单套空分氧泵跳车时如何优化全厂系统运行

2012年第17期SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATIONO机核与电子O科技信息单套空分氧泵跳车时如何优化全厂系统运行(新疆富蕴广汇新能源有限公司新疆乌鲁木齐830002)【摘要】在全厂双系统运行的前提条件下,针对单套空分液氧系跳车此种紧急事件的发生对整个生产系统产生的形响进行深入分析,发掘出可优化的空间,并将該項研究成功应用于实际生产,避免了因液氧系跳奉逵咸气化炉的不必要停车、开车,降低了生产成本,从而为企业创連出更多的经济效益【关键词]空分;液氧泵;跳车;优化运行单套空分液氧泵跳车时传统的处理方法是:停一台气化炉待氧14厂控工艺指标进行倒泵井网后再进行气化炉投料恢复双系统运行。这一被迫停此时生产系统处于不稳定状态:锅炉带满负荷空分氧泵105%负车的难题长久以来困扰着化工行业生产一线的技术者们荷、汽轮机由于蒸汽压力低处于维持运行状态、氢碳比突变使得气化随着科技水平和自动化程度的不断提高企业对于此类问题的处至合成的系统压力不稳总之,此时生产系统可调节的弹性很小,理方法要求也越来越高。如果能够解决一带二的问题将是一次崭新不宜长时间在该状态下运行。的奕破。假设在原有设备设施基础上,单套空分液氧泵跳车,通过对资源配置的优化可以保住双气化炉(双系统)低负荷运行。那么备用2相关的数据计算分析液氧泵启动后便可恢复高产、减少系统能耗、设备疲劳和产量降低等21双系统满负荷运行:空分供氧5649mh、气化双炉产气不利影响3960mh蒸汽平衡见表1。所以能否通过优化调节做到不停车并且快速的恢复生产?是一22单系统最大负荷运行:单套空分供氧28246mh单气化炉产气道难题要攻克它就需要对问题进行系统的分析研究井找到解决方量w20700精馏无采出蒸汽平衡见表2表2单系统最大负荷时的燕汽供需情况1引发的系统问题分析蒸汽来源及供量1.1氧量下降导致系统降负荷总供蒸汽约3204M(满负荷)变换副产10Ma蒸汽供汽量当一台氧泵故障跳车时空分的供氧量会瞬间减少约一半而对变换副产035MPa蒸汽约193合成塔汽包副产4294h于气化炉来说氧气与煤浆的配比是有严格要求的(OC=500时,延汽约432h硫回收副产035MPa蒸汽返网约oh迟5秒跳车,OC=450时,不延迟跳车),当问题出现时如不立即降负荷气化炉会因oC比低联锁跳车。因此系统降负荷是必然的。蒸汽用户及用量12打破原有的蒸汽平衡两套空分用98MPa蒸汽量约1983.两套空分的分子筛加温汽返管网从而减少锅炉出力达到节能降耗的目的,然面当系统降负缩机的汽轮机用23蒸汽量约59%全厂伴热及管网照43M大荷时会直接导致变换和合成工序的化学反应热减少从而反映到副产耗约8h除氧器用035MP蒸汽量约192M净化再沸器用(注;两台燕汽量减少这种联锁反应破坏了原有的燕汽平衡,使全厂蒸汽管网03P蒸汽量约19A精馏用10蒸汽量约不60有动循环水泵压力持续下降威胁汽轮机安全运行。此时锅炉应以最快的速度提负加用10P落汽量约475污水处理用035MP落汽量约已经切换至荷保障蒸汽管网压力指标维持汽轮机运行。就设计来说此时锅炉5M采暖用Q35MP蒸汽量约5全厂伴热及管网损耗约电动泵。)有超负荷运行的危险95h硫回收用035MPa蒸汽量约2h.汽轮机轴密封气用13HC比发生突变25MPa蒸汽量约4Uh化产气量的骤然降低,不利于变换工序同步准确地调节HC说明:单系统生产时蒸汽平街存在较大缺口。因此在单系统生产时,按照比极易发生HC比突变。这会影响后续合成工序的化学反应配比,从正常的开车顺序精馏工序是不开奉的。即停拌一台气化炉的同时也牺牲了精而引起整个生产系统压力大起大落,也会直接影响反应热的多少使得副产蒸汽量时多时少、部分重要管网指标动荡选起。23连锁效应分析表1双系统满负荷时的蒸汽供需情况如下图所示:蒸汽来源及供量合计两台锅炉总供蒸汽约2026变换副产10MPa蒸汽约67h.变换副产035MPa蒸汽约559%合成塔汽包副产25MPa蒸汽约1034h硫回收副产035MPa蒸汽返网约4564uh68h蒸汽用户及用量合计声量两套空分用98MP蒸汽量约20000两套空分的分子筛加温活化用10MP燕汽约50h丙烯制冷压缩机和合成循环气压空分供氧量改变产生的连锁效应缩机的汽轮机用25MPa蒸汽量约559h.两台(12600mM台环水泵的汽轮机用23汽量约46M除氧用耗汽3存在的优化空间分析3sMPa蒸汽量约132Mh净化再沸器用03Ma汽量约19精物用0MP著汽量约10M离加用10嘉汽456M3供氧量有可提高的空间在短时间允许的情况下单套空分及液量约13.5h.污水处理用035MP蒸汽量约5h.采暖用氧泵超负荷(105%-110%)运行,此时氧气量可由设计值3000mh035MPa蒸汽量约5全厂伴热及管网损耗约95h硫回收提高至最大值3100h(实际操作中最大可到300m}h),但不宜长用0.35MPa蒸汽量约2h汽轮机轴密封气用25MPa蒸汽量时间超负荷",同时要注意氧泵轴温会有所升高(115℃联锁跳车)。的4h32气化OC比有可利用的空间:气化OC比短时间控制指标下限由原来的487降低至4517操作(450联锁跳车),使有限的氧气在经说明:双系统穗定生产时汽管网为动态平衝。过该操作后可以配比更多的煤浆负荷,可使单套空分31000mh的科技信息帆帻与电子SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2012年第17期氧,满足双气化炉最低鱼荷(气化炉最低负荷时煤浆流量为34mh143.2-34h)。(3)氧气流量310mh。(4)锅炉负荷320/h(最大负荷)。(5)精馏T序正常采出。(6)气化炉温度1330°(煤质灰熔点<①34·487=165582台气化炉=33116,而单套空分供氧无法满1280°)。(7)气化产气量2562857mh。(8)产品产量557mh。(9)系统负荷12984%(双系統满负荷按200%算)。②34*451.7=15358·2=307176,可以满足31000mh/台的条件!但要注意气化炉温度不能低于1310°℃煤质灰熔点<1280)两5结束语33煤浆浓度有可提高的空间:假设在气化炉60%鱼荷煤浆流量经过对系统运行的优化,解决了因停车带来的负面影响,实现了34mh、原有煤浆浓度61%的情况下提高%煤浆浓度所提高的负荷不停车快速恢复高产、不影响精馏正常采出、而且间接提高了21%的系统负荷,既节约了生产成本系统损耗,又为企业增加∫经济效益,A=58×(062-061)H(58×061)≈00164=1.64%以事实证明传统的设计理念以及保守的处理模式是可以推陈出新,与即煤浆浓度提高一个百分点系统负荷提高164个百分点。在时俱进的c经过结合实践不断摸索提高煤浆浓度,目前已成功将煤浆浓度提高到63%-64%,比原来的60%61%提高了三个百分点参考文献34气化炉最低负荷下的可优化空间:根据设计能力单台气化炉煤(]于光元李亚东煤气化工艺技术分析门洁净煤技术200504)流量额定负荷为56mhh、最大58m/h(氧耗2980m沿h)最低34m2]刘升郝英立Teo气流床煤气化炉内气固两相流动的数值模拟门东南大而单套空分设计产氧量额定30000h最大3100mh由此可得:学学报:自然科学版200(04)单系统最大鱼荷运行时空分氧气尚有100mh的余惫,这是可以优[3]寰忠王焰绿源醇业甲醇装置不同情况下的蒸汽平衡护天化科技201化利用35液氧泵备泵切换的时间可以优化:通常情况下,备用液氧泵应[4刘宏建合成甲醇原料气度分对产量的影响囗化学工业与工程技术204处于充分预冷状态,当运行氢泵出现故障跳车需要切换备用泵时,从检查设备盘车启动升速提压到E常并网,需要用15-30min。液氧{5韩】BW6男往复式低温液体泵技术条件S气体分离与液化设备泵切换备泵的操作时间可以通过强化管理及熟练操作来缩短氧气井(6]重惠荣卫T907-199气分离设备用离心式低液体泵气体分离与网的时向这对于快速恢复双系统生产是十分重要的经实践验证:优液化设备标准化技术委员会198805化后实际操作的最佳记录为8分46秒。[7]意华压力煤浆浓度、氧煤比对水煤浆气化的影响门中国期刊全文数据4优化前后参数对比8]于海龙赵,周占军,周俊虎岑可法氧煤比对水煤浆气化影响的数值模拟优化前:(1)单系统最大负荷运行:煤浆流量5mh(已到气化炉爆炭学报20095)最大负何极限,氧爆比4872(2)煤浆浓度6l%副产蒸汽量1432h。9孙全海关于内压缩流程空分设备液体产品边际能耗“的讨论冷技术(3)氧气流量28246mh。(4)锅炉负荷320h(最大负荷)。(5)精馏工10丁丽君秦洪涛陈洪杰赵增亮大型内压缩空分设备双泵流程中的两台低序无采出(6)气化炉湿度350℃(7)气化产气量200018)产温液体的自动切换控制气棒分离x0品产量45mh。(9)系统负荷105%(双系统满负荷按200%算)。优化后:(1)双系统最低负荷运行:煤浆流量34mh2台气化炉[责任编辑:王静氧煤比451.7。(2)煤浆浓度64%、副产蒸汽量17h(A=171-上接第89页)的提高另一方面还可使更多的氨转移到相塔防止高转速尽量将产品氧气都通过液氧泵输送出去。在增加加工空气量大量氩组分停留在主塔造成氧气纯度和氧提取率降低。氨馏分量提高的过程中就可根据氧气纯度、主冷液位和泵工作性能曲线逐渐同步后粗氢塔回流比暂时减小整个粗氩塔的氧含量梯度会升高。这时应提高氧产量这样也考核了液氧泵的的工作能力但期间则要平衡好根据粗氨中氧含量的变化趋势适当减少粗氩量,同时提高粗氬Ⅱ塔换热器的热端温差防止冷量损失过大给系统造成不必要的波动。液位,使吏多的氨组分留在粗铖Ⅱ塔场釜内。保持氩系统和主塔工况的稳定。首先粗凯冷凝器冷源为过冷后3结束的下塔液空精氯冷凝器冷源为过冷后的下塔液氮。液氮来源相对针对要因查找问题,充分挖掘精馏潜力,查找出制约氧气产量的定保持好蒸发氮气和冷凝液氮的循环量稳定则对精氩塔影响不是太因素经过设计改造将会对氧气产量的提升有很大的帮助需要注意大而液空一部分去上塔另部分去粗氮塔冷凝器相互制约阀门的是改变工况增加氧气产量是整个系统的操作要全盘考虑每个系开大时去上塔的液空嫩增大,去粗氩塔的量就减少;反之,则增大。当统都要做相应调整。操作时要待上一步的调整达到预期效果后再进行下塔液空液位波动时若门自动调节则粗氨冷凝器液空液位随之波下一步动作,操作动作的时机和幅度,决定了变工况的稳定性和用时动氩馏分波动亦会剧烈氧氮纯度的变化将影响缸在上塔的分布。长短操作者要不断积累经验提高整体操作能力才能在增产操作变氧气纯度变化01%氨馏分中氧含缺就费变化08-1%而氨馏分组工况时使系统更加流畅稳定和更具效果分的改变直接影响进入粗剑塔的氩馏分量。在冷凝量一定的情况下氬馏分中氧含触越高,进入粗氩塔的氩馏分齜就越多;反之,就越少【参考文献】此时的操作是尽快使下将液空液位稳定下来。若馏分量波动太大,则[]靳瑞安林3000分设备特点分析及安装试车总结门深冷技术塔的精馏工况。另外氮气产量固定后,一般采取适当增减氧产量方法[2]顾学军等提高液态产品量的方法{Ay空分设备技术交流会论文集1200来控制氨馏分氯含量的高低。粗气的提取量可按空气量的075%【3】马文建变工况操作在实际生产中的运用Ay空分设备技术交会论文集932%×80%)计算氯馏分的量可按粗氢量的30-35倍计算。通过观|c05察粗氩塔阻力和气量的增加值,可看出粗氯塔精馏潜力的发挥程度,[4赵小堂内压缩程的发展(A204年型空分没备技术交流会文剩q并随时监控好换热温差、氬馏分的含量、阻力和液位的变化以防止氮2006.塞的发生影响系统工况5]嘟治鹏大型低温空分装置技术现状及前录趋势Ay空分设备技术交流会论文集C120052.6产品外送系统液泵的负荷可增加,在增量过程中,注意振动轴温、泄露气温[责任编辑:王静度、进口压力、密封气压差和电机电流等参数变化情况,关小回流,提