隨著化肥企業利潤空間的急劇縮小及環保壓力凸顯,各個企業都把節能減排提到了重要的議事日程。在這種背景下,造氣爐入爐蒸汽流量遞減控制技術又重新受到各廠家的關注。
造氣爐入爐蒸汽流量遞減裝置(簡稱蒸汽遞減裝置),是廣大造氣工藝專家悉心關切并研究的一個課題,雖然大家都很清楚蒸汽遞減技術有很多優點,但由于前些年造氣操作水平的局限性及執行機構的穩定性無法滿足其正常運行,導致多年來大家對蒸汽遞減只能是望而興嘆。
蒸汽遞減即入爐蒸汽的流量隨著爐內溫度而變化。當吹風完成進入上吹階段后,爐內反應層溫度最高,這時上吹蒸汽流量應控制最大,隨著進入上吹階段時間的延續,爐溫逐漸降低,蒸汽的流量也應隨之減少。上吹完成進入下吹階段后,隨著反應層的下移下部溫度最高,這時下吹蒸汽流量應控制最大,隨著下吹階段時間的延續,爐溫逐漸降低,蒸汽的流量也應隨之減少。在制氣階段的后期爐溫會逐漸降低,如果蒸汽流量保持不變,不僅會浪費蒸汽,還會使爐溫大幅降低,而且帶來一系列的損失。因此,造氣爐入爐蒸汽遞減節能技術改造勢在必行。
目前,行業上蒸汽遞減裝置的執行機構一般分為三種:①電動調節閥,②氣動調節閥,③液壓調節閥。電動調節閥由電動執行器來驅動閥門工作的,因造氣現場溫度高、環境差,同時個別廠家現場要求防爆,故常規電動調節閥無法滿足現場要求而正常工作。氣動調節閥是用氣動執行機構驅動蝶閥,因閥門開啟度與流量不呈線性,且調節效果欠佳、故障率偏高且工程造價較高,故在使用上處于劣勢。普通液壓調節閥是用電磁換向閥驅動油壓缸帶動閘閥工作的,雖然能滿足在造氣惡劣的環境下運行,但普遍不能定位控制,只能進行全開和全關式操作,也只能針對上吹或下吹的單一階段進行粗放式調節,無法保證每個相同階段流量曲線一致,只是一種名義上的遞減,實際使用中無明顯的節能效果。
在總結上述各種蒸汽遞減裝置應用現狀的基礎上,我公司開發出了一種新型液壓蒸汽遞減優化控制裝置——定位式油壓調節閥,能夠根據上下吹時間及手動截止閥開啟度同時對上吹和下吹兩個階段入爐蒸汽流量進行有效遞減控制。
該裝置由油壓控制回路、液壓閘閥及調節控制器三部分組成。液壓控制回路流量調節準確,復位動作快捷,運行安全可靠;液壓閘閥開啟度與流量曲線基本呈線性,且造價較低;調節控制器與造氣微機相連接,可實現控制階段的同步,同時控制器在上、下吹階段分別給電磁換向閥發出根據造氣爐工藝設定的控制信號,控制閥門開啟度,對蒸汽液壓閥門進行漸關式定位控制。
蒸汽遞減裝置設有低限開啟度保護值,在設計時采取了多種措施來確保運行安全,無論在任何狀態下,都能保證造氣爐工藝運行的可靠性,滿足造氣爐工藝方面的安全要求,同時液壓控制回路設計及液壓元件均能適合頻繁動作和環境惡劣的場合。
造氣爐入爐蒸汽遞減裝置正常投運后,可產生如下經濟效益:
1、同等工況條件下生產每萬立方半水煤氣節約蒸汽約300-600公斤(噸合成氨節約蒸汽約100-200公斤);
2、同等工況條件下可提高了蒸汽分解率,降低了水煤氣中的水蒸氣含量,通過洗器塔洗滌過程產生的廢水也相應減少,從而降低了造氣污水的產生(排放)量,減輕環保壓力;
3、減小造氣爐內氣化層溫度的波動范圍,有利于爐況的調整,穩定爐況,降低消耗;
4、入爐蒸汽流量控制合適后,可使氣化層溫度及上、下行溫度相對穩定,減少熱量損失,降低煤耗;
5、同等工況條件下可減少吹風時間1~3秒,相對增加了制氣時間,提高單爐產氣量,提高噸煤產氣量,減少了熱量損失。
6、提高蒸汽的分解率,提高水煤氣的氣體質量,提高合成氨產量,降低電耗,降低噸氨煤耗,裝置投運正常后噸氨耗煤可下降20-50公斤。