12000 m3/h空分空气预冷系统改造

第39卷第3期包钢科技Vol 39. No. 32013年6月Science and Technology of Baotou SteelJune, 201312000m3/h空分空气预冷系统改造习建刚(内蒙古包钢钢联股份有限公司氧气厂,内蒙古包头014010)摘要:空冷塔、水冷塔、冷冻机喷淋水泵等是大型空分空气预冷系统的重要组成设备,冷却水水质的好坏决定这些设备运行的稳定性连续性。文章以120m3/h制氧机为例进行详细分析,并对该机组空气预冷的水系统进行了改造,改造后设备运行稳定解决了水冷塔及冷冻机结垢的问题,延长了设备运行周期降低生产成本。关键词;空冷塔;水冷塔;冷冻机;水系统;改造中图分类号:TQ116.11文献标识码:文章编号:1009-5438(2013)03-0018-0Transformation of 12 000 m/h Air Separation and Air Precooling Systemtan-gangOxygen Plant of Steel Union Co. Ltd. of Baotou Steel( Group )Corp . Baotou 014010, Nei Monggol, China)Abstract: The equipment such as air cooling towers, water cooling towers, chillers and sprinkler pumps are importantcomponents of large air separation and air precooling system. The stability and continuity for operations of the equipment ardependent on the quality of cooling water. In the paper, the 12 000 m/h oxygen making machine is taken as an example foranalysis in detail and the air precooling water system of this unit is transformed. As a result, the operations of equipment arestable, with which the problem of scaling in water cooling towers and chillers is solved as well as the running period ofquipment is prolonged and production costs are reducedKey woooling tower; water cooling tower; chiller; water system; transformation包钢氧气厂12000m3/h空分设备于2003年水分析报表见表112月建设投产,采用DCS控制系统,全低压常温分从表1可以看出对敞开式水循环系统,换热设子筛吸附净化、增压透平膨胀机、全精馏无氢制氩和备材质为碳钢,采用磷系复合配方处理的循环水氧氮外压缩流程,空气预冷系统在投入运行后,经Ca2、Mg2含量较生活水高,个别循环水水样浓缩常出现冷冻机的冷凝器、蒸发器结垢而被迫停车处倍率为3,诸多因素导致杂质进入冷却系统容易引理,水冷塔因结垢造成冷却水温降不好,增加了冷冻起结垢、腐蚀、粘泥附着,影响设备安全稳定运行。机负荷及空分电耗,同时水冷塔顶部向外喷水,严重1.2原工艺流程不合理影响了空分正常生产。原工艺流程如图1所示。1水冷却系统中存在的问题从流程图上可知本机组空气预冷系统的水冷却塔是由外循环供水,冷却循环水中杂质的含量过高1.1循环冷却水中杂质过高收稿日期:2013作者简介:习建刚(1971-),男,河北省石家庄市人,制氧工程师现从事氧气生产和设备管理工作。第3期12000m3/h空分空气预冷系统改造19表1水分析报表碱度硬度水类pH值浊度电导/(mg·L-1)/(mg·L-)/(m·L1)/(mg·L-1)/(mg·L-1)/(mg·L-)/(mg·L-1)/(mg·L-)(ws·cm-1)生活水4.553.43.891436.87.40l88113.4703860.1l1.5251.2210.28.10.428l.2173.1108.17.820.32.51000288.5263.20.3274.1276.6160.7115.90.32.2770v冒sIo911160s101图1改造前水冷却系统流程冷却循环水在水冷塔和冷冻机是个降温过程,且也会造成分子筛过早失效不得不提前更换分子筛而温度与水中杂质的最大饱和含量有关,水在降温从而增加成本在达到15℃时制氧机组就得立即停的过程中水中杂质不停地析出,长时间会造成水冷车清扫冷冻机的蒸发器、冷凝器,从而影响公司生产却塔冷冻机结垢,因而造成了制氧机组被迫停2)因低温循环水走冷冻机蒸发器管外侧,结车检修。垢后只能采取酸洗处理,而蒸发器底部水垢淤泥无2造成的危害法靠酸洗或水冲洗清除,酸洗后效果不好。冷冻机在运转了4年左右后,其蒸发器底部水垢和淤泥大2.1冷冻机结垢的危害量沉积无法清除,已不能正常使用,因此,2007年又(1)冷冻机蒸发器冷凝器,在运行半年就结垢新购进一台冷冻机来保生产严重。冷冻水温度无法降到工艺要求范围。而冷却2.2水冷塔结垢造成的危害水要求控制在7~10℃,当水温升高到10℃以上时,水冷塔在运行时就会有结垢生成,结垢到一定使出空冷塔空气温度过高空气带水增多造成分子筛程度时水出水冷塔温度增高2,造成冷冻机负荷负荷增大,长时间运行可造成分子筛不能完全清除水增大,电耗增加,而且还会造成水冷塔顶部喷水,使分、二氧化碳、乙炔等碳氢化合物使水分、二氧化碳、水塔耗水增加。到冬天水冷塔周围全部结上冰给乙炔等碳氢化合物在板式中冻结造成事故扩大。而生产维护带来困难、同时存在安全隐患。水冷塔结包钢科技第39卷垢不严重时可酸洗处理,严重时需要更换全部填料流程。水冷塔的上水是水塔的循环水,由循环水泵环,每更换一次填料环需要费用50万元。2007年加压后提供的,循环水的水质从表1的水分析表可因结垢严重全部将填料环更换。看出水中钙、镁氯等离子及杂质过多。因钙镁氯3原因分析等离子及杂质的饱和含量和温度有关,水中钙、镁、氯等离子及杂质随着循环水温度的降低而析出结垢。(1)水塔的循环水中含有大量的钙、镁、氯等离循环水在水塔中是温降冷却过程随着运行时间的延子。包钢氧气厂的生产用水是由黄河水源地提供长,水冷塔内会因结垢堵塞流通截面,减少换热面积,的,对黄河水源地提供的水进行分析,见表1。可以使水冷塔失去冷却作用,并且还会造成水冷塔顶喷看出水中含有钙镁、氯等离子,而空分机组冷却水水给生产维护带来困难。出水冷塔的水由喷淋水泵塔就用该水作为补充水源,而且冷却水塔运行中水加压后到冷冻机内降温,水中的钙镁、氯等离子及杂大量蒸发,而蒸发的水为纯水,水中钙镁氯等离子质也不停地在冷冻机蒸发器内析出结垢所以冷冻机仍留在了循环水中,这样循环水中钙、镁、氯等离子运行一段时间就必须酸洗蒸发器,才能保证冷冻机的浓度不断增加,这也是造成冷冻机及冷却水塔结垢正常工作。故此循环系统存在弊端。的重要原因(2)水系统的流程不合理。从图1流程图上分4改造措施析,由水冷塔、喷淋水泵、冷冻机、空冷塔组成外循环(1)将水系统水路改成内循环,工艺流程见图2。S10710生活水内环图2改造后水冷却系统流程从图2可知空冷塔出来的水回到水冷塔降温,再环水,该水在没有生活水时作为补充水源。由喷淋水泵加压后到冷冻机降温然后到空气冷却塔,3)水冷塔加高,在原来的高度上又增加6m冷却空气又回到水冷塔。由水冷塔、喷淋水泵、冷冻并相应地将喷头改高,并且在增高部分上增加填料机、空冷塔组成的封闭循环称为内循环流程在这种环,增大了换热面积。使出水冷却塔的冷却水温度内循环流程中损失的水分非常少,而损失的水分是由进一步降低,冷冻机负荷也会减少,降低了电耗生活水补充所以内循环流程冷却循环水中的钙、镁、(4)每周分析3次空气预冷系统的循环水质,氯等离子及杂质不会像原流程那样不断地增加。根据水质化验结果决定是否置换部分循环水,保证(2)改造后的空气预冷系统补水是由两路补水水质达标。目前已由原来的每天加1桶水处理剂改组成;第一路用含钙、镁、氯等离子及杂质很少的生为1周1桶,很大程度上节约了水处理药剂的使用活水来补充损耗的循环水。第二路由水塔提供的循量。(下转第27页)第3期提高包钢厂外翻车机作业效率的途径27就由包钢完成,减少了与路局联系对位的中间环节,着一定的运输安全隐患问题,不能从根本上解决问降低了对包头西站机车配合作业的依赖程度对翻车机的作业效率提高的作用不大。不利方面:①在安装拨车机时需将翻车机大门方案1的提出,减少了对包头西站机车配合作扩大25m,经专业施工对其进行改造后,方可安装业的依赖增加了翻车作业中包钢自由掌控力减少拨车机。②在整列配车时及收集翻卸完的空车时还了配合作业费用的支出。先进的综合作业模式,提需路局进行配合。高了包钢厂外翻车机的作业效率,提高了包钢翻车(2)方案2:由包钢运输部承担在包北翻矿区及机卸车保产能力,同时也分担了包钢厂内的精煤翻翻煤区的作业。卸车压力,提高了包钢厂内铁路运输车辆的周转效有利方面:由包钢机车配合翻车机作业,可很大率,在包钢生产运输及卸车工作中取得非常好的效程度地改善翻卸车作业的配合,完善和改进作业时果。间和模式且发生管理和安全职责不清时,可由包钢5结束语专业管理人员进行有效的协调,整体作业的配合将有很大的改善。改变过去落后的作业模式根据客观条件合理不利方面:①包钢运输部的机车在包头西站作调整作业模式采用高效的作业模式是今后企业在业区作业环境不熟悉;②由于包北翻矿区及翻煤区各个生产、保产运输环节上实现降低成本、提高企业设备属于包头西站,设备维护及检修方面存在与车效益的重要手段。随着交通运输技术和科学创新技站、列检、工务、电务等多方面的协调,而且在作业术的发展,将会有更新、更好的作业模式加入到企业时,还需包头西站下达作业计划,作业进路的道岔、生产运输这一行列中来为企业的发展做出更大的信号由包头西站作业人员控制,作业过程由包钢运贡献。输部执行,这在运输组织上非常不合理,存在严重的参考文献运输安全隐患4优化方案评价[1]陈荣,吴金南.基于内部物流一体化的钢铁企业物流组织模式研究[J].技术经济,2005综合包钢厂外翻车机现有作业模式,结合翻车10:20-24机作业效率的提高优化方案,从作业效率的提高、降[2]溫筱婷,杨欣钢铁企业原材料运输优化问题低费用的支出方面进行综合性的评价研究[].商品配送,2008,4:5-8方案2的实施难度大,运行成本较高,并且存在(上接第20页)外,系统运行至今未更换过填料环,更换一次填料环的费用在50万元左右。空气预冷系统改造后操作5结束语与原来相同,而且空冷塔、水冷塔水位运行稳定空气预冷系统改造后,空气预冷系统的循环水参考文献水质得到了改善,接近生活水水质,减少了水中钙镁、氯等离子。水冷塔及冷冻机减少了结垢,延长了[1]汤学忠,顾福民,新编制氧工问答[M].北京空分机组运行周期,降低了生产成本,水冷塔顶部没冶金工业出版社,2009有再发生喷水事故,节约了生产用水。每年节省酸[2]余晓赞,王宇翔.空气预冷系统设备结垢原因洗费用28万余元,节约加药费用43万元左右。此及处理[M].深冷技术,2012,(3):13-16