纯氧转化炉烧嘴冷却系统改造与优化

李艳

纯氧转化炉烧嘴冷却系统改造与优化

  纯氧转化炉以其技术先进，结构简单，操作容易，扩容量大，触媒装填方便，被越来越多的化工企业所应用。纯氧转化炉的烧嘴由于工作环境温度高，对设备的材料，结构要求比较高。为了保障烧嘴的正常运行，它有一套完整的冷却系统。这套烧嘴冷却系统运行的是否平稳，直接对甲醇的产量、产品质量、能源消耗、原料消耗等方面都有重要的影响。   

1、甲醇纯氧转化炉冷却系统原始流程概述         
  烃类和水蒸汽在镍催化剂的作用下发生反应，生成CO、CO2和H2，为吸热反应。从转化一段炉出来的760℃转化气通过一、二、三号输气管后与40％原料气混合进入二段炉的上部与空分来的纯氧进行部分燃烧氧化反应，所产生的热量供转化气中的烃类进行深度转化，生成CO、CO2、H2温度985℃的转化气。从除氧器来的90℃除盐水经中压锅炉给水泵供水，分两条线，一条事故上水线，另一条经循环泵提压至2.3Mpa进入高位水槽，经高位水槽备压氮气加压至2.6Mpa进入纯氧转化炉烧嘴的夹套层对烧嘴进行冷却，出烧嘴的115℃除盐水经循环水换热器冷却至90℃回到循环泵入口进行循环使用。当纯氧转化炉烧嘴冷却水流量低于4m2/s时，DCS联锁系统延时9秒开始启动，事故上水两位阀打开进行事故上水，同时循环泵入口处排污两位阀打开进行排污，这样就大大增加了烧嘴冷却水流量，形成大流量冷却，以防止纯氧转化炉烧嘴超温，保障它的工作环境。同时一、二、三号输气管水夹套除盐水冷却水回收到地下。        

2、影响纯氧烧嘴冷却系统操作稳定的原因分析         
1)高位水槽冷却水流量波动的主要原因就是高位水槽的气备压不够稳定。         
2) 气备压线、上水线的冬季冻堵是次要原因         
3）设计存在缺陷也是造成高位水槽的气备压不够稳定的一个原因。         
4）管线法兰、排污阀门仪表都有泄漏也是造成高位水槽的气备压不够稳定的一个原因。         
      
3、设计原因分析         
1）在设计施工上存在一定的缺陷：事故上水线存在设计缺陷：当二段炉烧嘴流量低时，中控DCS系统延迟9秒、事故上水阀打开，同时泵前排污两位阀全部打开，这时由于它大量的排污，使循环泵入口流量不稳定，造成循环泵气蚀，同时使中压汽包上水很不稳定，严重影响整套转化中压水系统的平稳运行。同时造成除盐水的大量浪费。         
2）事故上水线两位阀的位置缺陷：进入冬季生产，由于事故上水线两位阀在高位水槽处，长时间处于低温环境且处于关闭状态，在气温低时发生冻堵，造成管线破裂，造成整套装置停车。   
     
4、设备原因：         
1）中压锅炉给水泵同时给高位水槽和中压汽包提供除盐水，中压锅炉给水泵流量和压力都不够同时给两套系统上水，存在一定的缺陷。         
2）事故上水阀在室外高处，低温环境很容易冻同时两位阀流量大，不能调节。      
  
5、优化整改         
针对以上纯氧烧嘴冷却系统存在的问题，提出了优化建议：         
1）设备方面整改：         
a、换泵:由于中压锅炉给水泵压力流量不能满足同时为两套系统上水，所以将中压锅炉给水泵换成6.0Mpa的大泵，这样既能满足两套系统上水，同时还能给高位水槽提供2.6Mpa备压。         
b、事故上水阀改位置：将事故上水阀改到室内泵房，改变了操作环境。         
2)工艺方面整改: 对于事故上水线冬季容易冻堵，将正常上水线和事故上水线合并成一条上水线。这样上水线就总是有水流过就不存在冻堵了。同时也节约了管线，为企业增加了效益。
a，对高位水槽备压进行整改，去除高位水槽气体备压，改为水备压，简化了操作程序。由于是大泵压力流量都充足就可以不用氮气冲压了，这样还节省了氮气。同时大大减轻操作人员的劳动强度。        
b、把事故上水付现阀付现改成小阀，就用它进行微调给高位水槽进行备压。         
c、工艺操作进行优化




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