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蒸汽沿转化流程被冷却成蒸汽冷凝液在气液分离器后排出。
当温度升至一定温度时,将外送蒸汽改为废热锅炉汽包自产蒸汽升温。
锅炉给水是来自除氧站除氧器,经锅炉给水泵A、B(一开一备)送至锅炉给水预热器壳程,和转化气换热后出口温度~200℃,一路送至废热锅炉汽包与转化气换热产生约22.T/h的~2.8MPa蒸汽(另一路送至合成汽包),经调节阀调节供转化系统自用,多产部分经减温减压装置送至低压蒸汽外管。
转化炉夹套冷却水采用循环水,循环水来自入转化界区的循环水管线,通过转化炉夹套回水管线上的调节阀调节夹套回水温度。
紧急情况下(停电)采用消防水作为应急水来保护转化炉夹套。
氧气烧嘴夹套保护采用脱盐水,脱盐水来自电厂,从脱盐水管线进入除氧站的脱盐水槽,再由烧嘴保护泵A、B(一开一备)送至烧嘴夹套层内,回水进入除氧站除氧器。
紧急情况下(停电)采用消防水作为应急水来保护转化炉烧嘴夹套,另外也采用通蒸汽保护转化炉烧嘴。
转化气液分离器后的冷凝液和转化加热器壳程的蒸汽冷凝液两路汇合后进入工艺冷凝液外管,最后进入循环水空分吸水池。
四、主要工艺操作指标
项目
序号
仪表位号
检测或控制点
介质
现场
DCS
指标
正常值
报警值
液位
1
LICSA-60601LISA-60602
汽包液位指示调节连锁报警
水
260~530mm
H:
90%
L:
35%
2
LICA-60603
气液分离器液位指示调节报警
冷凝液
1/3~2/3
85%
15%
压力
3
PI-60602
转化出口转化气压力指示
转化气
≤2.05Mpa
4
PISA-60603
转化进口氧气压力指示联锁报警
氧气
~2.5Mpa
5
PIA-60606/PIA-60607
汽包操作压力指示报警
水蒸汽
~2.9Mpa
温度
6
TICA-60605
预热炉出口温度指示调节报警
焦炉气
~560℃
7
TI-60606~8
转化炉操作温度指示
焦炉气、蒸汽、氧气
~1050℃
8
TI-60609
转化炉夹套操作温度指示
循环水
~40℃
9
TRC-60611
转化炉出口转化气温度记录调节
≤980℃
10
TIC-60613
废热锅炉出口温度指示调节
≤580℃
11
TI-60614
焦炉气预热器出口温度指示
~370℃
12
TI-60615
焦炉气初预热器出口温度指示
~270℃
13
TI-60616
锅炉给水预热器出口温度指示
~160℃
14
TI-60617
TI-60633
预热炉出口焦炉气温度指示
15
TI-60618
水冷器入口温度指示
~80℃
16
TI-60619
水冷器出口转化气温度指示
17
TI-60620
转化工序出口转化气温度指示
18
TIC-60631
转化炉夹套水出口温度指示
~42℃
19
TI-60632
常温氧化锌脱硫槽操作温度
流量
20
FFRCSA-60601
进转化氧气流量记录控制
~5000Nm3/h
21
FI-60610
废锅出口蒸汽流量指示
蒸汽
~22000Kg/h
22
FR-60612
焦炉气流量指示
~26000Nm3/h
分析
23
甲烷含量
≤1.8%
24
转化气硫含量
≤0.1ppm
25
氧气纯度
≥99.6%
五、正常操作要点
1、升温前先给废热锅炉汽包上水,开转化炉夹套冷却水上水、回水。
2、转化炉N2升温过程中热点达260℃时将氧气喷嘴内加保护蒸汽,点火时就开泵,向喷嘴夹套内加冷却用脱盐水(由烧嘴保护泵供)。
3、转化炉配H2前提条件:
预热炉出口温度达660℃以上,转化炉热点达550℃以上,转化出口温度到达420℃,氧气蒸汽达270℃以上,焦炉气流量10000Nm3/h,总硫≤0.1PPm,精脱硫ZnO出口压力高于转化系统压力0.2MPa时,转化炉才具备配H2,配H2后转化炉温度不降或升高应马上配氧气,配氧标准按1000m3焦炉气加200m3氧气。
4、转化炉操作温度以一灵敏度高的点TI-60608,挂上联锁,温度定在1000-1050-1100℃,超温后减少配氧量,减转化炉焦炉气量,降负荷并控制预热炉出口焦炉气温度。
5、转化炉超温,若因氧气突增造成,应逐开氧气放空,减少转化炉的氧气配入量。
6、全厂停电、焦炉气与蒸汽中断,停空气、停仪表空气,废锅干锅或断仪表空气均按紧急停车处理。
7、预热炉的点火操作
(1)用燃料气置换燃料气管线,分析O2<0.5%为合格(无N2时也可直接用燃料气置换),并排放燃料气管线积水。
置换炉膛,打开预热炉烟道蝶阀,开大燃烧器箱风门,形成自然通风,分析炉膛内(CO+H2)≤0.5%为合格。
(2)点火。
点火时应首先关小风门,而后将点火器从点火孔或看火孔插入,点燃长明灯;
也可将长明灯卸下,点燃后安装就位。
(3)确定长明灯燃烧正常稳定后,缓慢打开主喷嘴燃料气进口阀,引燃主烧嘴。
(4)如点火失败,应立即关闭燃料气阀,查找原因,重新置换炉膛,合格后再进行点火。
A.在连续二次点火不能建立火焰时,要分析原因,排除故障方可继续进行点火操作,连续无效的燃烧器点火,会导致在燃烧通道某一处产生爆炸混合物。
B.如果炉内的有其它燃烧器正常着火运行,则可直接点。
8、转化炉操作正常调节
(1)、严格控制转化炉出口CH4≤1.8%,影响转化炉出口甲烷含量的因素很多,主要根据下列反应方程式:
CH4+H2O=CO+3H2-Q
CH4+CO2=2CO+2H2-Q
A、应控制好温度
上式反应是一个吸热反应,提高温度有利于反应向右进行,控制好水碳比、控制好转化炉入口温度及床层温度是关键。
B、控制水汽比
从反应式可知,增加水蒸汽有利于生成CO+H2,故水汽比不宜过低,生产时严格控制水气比,水气比过低蒸汽量少易造成结碳现象,出口CH4偏高或偏低则造成浪费。
C、控制蒸汽质量
蒸汽质量不好易使触煤层表面结盐,影响触煤之活性,并增大系统之阻力,降低设备生产能力,故必须做到定时分析,要求废锅定时排放污水,确保蒸汽质量合格。
D、原料气中硫含量高,会使触煤中毒失去活性,故应注意原料脱硫气中硫含量≤0.1PPm。
E、严格控制蒸汽压力高于氧气压力高于焦炉气压力约0.2MPa,防止焦炉气混入氧气管道形成爆炸性气体。
(2)转化炉温度的调节
转化炉温度过高会烧坏触煤及衬里,过低会影响CH4的转化率,所以必须控制好转化触煤的床层温度。
A.小范围的变化,以加减蒸汽流量来调节。
B.大幅度的变化,以增减氧气或焦炉煤气流量来调节。
(3)控制好转化炉催化剂床层温度,不能有大的波动,调节焦炉气、氧气、蒸汽时应根据炉温及出口甲烷含量,保证各气量的平衡。
加减负荷必须平稳,不得突增突减,如减负荷按下列次序进行:
加负荷:
先加蒸汽,再加焦炉气、燃料气,最后加氧气。
减负荷:
先减氧气,再减燃料气、焦炉气,最后减蒸汽。
(4)时刻监控好各点的压力、温度、流量等,发现偏差及异常,及时分析、调节,并给有关岗位联系,是仪表问题及时联系检查、维修,注意各指标之间的关联性,按次序与程序控制调节。
A、控制好废锅汽包液位及蒸汽压力,杜绝断水,做好定期排污工作。
B、按要求检查排放燃料气混合器的导淋阀,防止燃料气带水。
C、调节好汽液分离器的液位及转化气加热器的温度,防止冷凝液进入氧化锌脱硫槽。
六、开、停车步骤
1、开车前的准备工作
(1)各设备、管线已试压、试漏且置换均已合格.
(2)各触煤均处于还原状态。
(3)各种水、电、气、汽、消防器材及安全防护用品等均具备开车要求。
(4)通知仪表检查各仪表是否齐全准确、灵敏、各阀门开关是否好用。
(5)检查本岗位所有阀门应处于关闭状态。
(6)精脱硫工序出口焦炉气总硫<0.1ppm
(7)汽包建立正常液位。
2、正常开车
(1)转化炉的升温
A、升温流程
N2气(蒸汽)—焦炉气预热器(壳程)-预热炉-转化炉-废热锅炉-焦炉气预热器(管程)-焦炉气初预热器-锅炉给水预热器-脱盐水预热器-第二水冷器-水冷器-气液分离器-转化气加热器-氧化锌脱硫槽-放空
B、升温曲线(以转化炉TI-60608为准)
温度(℃)
升温速率(℃/h)
升温时间(h)
累计时间(h)
常温-200
30
200
恒
200-400
400
40-650
60
27
650
转化投料
C、操作
1)、联系调度送N2按流程向系统充压0.5MPa
2)、通知转化岗位点燃预热炉按升温曲线触煤进行升温至260℃(热点),转化炉改蒸汽继续升温,同时氧气喷嘴通蒸汽保护,气体在气液分离器后放空。
3)、转化炉改蒸汽升温后,将转化炉触煤层升至650℃以上,便可对转化炉进行投料操作。
(2)正常投料操作
A、点燃预热炉,以5℃/min的速率对炉膛进行升温。
B、当预热炉炉膛温度100℃时,联系调度送中压蒸汽,外来中压蒸汽做为保护蒸汽通入预热炉盘管进行加热,出口导淋排放,待转化炉热点达260℃时切入转化炉进行蒸汽升温,控制预热炉出口温度≤720℃。
C、当转化炉床层温度升至550℃以上时,联系调度让焦炉气压缩机向精脱硫送气,与蒸汽混合经预热炉预热后入转化炉,焦炉气和蒸汽混合加入转化炉的时间不应超过30分钟。
D、联系调度送氧气在入工序大阀前保压2.5MPa,打开氧气放空阀,吹净管道各处冷凝水,排放导淋,打开进氧气管道混合蒸汽阀进行吹扫,打开转化炉氧气截止阀,启动氧气联锁,启动联锁前要进行空投试验,启动后要将报警装置联系仪表投用。
最后打开UIS60601前后阀门,先用UIS60603手动(DN20)逐渐向转化炉配氧,UIS60603全开后,当温度上涨时,开配氢大阀,再开配氧大阀UIS60601,视转化炉床层温度变化情况,逐渐加大氧气及焦炉气量,用入工段氧气自调阀控制加氧量,控制转化炉温升≤5~10℃/min(若新切刚玉砖控制≤2℃/min)
E、联系调度让焦炉气压缩机加焦炉气负荷,一次按500Nm3加量,加量要缓慢,注意两次加量之间要大于5分钟。
F、依转化床层温度的变化情况逐渐加大氧气量进行缓慢提温,注意调节时一定要做到缓慢细心。
G、转化炉投料正常后,逐步把温度提至950℃,水气比调至正常操作(0.9),预热炉出口温度应逐渐降至560±
10℃操作,待温度压力正常后,常温氧化锌脱硫槽出口转化气成份分析合格,可逐步向合成气压缩送气。
注意:
(1)投料过程要严格控制蒸汽压力≥氧气压力≥焦炉气压力;
(2)必须保证进转化炉最低温度650℃(达到焦炉气自燃点)才能向转化炉投料。
(3)焦炉气加入的时间不要太早,以防将精脱硫各槽温度拉下来;
(4)氧气加入时一定要缓慢逐步的加量,以防转化炉超温。
3、氧气操作
A、开车
I、转化炉触煤温度在550℃以上时,联系调度空分送氧气。
II、氧气送至转化工序吹净管道积水,通知调度,由空分逐渐将送氧压力提到2.5MPa。
III、当转化炉混合气、床层均达550℃以上时,具备配氧气条件,打开吹扫蒸汽阀,先打开入转化炉氧气截止阀,起动氧气联锁,打开UIS60603手动配氧,UIS60603全开后,当温度上涨时,开配氢大阀,最后开配氧大阀UIS60601,视转化炉床层温度变化情况,逐渐加大氧气及焦炉气量,用入工段氧气自调阀控制逐渐向转化炉内配氧气,视炉温情况,逐渐开大氧气自调阀。
B、正常调节
转化炉正常后水碳比范围调整,可利用系统中蒸汽、焦炉气加入量调节。
C、停车
(1)接到计划停车时,先按联锁切氧气,再联系调度空分氧气放空。
氧气切气后,关入转化氧气调节阀前后截止阀。
(2)紧急停车时,转化炉切氧气后,关入工序截止阀时,先将放空打开,入转化氧气调节阀关闭,视情况在现场放空,也可联系调度空分放空,之后按实际情况对焦炉气、蒸汽处理。
4、计划临时停车
(1)接到临时停车通知后进行减量,再切氧切焦炉气,系统蒸汽降温。
(2)以5-10℃/min速度将转化炉床层的温度降下来,联系调度按联锁切除氧气,切除焦炉气,关闭氧气入工序阀门,根据停车时间和要求切除焦炉气或蒸汽,停预热炉燃料气。
(3)注意废锅液位,冬季注意防冻工作,各处导淋阀要打开排净积水。
(4)将系统进(氧化锌后)、出(气液分离器后)口大阀关闭,使处于保温保压状态,注意系统不能出现憋压情况。
5、紧急停车
紧急停车时,立即按转化停车联锁切除氧气,由精脱硫切除焦炉气。
(1)现场将入工序氧气大阀关死。
(2)据实际情况,检查并决定是否停预热炉火嘴,系统也可以不保压或单设备保压。
事故状态下应将其它设备与事故设备隔离开,事故设备应卸压后采取相应的措施进行处理。
6、计划长期停车
停车步骤和临时停车一样,只是多了系统的放空卸压N2置换,以及各触煤的降温钝化过程。
转化触煤的钝化、降温:
处于还原状态的催化剂,在停车和检修时,不能让其剧烈降温,也不能直接暴露在大气中,以免剧烈氧化而燃烧,停车前以5-10℃/min的速率降温到700℃,停车时应切断氧气和焦炉气,蒸汽经预热炉后进入转化炉进行降温钝化,降温速率30-50℃/h,当转化床层温度降至200℃时,切除蒸汽,给转化炉配空气进一步氧化,没有空气可自然降温或用N2降温,注意控制温降小于50℃/h,根据温升情况逐渐加大空气比例,当放空气体中氧含量达20%左右时钝化结束。
当触煤温度达200℃时,预热炉熄火,自然降温至常温后交出转化炉进行检修或换触煤,转化触煤钝化反应式如下:
Ni+H2O=NiO+H2+Q
2Ni+O2=2NiO+Q
七、不正常现象及处理
1、全厂停电
停电后立即做紧急停车处理。
(1)按顺序迅速关死下列阀门,氧气切断阀,入焦炉气预热器阀、过滤器出口阀,开氧气烧嘴消防水阀,开转化炉夹套消防水阀,关转化炉夹套循环上水阀,必要时打开转化炉顶夹套放空。
(2)自调仪表分别改为手动。
(3)根据情况把系统各出口阀关死,使系统处于保温保压状态。
2、焦炉气中断
因焦炉气压缩机、精脱硫或其它设备管道发生故障造成不能向转化送气时,先紧急切氧,其它按正常停车处理。
3、停氧气
因空分氧压机或管道发生故障,不能向转化送氧气时,按联锁,关氧气大阀,开氧气放空,转化系统暂时保温低压操作,蒸汽系统按投料前状态处理,长期停氧气时,按正常停车处理。
4、停仪表空气
因仪表空气压缩机或管道故障,处理方法同紧急停车。
5、转化炉超温
原因:
(1)焦炉气突然中断或焦炉气量突然减少
(2)中压蒸汽流量突然减少或中断。
(3)氧气流量突然增大。
(4)转化炉热电偶坏
处理:
(1)若因中断焦炉气或蒸汽造成超温时,应按紧急停车处理。
(2)若因焦炉气减量造成超温时,应适当减少氧气流量。
(3)若因自产蒸汽突然减少造成超温时,应联系动力向系统补充外来蒸汽。
并且适当减少氧气流量。
(4)若因氧气流量突然增大造成超温时,应立即减少氧气量,同时适当增加入转化炉蒸汽量或焦炉煤气量。
(5)联系仪表修复转化炉热电偶,参照其余温度点进行操作。
6、转化炉温度突然下降。
(1)转化炉热电偶坏
(2)蒸汽带水入转化炉
(3)氧气流量减少或中断
(1)联系仪表修复转化炉热电偶,同时稳定各工艺参数,参照其余温度进行操作。
(2)联系降低汽包液位,排放蒸汽导淋,必要时切除自产蒸汽,用外来中压蒸汽维持生产,当水系统恢复正常后再将自产蒸汽并入生产系统。
(3)适当增加氧气流量,若氧气中断,不能送入转化炉时,应作紧急停车处理。
8、废热锅炉干锅
因动力断锅炉给水,或管道破裂,给水泵、废热锅炉、汽包、仪表等故障造成锅炉干锅时应作如下处理:
联系转化作紧急停车处理,立即切除锅炉给水,缓慢地向锅炉加高温蒸汽,并在排污处或在汽包放空处放空,待锅炉温度降至正常后,再给锅炉加水。
9、自产蒸汽带水
仪表失灵或液位控制过高
(1)立即打开锅炉间断排污阀,把液位降至正常,并把给定值调至正常指标。
(2)联系仪表工核对或修理失灵仪表,根据情况可作停车处理。
(3)严重带水时,应联系转化岗位切除自产蒸汽,用外来高压蒸汽供生产使用,同时打开汽包、废锅排污,待汽包液位稳定后,再把自产蒸汽逐步投入生产系统。
八、安全技术规程:
8.1预热炉点火安全操作要点:
8.1.1燃料煤气管线必须置换合格,O2≤0.5%,才能投入点火,必须严格执行。
8.1.2在点火前,必须分析炉膛内可燃物(CO+H2)≤0.5%,才能点火,以防炉膛爆炸。
8.1.3如果一次点火不成功,第二次点火之前,必须重新取样分析,(CO+H2)≤0.5%才能进行第二次点火。
8.1.4点火时应严格遵守先点长明灯,确定长明灯燃烧正常稳定后,再根椐炉温度情况,再打开主火嘴煤气进口阀引燃主火嘴。
切记不可在未点长明灯的情况下先点燃主火嘴。
注意炉膛内及时(最好是点火前)通入传热介质,严禁出现干烧炉膛内盘管的现象。
8.1.5在升温过程中,应随时观察预热炉炉体炉壁内衬及炉管膨胀情况,观察炉壳密封状况和钢结构,有无异常变化,若发现问题及时向车间领导及调度汇报,并做好记录。
8.1.6坚持每小时巡检一次,用红外线测温仪对炉膛壁不同位置进行壁温测量,对测量数据做好记录。
8.2转化炉投氧安全技术要点
8.2.1投氧前转化炉上层温度必须达到自燃点650℃以上,氧气温度达到270℃以上,转化炉床层温度达到550以上。
8.2.2投氧前,氧气送到系统前,必须置换和分析氧气纯度O2≥99.6%
8.2.3投氧前,系统工艺条件必须稳定,低流量,低压力的原则,即系统压力保持在0.8MPa,原料气流量保持在8000~10000Nm3/h.
九、转化系统工艺参数一览表
备注
进转化氧气流量记录控制联锁报警
FI-60602
燃料气流量指示累计
燃料气
FFRC-60604
入焦炉气蒸汽流量记录调节
~14000Kg/h
FR-60605
入氧气蒸汽流量记录
~4000Kg/h
FI-60606
转化出口蒸汽流量指示
5000Kg/h
FI-60608
工艺冷凝液流量指示
冷凝水
FRC-60609
废锅入口锅炉给水流量记录调节
锅炉水
0~25m3/h
2200
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