布朗流程合成氨装置一段炉存在问题的研究及对策

布朗流程合成氨装置一段炉存在问题的研究及对策

李强[1]2009年在《布朗流程合成氨一段炉故障原因分析与对策》文中认为布朗流程合成氨以其较低的能耗在化肥工业被广泛采用,其特点是轻度的一段转化、采用燃气透平、深冷净化和采用独特的布朗回路设计,以达到节能的目的。一段炉是整个合成氨的关键设备,其作用主要是产生H_2和驱动后续工段燃气轮机的高压蒸汽。一段炉的平稳运行,对整个合成氨生产系统至关重要。乌石化二化肥布朗流程合成氨一段转化炉能耗一直过高,掺烧瓦斯气以来出现了烧嘴箱外壁超温、天然气烧嘴被烧坏以及过热蒸汽盘管严重变形的故障。本研究对该装置一段炉能耗进行研究,找出一段炉能耗高的真正原因,并提出故障解决方案,同时对实际运行的一段炉工况进行优化,以提高一段炉效率。研究拟分为以下几个部分:第一部分,对设计工况进行物料衡算和能量衡算,找出一段炉进出口产物和入口反应物之间的组成关系,同时校核一段炉设计工况下的物料和能量是否平衡;找出符合设计工况的计算方法,为后续实际工况的能量衡算和物料衡算计算建立统一的基准;同时对比设备设计值,校核设计工况是否有设计缺陷的问题。第二部分,对实际运行的工况进行计算,结合实际工况下出现的故障,对比设计工况和实际工况的变化,找出一段炉能耗高的原因。为一段炉大修提供理论依据和具体方案。第叁部分,根据一段炉故障诊断的原因,提出解决一段炉故障的对策,为一段炉大修改造方案提供指导性意见。第四部分,对一段炉大修后实际运行的工况进行校核,分析一段炉大修后的能耗情况,检验大修效果。最终计算发现:烧嘴超负荷、燃气透平乏气分配不合理、燃料废气的可燃组分低和高压蒸汽产量过大、蒸汽转化反应能耗较高是造成一段炉故障的主要原因。根据故障原因提出了一段炉大修改进方案。大修后,天然气的消耗量显着降低,燃气的效率大幅度提高;烧嘴外壁超温的情况得到有效解决,炉膛烧嘴火焰长度正常,一段炉排烟温度降到175℃,更换的过热过热蒸汽盘管已经平稳运行了叁年。

王勇明[2]2004年在《布朗流程合成氨装置一段炉存在问题的研究及对策》文中研究指明一段炉的作用是将原料气蒸汽转化为含H_2工艺气,对于大型合成氨装置,一段炉投资额占整个装置的30%,而且是影响整个系统是否“安、稳、长、超、优”的关键设备之一,因此,不管是从投资,还是对整个生产过程重要性来说,一段炉的作用都是举足轻重的。 建峰化肥厂合成氨装置设计能力为日产1000吨液氨,采用节能型美国布朗工艺,一段炉为法国FOSTEE WHEELER公司提供的梯台型炉。本文首先介绍了布朗合成氨工艺流程,并重点介绍合成氨装置一段炉的工艺、设备结构特点,也介绍了该厂投产12年来,一段炉曾经出现的各类事故以及事故原因分析、处理措施等。 本文论述了建峰化肥厂一段炉目前的现状及存在的问题,集中表现为一段炉对流段底部温度高并且分布不均、转化管表面温度高及分布不均、一段炉总热效率低、难以适应超负荷运行等;利用相关软件(主要是布朗流程合成氨工艺计算软件),进行了物料、热量等理论计算,在计算的结果基础上,较全面对一段炉存在的问题进行了分析研究,从而得出了以下结论,设计工况与实际工况相差大、从空气压缩机燃气轮机来的乏气进入一段炉辐射段及对流段量分配不合理、一段炉辐射段热损失大、引风机能力不足等是主要原因,针对分析出来的具体原因,提出了相应的解决措施:选用优质高效的材料更换一段炉耐火材料,来降低热损失;在废气管线上增设粉尘过滤器以及定期对一段炉转化管进行刷管来降低转化管表面温度;通过优化工艺操作来四川大学硕士学位论文降低对流段底部温度,选择适宜的一段炉催化剂类型及采用科学装填使转化管表面温度分布均匀;在一段炉过渡段增设导流板使对流段底部温度分布均匀;在一段炉前增设预转化炉可以在安全稳定的情况下提高负荷10%。 在本文的最后,针对一段炉平时运行过程中的正常维护,提出了一些针对性建议。关键词:布朗一段炉问题分析措施

李强, 张述伟, 廖新文, 王斗岩, 仓晓敏[3]2010年在《布朗流程合成氨装置一段转化炉故障原因分析与对策》文中认为某布朗流程合成氨一段转化炉能耗一直过高,掺烧瓦斯气以来出现了烧嘴箱外壁超温、天然气烧嘴被烧坏以及过热蒸汽盘管严重变形的故障。为找出一段炉故障的原因,对一段炉工艺的热负荷进行校核,计算发现:烧嘴超负荷、燃气轮机乏气分配不合理、燃料废气的可燃组分含量低和高压蒸汽产量过大是造成一段炉故障的主要原因。根据故障原因提出了一段炉改进方案。实施后,一段炉高效平稳运行3a。

段少英[4]1999年在《大型天然气制氨装置增产节能改造分析》文中提出对合成氨工艺各种先进节能技术进行了分析,为国内大型天然气制氨装置的改造提供了依据。

参考文献:

[1]. 布朗流程合成氨一段炉故障原因分析与对策[D]. 李强. 大连理工大学. 2009

[2]. 布朗流程合成氨装置一段炉存在问题的研究及对策[D]. 王勇明. 四川大学. 2004

[3]. 布朗流程合成氨装置一段转化炉故障原因分析与对策[J]. 李强, 张述伟, 廖新文, 王斗岩, 仓晓敏. 大氮肥. 2010

[4]. 大型天然气制氨装置增产节能改造分析[J]. 段少英. 石化技术与应用. 1999

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