造气煤气炉的各项消耗占合成氨生产能耗的65%,因此充分回收热量、优化煤气炉的生产工艺、实现煤气炉增产降耗成为氮肥企业技改的重要工作。而采用新技术、新设备则是节能降耗有效途径之一,如造气工段废热锅炉采用热管锅炉回收热量。热管换热器在氮肥行业应用有10年历史,小氮企业早在造气工段使用热管锅炉替代列管式废锅。但无论中氮企业还是小氮企业,大多在新建造气系统采用,而在原有装置上改造则是个课题,既符合原有流程,改动不大,又要尽可能回收煤气中的显热,并提高入炉蒸汽品质。
1 废锅使用现状
1.1 中氮企业造气流程
上行气:煤气炉—→燃烧室—→废热锅炉—→洗气箱—→洗气塔—→气柜。
下行气:煤气炉—→洗气箱—→洗气塔—→气柜。
其特点是:流程复杂,管线长;下行气不经废锅回收热量,直接进洗气箱洗涤降温,既浪费热量,又耗用冷却水;更主要的是该流程沿袭多年的“三高一低”操作法,上行气温度高、带出物多,导致入炉煤耗居高不下。
1.2 火管式列管废锅存在的问题
传统的火管式列管废锅的设计煤气出口温度为200 ℃,工作压力为0.6 MPa,工艺气走管程,水汽走壳程。该废锅在运行中存在如下问题:
(1)传热面积大,热效率随使用时间下降严重,造价相对较高。
(2)管壁温度在露点以下,气体流动有死角,常因温度低出现冷凝水,使H2S和CO2等酸性物质溶于水而引起腐蚀泄漏。
(3)工艺气走管内,因气体中含有大量煤粉,对管壁的冲刷磨损比较....