹗