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造气入炉蒸汽自调技术在我公司的应用

石家庄双联化工有限责任公司  冯士忠 崔键峰 梁执毅

河北科技大学  河北科隆机电科技有限公司  马维明 周帅

 

    内容摘要：本文论述了间歇式、固定床煤气炉入炉蒸汽自动调节系统试验过程和应用情况，用试验数据证实了采用油压调节阀实现入炉蒸汽自调的节能效果。

关键词：入炉蒸汽自调，油压调节阀，节能

    石家庄双联化工有限责任公司是以合成氨为龙头，生产纯碱、氯化铵、复合肥为主打产品，集供热、发电、系列化工产品的大型股份制企业。公司多年来坚持科技发展之路，使企业发展不断壮大，降低消耗。2010年双联公司与河北科隆机电科技有限公司联合开发的合成氨造气蒸汽自调系统，分别在我造气车间10#造气炉、16#造气炉开发、试验成功，使∮2600造气蒸汽消耗单炉降低5-6t/班。这标志着我公司在节能降耗、新技术开发和利用等方面又有进步提高！

1、改造原因

 1.1 多年来，公司在造气单炉制气操作，入炉蒸汽量的大小，一直是靠控制上、下行制气DN200手动蒸汽阀门的开度实现的。由于各系统入炉蒸汽总管相对独立，又相互补充，蒸汽又分别有不同的来源和压力等级。因此，造成了每台炉的蒸汽用量，各不相同。另外，造气炉入炉蒸汽压力只有0.04-0.06MP,一直没有合适的流量计选型与之配套，至于具体蒸汽的实际用量数值，是一个模糊的慨念。

在单炉操作上，对于蒸汽的控制，阀门的开大开小，全凭操作者的经验判断，操作记录也只能记录阀门开启的扣数，用此来作为调节的依据。

  1.2  为了进一步提高造气的自动化水平，公司近年安装的8-16造气炉均配套了DCS控制系统，而蒸汽自调不在之列，其主要原因就是蒸汽用量的具体数值无法采集。致使该系统能力发挥大打折扣。

   因此，想通过本次改造，达到如下目的：

1.2.1 摸清单炉蒸汽消耗量的真正底数，为蒸汽消耗核算提供测量数值依据。

1.2.2 掌握单炉制气蒸汽的使用动态变化和其总量变化，做为调整炉况稳定入炉蒸汽用量的数值依据，使之低耗高产！同时，为实现造气DCS所具有的入炉蒸汽自调功能，真正实现该系统的DCS控制，打下基础。

1.2.3  安装两套蒸汽自调系统，摸索该系统的使用情况，使其应用效果程度，再决定其他造气炉的推广。

2、改造方案

2.1 选定造气炉：

根据我公司造气炉现场情况，决定分别选取10#、16#造气炉进行入炉蒸汽自调试验。

2.2 流量计选用：

经过筛选，采用西安博纳公司生产的V锥流量计，其特点是可在较低压力参数下使用，灵敏度较高。压力参数工段设置状况。

2.3  蒸汽自调系统方案设计及双方合作分工

  采用河北科隆机电科技有限公司提出的蒸汽自调原始方案，蒸汽自调系统的工艺流程设计包括油压系统、DCS系统、油压闸阀系统，由科隆公司负责；

整体系统工艺安装设计由我公司技术部负责，包括负责工艺安装、联合调试等。在实施中出现问题，由合作双方共同协商，制定可行的改进措施。

     2.4工艺流程略

3、 项目实施

3.1  本项目实施时间为2010年5月---11月。

3.2  本项目工艺设计安装的特点

本项目实施中，为了不影响或尽量少影响正常生产，基本穿插在造气系统检修和10#、16#单炉小修期间进行。工艺安装设计保留了各炉入炉蒸汽原来的走向，重新设计新的蒸汽走向，使流量计安装、各系统调试、系统切换，它炉均不受影响。

3.3 实施中出现的问题及处理

3.3.1  两炉系统改造， 10#炉投用较早，调试初期，油缸行程定为100mm,运行几天后，其油缸行程只有5mm左右。

3.3.2  16#炉系统安装完毕后调试，发现油缸不动作，经过反复调试，查找原因，确定是油压电磁阀底座管路连接问题，结合10#炉油缸行程变小的现象，科隆公司对油路进行改进，问题消除。

3.3.3  两炉系统重新更换改造了油缸，并相继启用流量计系统和DCS系统，再次调试运行。

3.3.4  10#炉前期运行时，流量计一度不能正常投入，正常后系统随炉运行。DCS系统给定阀门动作时间为：上行制气后15秒，下行制气后20秒。运行显示，单炉每班节约蒸汽约2t/班，节约效果不明显，没有达到预期的设想。

3.3.5对实验结果，双方商定：油缸进行重新设计，将油缸行程加大至150mm；实验时DCS系统参数保持不变，如果蒸汽流量增大，造成炉况变化，可在微机中用调整阀门动作时间加以补充。

4、 实施效果

在上述方案完成后运行，结果显示，在其他工艺参数条件不变的前提下，操作几乎不作任何调整，炉况运行稳定，每班节约蒸汽每班6吨左右，效果非常明显，基本达到预期设想！我们选取部分时段进行记录查定，运行记录见下表 

入炉蒸汽自调系统运行情况记录表

时间（年月日） 班次	运行状态（用、停）	蒸汽用量/班 （吨）		时间（年月日） 班次	运行状态（用、停）	蒸汽用量/班 （吨）
2010.11.10	用	19		2010.11.20	停	28
2010.11.11	用	20		2010.11.20	停	25
2010.11.11	用	20		2010.11.20	停	26
2010.11.11	用	20		2010.11.21	停	25
2010.11.12	用	20		2010.11.21	停	28
2010.11.12	用	20		2010.11.21	停	28
2010.11.12	用	20		2010.11.22	停	28
2010.11.13	用	18		2010.11.22	停	31
2010.11.13	用	18		2010.11.22	停	28
2010.11.13				2010.11.23	停	27
2010.11.14	停	28		2010.11.23	停	27
2010.11.15	停	26		2010.11.23	停	28
2010.11.15	停	24		2010.11.24	停	26
2010.11.15	停	23		2010.11.24	停	27
2010.11.16	停	27		2010.11.24	停	25
2010.11.16	停	27		2010.11.25	停	26
2010.11.16	停	25		2010.11.25	停	26
以上数据系统压力：0.04MP，以下数据0.06MP				2010.11.25	停	25
时间（年月日） 班次	运行状态（用、停）	蒸汽用量/班 （吨）		时间（年月日） 班次	运行状态（用、停）	蒸汽用量/班 （吨）
2010.11.26	用	22		2010.12.11	停	28
2010.11.26	用	21		2010.12.16	停	29
2010.11.26	用	20		2010.12.17	停	30
2010.12.2	用	21		2010.12.17	停	32
2010.12.3	用	22		2010.1218	停	32
2010.12.4	停	28		2010.12.18	停	26
2010.12.4	停	32		2010.12.19	停	30
2010.12.5	停	28		2010.12.19	停	32
2010.12.5	停	31		2010.12.19	停	29
2010.12.5	停	30		2010.12.20	停	30
2010.12.6	停	27		2010.12.21	用	21
2010.12.7	停	30		2010.12.21	用	22
2010.12.8	停	32		2010.12.24	停	28
2010.12.8	停	34		2010.12.24	停	30
2010.12.8	停	32		2010.12.24	停	27
2010.12.9	停	28		2010.12.25	停	27
2010.12.10	停	31		2010.12.25	停	29
2010.12.10	停	28		2010.12.26	停	28
				2010.12.26	停	29

 

试验结果对照
入炉蒸汽压力  0.04MP	2010.11.10~2010.11.16 启用均值   t/班	2010.11.10~2010.11.16 停用均值  t/班	节约蒸汽量 t/班
蒸汽用量	19.4	25.4	6.0
入炉蒸汽压力 0.06MP	2010.11.20~2010.12.26 启用均值  t/班	2010.11.26~2010.12.26 停用均值  t/班	节约蒸汽量 t/班
蒸汽用量	21.3	28.6	7.3

 

   说明：2010.11.17日根据工艺专家要求，入炉蒸汽压力提高到0.06MP。  

5、总结：

通过这次合作效果表明，造气蒸汽自调技术在我公司应用是成功的，效果明显，仅每年节约蒸汽成本一项，按100元/吨计算，产生直接效益56万元/台炉年。

     据此，我公司已将该技术定为其他具备条件的造气炉应用项目，为我公司节能减排、降低成本发挥其更大的作用！