造气炉水夹套及废热锅炉高压操作两位一体技术的可行性及必要性探讨.pdf

造气炉水夹套及废热锅炉“高压操作”两位一体技术的可行性及必要性探讨近年来，随着原料路线改造升级、产能持续扩张，我国煤化工、化肥、甲醇产业布局 , 以及市场走势已经发生了重大变化特别是国家 “关于降低燃煤发电上网电价和工业用电价格的通知”文件下达后，取消了多年悬而未决的优惠政策， 形势倒逼我国化肥行业务必创新驱动转型发展我国化肥行业已经到了转型发展的关键时期，只有通过转型升级才能推动行业化解过剩产能、调整产业结构，特别是提升节能环保水平、降低消耗，提高核心竞争力， 充分运用节能新技术，加快实施能量系统化， 余热余压利用等节能技改工作，挖潜增效，降低自身消耗水平，才能增强企业竞争力作为煤化工行业龙头的造气工序，挖潜、革新担负着史无前列的重任分析我国煤化工行业现状， 造气工艺及设备选型， 还有很多采用延续了几十年的近似于成熟的固定床制气设计方案，节能、降耗任重而道远首先，分析造气炉的型式多为移动床UGI等炉型的衍生炉型 （操作形式有富氧、增氧及间歇制气等形式），为了防止挂炉、结疤，造气炉炉体冷却系统的冷却形式， 绝大多数还一直采用环形水槽式常压水夹套，这种水夹套在使用中存在以下不足：1. 耐压能力较差，所产饱和蒸汽的压力（P≤0.2MPa ）和温度都较低，难以过热，使得造气入炉蒸汽分解率较低，蒸汽消耗高；并且由于水夹套的冷壁效应消耗了炉内大量有效制气热能。

2、热量损失严重，半水煤气中未分解的蒸汽还会带走炉内大量的热量，直接降低了造气炉的制气强度；且由于压力过低， 不利于热电联产及热能的延伸利用，综合考虑是浪费了能源3. 寿命短，夹套底部水槽由于长期工作在露点温度以下，腐蚀严重，低温露点腐蚀加重了磨损，使造气炉的水夹套工作寿命缩短再者，造气系统半水煤气、水煤气的显热回收（废热锅炉）多采用火管、水管及热管等形式的换热器由于设计的局限性， 相应也存在着一些使用问题， 如：火管换热形式， 管板热应力的消除及运行的长效安全性； 水管形式换热效率较低； 热管设计使用压力较低， 且露点积灰、腐蚀，造成灰堵，存在着换热管失效等缺憾第三方面， 造气炉水夹套、 废锅设计操作压力较低， 造气炉水夹套实际操作压力都小于0.1MPa，使得入炉蒸汽温度较低，有效热量损失较多， 直接影响了制气强度 并且没有充分合理、 延伸的运用这些热能，例如低压发电及过热蒸汽带动汽轮机拖动传动设备等综合利用由此凸显了造气炉水夹套、 废热锅炉提压二位一体操作的紧迫性及必要性我们唐山永祥机械设备有限公司，历经多年的研发与探索， 在造气系统成功开发了多项适用于造气系统节能减排的自有技术，如耐压水夹套及套管式废热锅炉， 使得造气炉水夹套及废热锅炉提压、等压设计、操作成为了可能。

一、 冷管式耐压水夹套，使得造气炉水夹套提压运行，优点：1. 能耐较高的工作压力 付产较高工作压力、 温度的饱和蒸汽；2. 节能降耗提高了工作压力，使夹套内水温升高，降低了炉内炭层与夹套内壁的传热温差， 可减少炉内热量损失， 提高制气强度3、寿命长工作压力的提高，使夹套内壁工作温度可以选在露点温度以上工作，从而消除了露点腐蚀，延长了设备的使用寿命；4. 安全可靠由于本技术采用在内筒外环形布置一圈冷管，所以在操作中出现夹套超压等意外时，只能是某支管损坏，内筒不会被破坏，形成不了较大的事故隐患附图5. 节能降耗，副产饱和蒸汽，与废锅所产饱和蒸汽可以共同过热，使造气实现过热蒸汽制气， 且能大大提高入炉蒸汽的分解率，降低蒸汽消耗；还可用于余热发电等更加广泛的用图二、余热锅炉及蒸汽过热器高压运行我公司的余热锅炉 （主要指蒸发器） 以双套管为传热元件， 充分有效地分配气液流动空间，优点：1、气体流动阻力小由于气体流通面积的加大、流动阻力低、冲刷磨损轻；换热效果好、稳定可靠，保持长期有效运行2、耐高温、承受较高工作压力 耐介质的高温并无热应力损坏，较适用于焦煤化工的纯、 富氧制取水煤气的余热回收 （水煤气余热废锅入口温度大多在500～750℃范围）。

设计工作压力范围（0.35 ～2.5MPa ） ，换热效果稳定、可靠有效的杜绝了其它废热锅炉的换热失效的隐患发生3、寿命长双套管换热元件换热面不积灰并且由于流通面积的增大，气体流速也得到降低，气体夹带灰尘的冲刷动能相对减少，对换热面的冲刷磨损减轻；同时设计蒸发压力≥0.35MPa ，蒸发温度较高，减少了煤焦油析出及露点腐蚀的危害也避免了造成灰堵，传热稳定，保正了生产的长周期稳定运行，进而也提高了换热器的安全使用寿命4、安全可靠，使原来承压的壳体不再承压，只有外置汽包为压力容器，因此降低了设备的管理等级，节约了管理费用5、废锅中增设我公司成熟的过热器设计，同时可以过热压力等级相同或不同的饱和蒸汽，根据工艺需要可以过热至200-300℃三、两位一体技术统一运用的理念：由于上述技术的成功使用，使得用户在工艺设计及设备选型上， 可以科学合理的将造气炉水夹套的操作压力与废热锅炉的蒸汽操作压力选择在同一压力下（0.35 ～2.5MPa ） ；并将饱和蒸汽共同过热至一定范围，可以实现造气系统过热蒸汽制气，或用于低中压发电及直接用于汽轮机拖动动力系统综上所述，造气炉水夹套及废热锅炉高压操作两位一体技术是可行的，也是很有必要的。

我公司的产品已被全国众多煤化工企业所接受，运行稳定可靠，节能效果明显，并得到了业内的良好赞誉，且取得了良好的企业经济效益和社会效益部分业主：1、内蒙古霍林郭勒国邦集团（1.0MPa余热发电）2、河北天宝化工股份有限公司（高压水夹套、废热锅炉）3、内蒙古远兴江山化工有限公司（纯氧制气废热锅炉）4、福建三钢集团三明化工有限公司（高压水夹套、富氧废热锅炉）5、 ；湖北华强化工有限公司（高压水夹套、间歇联合废热锅炉）6、安徽临泉化工有限公司（高压水夹套）7、河南骏马（高压水夹套、富氧废热锅炉）8、上海焦化厂（富氧废热锅炉）9、兖矿联工发化工有限公司（纯氧废热锅炉）10、上海吴泾化工总厂（富氧废热锅炉）11、河南省平顶山化肥厂（富氧废热锅炉）12、内蒙古拉山化肥厂（富氧废热锅炉）13、陕西化肥厂（富氧废热锅炉）14、开封化肥厂（富氧废热锅炉）15、上海吴泾化工总厂（富氧废热锅炉）唐山永祥机械设备有限公司2015-9-3 。