隨著化肥企業(yè)利潤空間的急劇縮小及環(huán)保壓力凸顯,各個企業(yè)都把節(jié)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(shù)又重新受到各廠家的關(guān)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(guān)切并研究的一個課題,雖然大家都很清楚蒸汽遞減技術(shù)有很多優(yōu)點,但由于前些年造氣操作水平的局限性及執(zhí)行機構(gòu)的穩(wěn)定性無法滿足其正常運行,導(dǎo)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(nèi)溫度而變化。當(dāng)吹風(fēng)完成進入上吹階段后,爐內(nèi)反應(yīng)層溫度最高,這時上吹蒸汽流量應(yīng)控制最大,隨著進入上吹階段時間的延續(xù),爐溫逐漸降低,蒸汽的流量也應(yīng)隨之減少。上吹完成進入下吹階段后,隨著反應(yīng)層的下移下部溫度最高,這時下吹蒸汽流量應(yīng)控制最大,隨著下吹階段時間的延續(xù),爐溫逐漸降低,蒸汽的流量也應(yīng)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?fàn)t溫大幅降低,而且?guī)硪幌盗械膿p失。因此,造氣爐入爐蒸汽遞減節(jié)能技術(shù)改造勢在必行。
目前,行業(yè)上蒸汽遞減裝置的執(zhí)行機構(gòu)一般分為三種:①電動調(diào)節(jié)閥,②氣動調(diào)節(jié)閥,③液壓調(diào)節(jié)閥。電動調(diào)節(jié)閥由電動執(zhí)行器來驅(qū)動閥門工作的,因造氣現(xiàn)場溫度高、環(huán)境差,同時個別廠家現(xiàn)場要求防爆,故常規(guī)電動調(diào)節(jié)閥無法滿足現(xiàn)場要求而正常工作。氣動調(diào)節(jié)閥是用氣動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動蝶閥,因閥門開啟度與流量不呈線性,且調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥是用電磁換向閥驅(qū)動油壓缸帶動閘閥工作的,雖然能滿足在造氣惡劣的環(huán)境下運行,但普遍不能定位控制,只能進行全開和全關(guān)式操作,也只能針對上吹或下吹的單一階段進行粗放式調(diào)節(jié),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(jié)能效果。
在總結(jié)上述各種蒸汽遞減裝置應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,我公司開發(fā)出了一種新型液壓蒸汽遞減優(yōu)化控制裝置——定位式油壓調(diào)節(jié)閥,能夠根據(jù)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(diào)節(jié)控制器三部分組成。液壓控制回路流量調(diào)節(jié)準(zhǔn)確,復(fù)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(diào)節(jié)控制器與造氣微機相連接,可實現(xiàn)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(fā)出根據(jù)造氣爐工藝設(shè)定的控制信號,控制閥門開啟度,對蒸汽液壓閥門進行漸關(guān)式定位控制。
蒸汽遞減裝置設(shè)有低限開啟度保護值,在設(shè)計時采取了多種措施來確保運行安全,無論在任何狀態(tài)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(shè)計及液壓元件均能適合頻繁動作和環(huán)境惡劣的場合。
造氣爐入爐蒸汽遞減裝置正常投運后,可產(chǎn)生如下經(jīng)濟效益:
1、同等工況條件下生產(chǎn)每萬立方半水煤氣節(jié)約蒸汽約300-600公斤(噸合成氨節(jié)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(chǎn)生的廢水也相應(yīng)減少,從而降低了造氣污水的產(chǎn)生(排放)量,減輕環(huán)保壓力;
3、減小造氣爐內(nèi)氣化層溫度的波動范圍,有利于爐況的調(diào)整,穩(wěn)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(wěn)定,減少熱量損失,降低煤耗;
5、同等工況條件下可減少吹風(fēng)時間1~3秒,相對增加了制氣時間,提高單爐產(chǎn)氣量,提高噸煤產(chǎn)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(zhì)量,提高合成氨產(chǎn)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。