600t/d合成氨装置
复合膜化肥厂刘洪
摘要结合一段炉对流段技改过程中工艺方案的制定，对技改方案的优化以及方案的实施过程进行了介绍和总结。
关键词合成氨装置；一段炉对流段；技改；吹扫；配管；效果
1技改情况
我公司600t/d合成氨装置按照通过技改使产能增加30%的要求，于2011年9—11月大修期间对一段炉对流段盘管全部进行了更换，将原有6组旧盘管全部拆除更新，并新增了1组烟气废热锅炉盘管，即技改后一段炉对流段总共为7组盘管，且对流段盘管的位置也发生了相应的变化：原来第一组盘管与第二组盘管位置进行了对调，技改后第一组为混合原料气预热盘管，第二组为空气/蒸汽预热盘管；对流段的低温段是新增的1组烟气废热锅炉盘管（第五组）；高压蒸汽过热盘管由技改前的1组盘管改为现在的热端盘管和冷端盘管，由一段U型管段将其连接成一组盘管。技改后一段炉对流段盘管布置示意见图1 。
图1技改后一段炉对流段盘管布置示意图
在一段炉对流段施工期间，工程技术人员对高压蒸汽过热器（102－E）的吹扫方案进行了反复讨论和修改，并对新增烟气废热锅炉系统配管方案进行了深入细致地研究，最终优化方案在技改中得以顺利实施。
2高压蒸汽过热器吹扫方案的优化
高压蒸汽过热器盘管工作压力为12．3MPa，高压蒸汽经过蒸汽过热器盘管加热到510ħ后作为合成气压缩机透平（103－JT）的工作蒸汽，富余高压蒸汽（12．3MPa）通过减压站进入4．0MPa 中压蒸汽管网。由于103－JT透平对蒸汽品质要求高，在新盘管与老管线最后组对焊接之前须对蒸汽过热盘管进行蒸汽吹扫，以清除管道内及盘管中的焊渣、铁锈、灰尘等外来杂物，防止损坏透平、阀门和堵塞管道、导淋，保证高压蒸汽透平的安全运行。
2．1优化前的吹扫方案
2．1．1吹扫方案及流程
最初制定的吹扫方案是按照高压蒸汽正常流程，通过辅锅产30t/h的蒸汽来对蒸汽过热器及管线进行吹扫：吹扫前，按照正常的开车程序开快装锅炉（快锅）建立中压蒸汽管网，再开辅助锅炉（辅锅）建立高压蒸汽管网，将辅锅产出的蒸汽压力提高到4．0MPa，即可对过热器进行吹扫；但由于国产化装置在汽包的出口没有设置截断阀，而当时过热器进口管线又已焊接完成，以过热器出口管线作为蒸汽吹出口不能达到辅锅蒸汽升压的目的，须在过热器盘管出口处增加1只临时截断阀和1只放空阀，一方面用来控制汽包压力，另一方面通过交替开关此两阀门来达到吹扫盘管及管线的目的。最初制定的吹扫流程及临时配管（虚线部分）见图2。
图2最初制定的吹扫方案示意图
2．1．2吹扫过程
第一阶段：在临时管线配管完工后，点辅锅，汽包开始升压，关闭新配临时截断阀，汽包压力按升压曲线上升，通过调节新配临时4ᵡ放空阀将汽包压力逐步升至4．0MPa，汽包压力通过PI－36指示监测，汽包产汽量通过FI－33指示监测。
第二阶段：汽包升压达到4．0MPa后，现场人员通过对讲机同总控室联系，逐步开大盘管出口临时截断阀，关小临时4ᵡ放空阀，开始对盘管进行吹扫；在现场开大截断阀的同时，总控室监控汽包的流量FI－33，当总控室监控到汽包的压力PI－36指示下降到3．0MPa时，通知现场关小放空阀，待汽包压力回升到4．0MPa时，再次开大新配的截断阀进行吹扫。经过几次反复吹扫后，完成吹扫工作。
2．1．3存在的问题
编制出吹扫方案后，通过讨论发现，该方案最大的问题是：在盘管的吹出口通过开、关临时截断阀来控制汽包压力PI－36，蒸汽排放量的大小会直接影响汽包的压力，即汽包的压力会随着吹扫的进程在3 4MPa范围内反复波动，而汽包的反复升压、降压可能会使汽包内件出现损坏的现象，且操作人员在吹出口附近操作噪音巨大、条件恶劣、不安全；同时，汽包压力的反复波动会使通过盘管的蒸汽流量偏小而且流速过低，不能达到20 m/s的吹扫流速的要求。
2．2优化后的吹扫方案
2．2．1吹扫方案及流程
面对最初制定的方案存在的问题，我们开始转变思维方式：现实的状况是蒸汽过热器的进、出口都处于敞口状态，既然吹扫时使用的蒸汽是4．0MPa，正常吹扫流程是否可以改为反向吹扫？有没有反向吹扫的可行性呢？
通过仔细分析我们认为，将正常的吹扫流程改为反向吹扫是完全可行的，只要将过热器盘管出口同老管线焊接完工，蒸汽过热器盘管进口预留出临时蒸汽吹出口就构成了盘管吹扫管线。
反向吹扫的初步方案制定后，再通过计算得知，只要吹扫蒸汽的总量达到30t/h，吹扫蒸汽在盘管内流速就能达到20m/s。而要满足吹扫蒸汽总量为30t/h的要求，可以采取如下方案：开快锅产20t/h的蒸汽建立中压蒸汽管网，再通过界外中压蒸汽管网补充10t/h的蒸汽，吹扫蒸汽量的大小由减压站的截断阀（PV－26A/B）控制。优化后的吹扫流程见图3。
图3优化后的蒸汽反向吹扫流程
2．2．2
吹扫过程
第一阶段：点快锅，建立中压管网，压力通过PV －14控制；关闭PV －26A /B 前、后截断阀，关闭HV －28前、后截断阀。第二阶段：中压蒸汽管网升压达到4．0MPa 后，全开减压站PV －26B （低压侧）及后截断阀，现场人员通过对讲机同总控室联系，逐步开大PV －26B （高压侧）的前截断阀，开始对高压蒸汽过热器盘管进行吹扫，在现场开大截断阀的同时，总控调节好管网压力PIC －14，现场人员同时维持好快锅的液位，并同总调联系接收外管网4．0MPa 约10t /h 的蒸汽；经过反复
吹扫后关闭减压站截断阀，拆下靶板（配管时在吹出口管道上预留靶板插孔）观察，连续2次靶板上冲击的最大斑痕粒径为0．2 0．5mm 且肉眼可见的斑痕不多于5点，即可认为吹扫合格。2．2．3
优化后的吹扫方案的亮点
（1）优化后的吹扫方案充分利用了现有的阀门及管线，仅仅是高压蒸汽过热器预留吹出口发
生变化就能很好地完成蒸汽过热盘管的吹扫工
作，同时省去了安装临时吹扫截断阀的步骤，减少了完成吹扫工作后还要拆除临时截断阀的麻烦。
擦鞋巾配方（2）优化后的吹扫方案通过减压站的截断阀来控制吹扫蒸汽量的大小，而减压站的截断阀与蒸汽吹出口的直线距离约30m ，操作人员可以在远离蒸汽吹扫口的地方控制阀门，操作环境好，安全也得到了保障。3烟气废热锅炉系统配管的优化
3．1
优化前烟气废热锅炉系统流程
一段炉对流段技改后增加了1组烟气废锅盘
管，主要用于回收一段炉对流段烟气的热量来产
生中压蒸汽，与原有的工艺冷凝液汽提塔（150－E ）共同组成1个新的中压蒸汽汽提系统（见图4，虚线内为新增部分）。在这个系统中新增的设备有烟气废热锅炉盘管（对流段第五组盘管）、工艺冷凝液换热器（188－C A ）、中压锅炉循环泵（132－J /J A ）、中压蒸汽分离器（101－F B ）
。
图4新增烟气废热锅炉后形成的中压蒸汽汽提系统工艺流程
低变气分离器（102－F ）中分离下来的工艺
冷凝液经工艺冷凝液泵（121－J ）加压后送往工艺冷凝液汽提塔（150－E ），汽提后的冷凝液一部分送到冷凝液冷却器（174－C ），另一部分经中压
蒸汽分离器（101－F B）进入工艺冷凝液换热器
（188－C
A ），经中压锅炉循环泵（132－J/J
A
）加压
后送往一段炉对流段第五组烟气废热锅炉回收烟气废热，加热后的流体进入中压蒸汽分离器（101－F
B
塑料水嘴）
进行汽水分离，蒸汽返回汽提塔（150－E），分离后的工艺冷凝液与汽提塔来的工艺冷凝液一起送到132－J/J A和烟气废锅进行循环。开车补充的锅炉水可由快锅给水泵（2004－J）或高压锅炉给水泵（104－J A）供给。
3．2烟气废热锅炉系统存在的问题
由于设计单位对烟气废热锅炉系统的设计滞后，在对流段盘管开始施工后才接到技改的流程图，通过读流程图我们发现系统设计存在以下问题：
（1）中压锅炉循环泵的出口没有流量计，不能对其流量进行监控；
（2）中压蒸汽分离器（101－F
B
）出口没有流量计，使得烟气废热锅炉的产汽量无法计量；
（3）原设计中，若整个烟气废热锅炉系统循环泵全部跳停后，对于如何避免废热锅炉盘管干烧和与一段炉对流段相关联部分如何停车处理的问题，没有一个事故处理原则和操作指南。而烟气废热锅炉系统循环泵全部跳停可能带来的结果是：如果2台循环泵全部跳车，要么废热锅炉盘管出现干烧，但
干烧后盘管不能再次进水，否则会出现爆管；如果不干烧的话，就只能将整个合成氨系统包括辅锅都停车，而如果因2台循环泵跳车造成整个合成氨系统跳车的话，这个损失就太大了，也不值得。
3．3烟气废热锅炉系统配管的优化
3．3．1中压锅炉循环泵出口流量监控问题的解决
对于中压锅炉循环泵的出口没有流量计的问题，我们及时同设计单位沟通，赶在管道配管施工之前要求设计单位在中压锅炉循环泵出口增加流量计（FI－19A）（见图5，虚线内为优化配管部分，下同），实现了对中压锅炉循环泵出口流量的监控。
3．3．2烟气废热锅炉产汽量无法计量问题的解决
对于101－F B出口没有设置流量计的问题，通过现场实际查看接口位置，认为可以通过改变101－F
B
出口配管的位置（见图5）来弥补这个设计缺陷：将101－F B出口管改配在已有流量计
图5优化后的烟气废热锅炉系统工艺流程
三胺装置尿洗塔换热器蒸汽回收利用方案
三聚氰胺厂熊国
1现状
三胺第四、五套装置目前尿洗塔（E201）内冷器以及液尿冷却器（C201）产生的0．12 0．2MPa 蒸汽分别进入空冷器（C203/C202）进行冷却，冷却后的冷凝液分别回到E201内冷器和C201内循环使用，产生的蒸汽没有被利用，在目前能源十分紧缺的情况下显得非常浪费。
2尿洗塔换热器蒸汽回收利用方案
2．1整体方案
氨系统为常温液氨（正常情况下的量为375kg/h，开停车或装置处理时可达到1200kg/h），通过1个蒸汽加热器（C1101）使液氨变为135ħ的气氨供装置使用，蒸汽加热器使用的是0．4 MPa的低压蒸汽，此低压蒸汽由4．0MPa蒸汽减压至2．2MPa再减压至0．4MPa产生。
空调热交换器经过分析我们认为，可以在原氨蒸发器（C1101）前增加1个加热器，利用E201内冷器和C201产生的蒸汽对常温下的液氨进行预热，从而达到对尿洗塔换热器和C201产生的蒸汽进行回收利用、减少4．0MPa蒸汽使用的目的
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
。焊接卡盘
（FI－19）的前面，当不需要通过中压蒸汽管网补充蒸汽进150－E系统时，用FI－19流量计就可对101－F B出口流量进行监控；如果需要通过中压蒸汽管网补充蒸汽进150－E系统时，通过观察FI－19的流量变化值就能监控到补充的蒸汽量。通过优化配管方案，可少安装1台流量计，利用原有的流量计（FI－19）就能对烟气废热锅炉的产汽量进行监控。
3．3．3因循环泵跳车造成全系统停车问题的解决
牙疳药针对2台循环泵都出现故障可能造成全系统停车的问题，我们认为问题的关键是要解决废热锅炉盘管补水的问题。但由于烟气废热锅炉的盘管比150－E塔体高10m左右，2台循环泵（132－J/J
A
）跳车后，150－E需维持正常液位，此时不能通过原设计在泵进口的补水管线给盘管补水，原设计中循环泵进口补水管线是为了解决废热锅炉盘管系统开车的问题，跳车后的补水问题在设计中没有考虑。
通过分析后我们认为，既然是补水，为什么不可以在2台循环泵停止后直接对盘管补水呢？于是考虑对原配管方案进行如下优化：在原有的补水（来自2004－J）管线上增加1根补水管线（见图5），补水口设置在循环泵的出口管线上，若出现2台循环泵同时因故障跳停，操作工可关闭泵（132－J/J
A
）出口的截断阀，通过新增的补水管线直接向烟气废热锅炉盘管补水（经测算，管线的补充水量能够达到13t/h）。增加了该管线后，即便是2台循环泵跳车，也可以通过补水来维持进入盘管的水量，使整个合成氨系统能够正常生产，不会因为循环泵跳车造成全系统停车。
通过对烟气废热锅炉系统配管进行优化，对该系统设计时存在的缺陷进行了弥补，对新增烟气废热锅炉系统与一段炉对流段的关系进行了梳理，并制定出了新的开、停车方案：若合成氨系统开车，当辅锅点火时，烟气废热锅炉/150－E系统便开始投入运行；若合成氨系统停车，当辅锅停车后，对流段烟气温度下降到150ħ以下时，废热锅炉系统停车。
4结束语
虽然600t/d合成氨装置一段炉对流段技改过程中遇到不少困难，但通过我们的不懈努力，通过对工艺方案的反复讨论、修改，解决了一段炉对流段技改中存在的一些实际问题，使优化后的方案得到了顺利落实与实施。（收稿日期2012－02－14）
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