合成氨空分系统用1.0 MPa蒸汽温度较低原因分析与改造

常序庆，王 芳，田 红

（贵州开阳化工有限公司，贵州开阳 550300）

合成氨空分系统用1.0 MPa蒸汽温度较低原因分析与改造

常序庆，王 芳，田 红

（贵州开阳化工有限公司，贵州开阳 550300）

公用1.0 MPa蒸汽管网因蒸汽温度低不能满足空分汽轮机密封用汽的需求，急需对系统进行改造。通过对蒸汽管网及减温减压站一系列改造，达到了预期的效果，杜绝了因蒸汽温度低影响空分及后系统的稳定运行。

1.0 MPa蒸汽；温度低；改造

贵州开阳化工有限公司位于贵州省贵阳市开阳县永温乡，是兖矿集团与贵州开磷集团共同投资建设的大型煤化工企业。一期合成氨项目是国家批准的贵阳煤磷化工（国家）生态工业示范基地重点项目，总投资28亿元人民币，占地2 136亩，于2011年5月开工建设，2013年建成投产，现具有年产50万t合成氨、8万吨硫氨生产能力。该项目有4台循环流化床锅炉，蒸汽管网有3.8 MPa、1.0 MPa、0.5 MPa等压力等级的过热饱和蒸汽。系统正常运行时，1.0 MPa蒸汽主要来自热电3＃减温减压站以及净化第二中变废热锅炉、气化炉水冷壁废热锅炉的返网蒸汽，主要用于热电高压除氧器、空分汽轮机密封汽、烟气脱硫和气化氧气加热器以及合成系统，简要流程图如下图1：

1 运行中出现的问题及原因分析

1.1 出现的问题

图1

空分汽轮机密封汽所用1.0 MPa蒸汽对温度要求较高，温度低于185℃就会造成整个空分装置的联锁停车。在运行中曾多次出现因蒸汽温度低导致空分及合成氨后系统停车的事故发生，极大的影响了系统的长周期稳定运行。

1.2 原因分析

（1）系统正常运行时，设计为热电3＃减温减压站带少量负荷，所用1.0 MPa蒸汽大部分由返网汽提供，而返网汽为饱和蒸汽，温度180℃，经过管道温降仅175℃，远不能满足空分汽轮机密封汽的温度要求，严重影响空分系统以及整个合成氨系统的稳定运行，另外因管网温度低，为防止出现水击，管网疏水开大，导致大量蒸汽浪费。

（2）热电3＃减温减压站进汽为3.8MPa、温度为440℃的过热蒸汽，出口温度可由给水泵提供的158℃的减温水进行调节，理论上可改为由3＃减温减压站提供合格温度的蒸汽供空分汽轮机使用，但3＃减温减压站减温水阀内漏严重，导致温度较低，多次更换新阀，但阀门很快再次出现内漏，效果不好（这种现象也同时出现在其它减温减压站），且返网的过量蒸汽必须由减压阀或放空阀卸掉，造成极大的浪费，影响了系统的节能降耗。

2 解决的措施

综合以上两个原因的分析，1.0 MPa蒸汽管网及热电减温减压站减温水系统急需改造，方能实现系统的长周期稳定经济运行。

2.1 对1.0 MPa蒸汽管网的改造

基于3＃减温减压站温度可控并可满足空分汽轮机密封汽要求的条件，对1.0 MPa蒸汽管网进行了如下改造：从热电3＃减温减压站出口引一路蒸汽管道直供空分界区，在管网放空平台下方碰头，原有管网去空分管口截断盲死，将新增加管道与去空分管道相连接，新安装管段沿程加装疏水阀及倒淋。温度较低的1.0 MPa返网蒸汽直接通过原有管道导入热电除氧器及其他用户使用。改造后流程图如下图2：

图2 蒸汽管网改造后流程图

空分汽轮机密封汽改为减温减压站直供后，可确保蒸汽温度的合格，不仅有利于空分机组及后系统安全稳定运行，而且大大降低了空分系统开车暖管的时间。

2.2 对减温减压站减温水的改造

（1）锅炉给水泵供减温减压站减温水概况

热电站1＃－－4＃共4台减温减压站所用的减温水均来自高压锅炉给水泵，工作压力为15 MPa（G），温度为158℃。减温水母管为Ø108 ×10 mm，材质为20 G，从母管上分出一路Ø60× 5 mm管道为1＃减温减压站提供减温水，一路Ø89 ×8mm管道为2＃、3＃、4＃减温减压站提供减温水。1＃减温减压站减温水阀组为一气动调节阀前后加截止阀，另增加一旁路；2＃、3＃、4＃减温减压站减温水阀组为两道手动截止阀后各有一设备自带的电动减温水调节阀。

（2）为解决阀门内漏问题，曾尝试了很多方法，如拆检及更换阀门，工作量极大且费用较高，但效果均不理想，未能彻底解决此问题。最后经过公司相关人员研究讨论决定在减温水总管上增加节流降压孔板的方式进行改造。详细如下：

孔板设计数据为：管道规格（外径X壁厚）Ø108×10 mm，管道材质20 G，环境温度－5～40℃，操作温度158℃，减压前操作压力15－17 MPa，减压后操作压力8 MPa，减温水最小流量为10 m3／h，正常运行30 m3／h，最大流量为40 m3／h。液体操作密度909 kg／m3。两孔板间安装距离：180 mm。孔板方向相同，喇叭口朝向为介质出口方向。孔板数量4只。为保证减温水足量供应，特在节流孔板处加装旁路手动阀一只，旁路管线与母管同水平线。见附图3。

图3 节流孔板加装旁路手动阀一只

整个改造过程简单，工程量小，用时少，费用少，并且还能满足各减温减压站的减温水需求；在蒸汽用量大经主路节流孔板的减温水不能满足减温需求时，可开启节流孔板旁路来加大减温水量。

3 改造后1.0 MPa蒸汽管网温度的变化

经过加装节流孔板后，3＃减压站减温水压力下降至8－10 MPa左右，减少了对减温水阀的冲击，内漏量几乎没有，从而保证了1.0 MPa蒸汽的温度。对1.0 MPa蒸汽外管网改造后，3＃减压站直供空分，从而保证了空分汽轮机密封汽的温度稳居在190℃以上，不仅稳定了空分系统的生产运行，还大大缩短了空分开车所用时间，预估每次可节约的开车费用约为32000余元。

改造后，供空分1.0 MPa蒸汽温度明显得到提升，详见附表。

附表

4 结束语

通过对蒸汽管网及减压站减温水系统的改造，确保了空分汽轮机密封汽温度的要求，同时解决了各台减温减压器减温水阀内漏导致温度不可控的问题，达到了预期的效果，杜绝了因此类问题影响系统的安全稳定长周期运行发生，为公司的节能降耗提供了有力的保障。

［1］衣立波.价值工程.河北：中国期刊网，2010－3：102－104.

［2］李国俊，郁鸿凌，李瑞阳，等.大型蒸汽管网系统的运行优化调度［J］.化工进展，2007，26（1）：77－81.

［3］化工部热工设计技术中心站.热能工程设计手册.北京.化学工业出版社，1998，71－117.

Technical Transformation on Steam for Air Separation System in Ammonia Plant

Chang Xuqing，Wangfang，Tian Hong
（Guizhou Kaiyang Chemical Co.，Ltd，kaiyang，550300）

Public 1.0 MPa steam pipe network for the steam temperature is too low to satisfy the air turbine sealing steam demand，are in urgent need of rebuilding the system.The steam pipe network and the temperature and pressure reducing station a series of transformation，to achieve the desired results，avoided and stable operation of air separation and low impact of steam temperature system.

1.0 MPa steam；pipe network；Low temperature Reform

TQ113.29

B

1003-6490（2015）02-0014-03

2014－10－26

常序庆（1985－），男，山东临沂人，汉族，本科，助理工程师，2007年毕业于青岛科技大学热能与动力工程专业，主要从事化工生产技术工作。