KDON-4500空分水冷空气系统循环水工艺优化

2012-10-13赵清民孙彦波孙明赵贤俊高志茹陈光环黄泽娟大庆油田化工集团

石油石化节能 2012年7期

赵清民孙彦波孙明赵贤俊高志茹陈光环黄泽娟（大庆油田化工集团）

赵清民孙彦波孙明赵贤俊高志茹陈光环黄泽娟（大庆油田化工集团）

KDON-4500空分装置投产以来，由于冬季冷水机组循环水温度低于保护设定值19℃，造成多次事故停车，严重影响10×104t/a甲醇和其他装置安全平稳运行。将空冷塔下段压力为0.47MPa、温度为30～40℃的79t/h循环水回水引入冷水机组循环水供水管线，与冷水机组循环水混，冷水机组循环水温度升至22～24℃，保证了冷水机组正常运行；同时实现循环水的二次利用，节约了循环水79m3/h，年节约循环水的费用19.5万元。

化工循环水工艺优化稳定节水

大庆油田化工集团KDON-4500空分装置采用水冷空气、低压分子筛净化、增压透平膨胀、高效规整填料塔和全精馏制氩工艺，生产氧气、氮气和氩气等三种产品，氧气供给10×104t/a甲醇装置纯氧燃烧二段转化炉单元，氮气为工厂氮气气源。

KDON-4500空分装置投产以来，由于水冷空气系统冷水机组原因出现了多次事故停车，严重影响10×104t/a甲醇和其他装置安全平稳运行。

1 水冷空气系统工艺

KDON-4500空分装置水冷空气系统采用一塔两段冷却技术，上段由溴化锂吸收式G型冷水机组提供的低温水冷却，下段由工业循环水冷却，空气由下而上与冷却水逆流接触传热，降低空气温度。

1.1 主要工艺参数

水冷空气系统工艺参数见表1。

表1 水冷空气系统主要运行参数

1.2 工艺流程

水冷空气系统工艺流程见图1。

2 冷水机组跳车原因分析

冷水机组为G型溴化锂吸收式冷水机组，是以低温蒸汽为再生剂，以溴化锂溶液为吸收剂；溴化锂溶液温度低于19℃，溴化锂将从溶液中析出结晶，为防止溴化锂吸收式G型冷水机组溴化锂析出结晶，机组设置了循环水温度联锁保护，保护设定值为19℃，循环水入口的温度低于19℃时，冷水机组将自动跳车，实施安全保护。

图1 水冷空气系统流程

投产以来，溴化锂吸收式G型冷水机组共出现25次自动跳车现象，跳车原因分类，详见表2。

表2 冷水机组跳车分类

从冷水机组跳车分类统计表中可以看出，造成冷水机组跳车的主要因素是循环水温度低，事故率为87.5%。

通过查阅了近几年循环水场冬季供水温度，发现在每年1、2、3月和10、11、12月的极端低温天气时，循环水场供水温度偶尔出现低于19.0℃现象；如果在1月和12月5×104t/a合成氨装置停车，循环水场供水温度低于19.0℃现象的频次将进一步上升。

通过以上分析，认为影响冷水机组平稳运行的主要因素为冬季循环水温度低。

3 提高冬季冷水机组循环水温度技术措施

3.1 空冷塔下段和冷水机组循环水主要参数

空冷塔下段和冷水机组循环水主要参数见表3和表4。

表3 空冷塔下段循环水主要参数表

表4 冷水机组循环水主要参数表

从表3、表4上可以看出，空冷塔下段循环水回水压力为0.47MPa，温度为30~40℃，压力高于0.40MPa的冷水机组水循环水供水压力，所以铺设一条管线，在压差的作用下，可以将空冷塔下段79t/h循环水引入冷水机组循环水供水管线，与冷水机组循环水混，冷水机组循环水温度将上升至19℃以上，满足冰机的正常运行需要。

3.2 技术措施

根据热量公式Q=MCΔt和管道流量公式Q= 3600SV计算，在空冷塔DN125回水管线与冷水机组的DN150循环冷供水管线之间铺设一条DN125 50m长管道，增设调节阀组，通过阀组调节，将空冷塔下段79m3/h循环水回水引入冷水机组循环水供水管道，与其循环水混合，水温提高到22~ 24℃，可以实现提高冷水机组入口冬季循环冷却水的温度的目的，同时实现循环水的二次利用，节约了循环水79m3/h。技术改造部分见空冷系统流程图虚线部分。