关于化工企业燃料气寻求替代气源的研究

李玲燕， 王 飞

(1.山西潞安煤基合成油有限公司，山西 长治 046000；2.山西潞安煤基清洁能源有限公司，山西 长治 046000)

引 言

某公司燃料气管网使用的是系统装置尾气，即脱碳净化气、油洗干气。在系统出现跳车和其他异常工况时，装置压力降低，尾气量大幅下降，会出现燃料气管网压力波动的情况，甚至出现燃料气管网压力不能满足公司加热炉及其他用户的需求[1-2]。

根据原始设计，唯一的替代气源是LPG，即从LPG球罐直接外供，以保证各装置的燃料供应。但是LPG热值过高，充当燃料气使用时，经常出现加热炉的烧嘴烧坏和LPG不完全燃烧，造成火炬冒黑烟的现象[3-4]。同时，该公司的火炬长明灯设计气源为LPG，LPG管线从液体罐区送至气化和火炬装置使用，运行过程中，火炬长明灯消耗LPG较多，成本较高。

从公司的安全稳定经济运行考虑，寻求替代气源是公司的最佳改造方案。

1 改造方案研究

为保证全厂燃料气管网压力稳定供应，保证用户的正常使用，减少LPG使用，提高LPG外售价格，公司进行了燃料气寻找新气源的技术攻关项目。首先，收集全公司可能作为气体燃料的气体，包括燃料气、火炬气、净煤气、油洗干气、粗煤气、LPG、脱碳净煤气等进行组分分析(见表1)，通过气体热值表(见第90页表2)换算热值进行对比，最终确定各种气体的热值(见第90页表3)，通过对比寻找接近燃料气热值的新气源。

表1 各种气源的组分分析数据表

表2 各种气体组分的热值表

表3 各种气体热值汇总表

通过计算对比确定为粗煤气、净煤气、火炬气热值与燃料气较为接近。在现场对比实施方案，进行充分论证最后决定用净煤气作为燃料气的替代气源。通过将净煤气管线跨接至燃料气管网，在出现燃料气管网压力波动时，用净煤气跨接供应保证燃料气管网的正常运行。

本表按标准工况[1.0×105Pa,0 ℃]，干基，热值单位kcal/m3，换算为[273.15 K,0.101 3 MPa]，干基热值单位MJ/m3。

对火炬长明灯LPG管线跨接燃料气，降低运行成本的同时，也能保证长明灯气源，同时也能保证燃料气管网压力稳定，保证在正常生产过程中燃料气和LPG管线还可以进行正常切换。

2 改造方案实施

2.1 寻找燃料气新气源施工作业

关闭净化合成气平台下的切断阀，确认净化合成气去1#装置的阀门关闭。确认去2#装置的流量调节阀FV22101调节阀前后阀及旁路关闭。

在净化合成气管线导淋1处接氮气进行置换，置换排放口通过2#装置界区前V07罐前PV阀门放空置换。管线置换完全后，通过流量计导淋进行取样分析，当可燃气指标小于0.5%时，在净化合成气平台处加盲板M1，去1#装置 E101出口联通管线处加盲板M2，流量调节阀处加盲板M3及旁路M4加盲板进行处理。处理结束后进行净煤气管线跨接燃料气管线的施工作业。

2.2 火炬长明灯LPG管线跨接燃料气作业

由于公司火炬气在正常运行期间不能间断，此项作业需在全厂停车的情况下实施。企业停车大修时在气化西侧将DN600的燃料气管线开孔引出一根DN100的管线接至火炬的LPG管线上(位置火炬装置内部跨接)详细施工见第91页图1。

图1 火炬长明灯LPG管线跨接燃料气改造图(mm)

技改涉及的工艺介质及相应参数为：

涉及的工艺介质：LPG压力0.45 MPa ,温度常温；燃料气压力0.45 MPa ,温度常温。

3 改造方案的运行情况及效益

1)通过燃料气寻找新气源改造方案实施投用后，在系统出现跳车事故、异常工况时，能够紧急打开净煤气跨燃料气的调节阀，以保证燃料气管网的压力稳定，进而保证企业各装置加热炉等燃料气消耗系统的稳定运行。

2)由于燃料气有净煤气系统作为后备气源，故LPG可不需要作为安保气源进行储备，实现了资金的流通。紧急情况下，可代替LPG预计用量9 000 m3/h。

3)火炬长明灯LPG管线跨接燃料气技改所需费用中等，日常维护消耗低。通过此次技改，可使火炬长明灯年消耗成本降低620万以上，满足环保要求，提高生产效率，以防装置全面停车造成各公用介质用量增加及设备、易损件等各方面的损耗，节约不必要的支出。

4)火炬长明灯LPG管线跨接燃料气技改还可以保证在运行期间火炬长明灯气源顺利切换，在燃料气管网、净煤气管网均出现压力异常或者供应异常时，可以正常切换至LPG。有效保证火炬长明灯的燃烧温度，避免造成环境污染的物质排放。

4 结语

本研究通过燃料气寻求替代气源的研究和改造，并经过企业的运行试验，确定了该研究的合理性和可行性。建议其他化工企业也可以参考该类方案进行相应改造。改造时需注意的问题，首先是，对企业内各种气体组分分析时要保证取样的准确性、代表性，否则进行热值对比将毫无意义；其次，进行热值计算时要利用同一种计算方法，否则无可比性；最后，气源选取时要选择热值最接近、气源最稳定、改造最简单的气源进行改造。