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2.2技术创新
上升管蒸发器结构为夹套型,中心管路为圆柱形荒煤气通道,管壁夹套为汽水通道,上升管蒸发器整体是合金无缝钢管,无焊缝可避免出现事故时水流入炭化室的情况发生,上升管蒸发器下部设置除盐冷却水进水口和排污口,上部设置汽水出口。
上升管换热器内管壁,经过特殊工艺处理,涂覆有LED保护层作为主要受热面,其内壁采用耐腐蚀和耐高温的材料,解决了上升管内壁耐腐蚀(氧化、还原、H2S酸化等)和耐高温的问题。上升管换热器外壁,采用抗腐蚀和氧化的不锈钢材质,最大程度地适应了焦炉的运行环境。
上升管换热器进水管路采用分组、梯级管径配置,保证了每个上升管换热器进出水量相对平均,一定程度上均衡了上升管进出口荒煤气的温差,并且上升管换热器内壁表面均匀光滑,无死角,不易凝结,从而尽可能地降低了焦油在内壁的凝结。
3方案的制定与实施
焦炉荒煤气余热回收系统在建设开工前,要制定完整、规范的岗位技术操作规程。
按照固定式压力容器使用要求,该系统安装制件完成,在使用前需进行热态调试,使其汽包、上升管蒸发器、管道及受压元件均匀受热,以保证该系统整体性能达到要求,直到转入正常生产。
蒸发器装置及附属汽水管道安装结束后,按规范要求必须通过一次水压试验。其目的是检查系统中热力设备和管路在冷态条件下承压部件是否严密(包括全部焊口和法兰密封面),刚度及强度是否满足设计要求。
饱和蒸汽并入蒸汽管网之前必须进行吹扫,以清除管道的杂质,否则蒸汽运行后,锈皮、焊渣、灰物等杂质的存在将影响蒸汽品质,并随蒸汽被带到各设备,造成阀门堵塞及阀门密封面损坏,影响系统工况正常运行。
为确保岗位职工尽快适应新工艺、新设备的岗位需要,保障荒煤气余热回收系统安全生产、日常操作、设备维护工作的有效开展,要重视焦炉荒煤气余热回收系统岗位人员的培训。
4运行效果
马钢煤焦化公司5号焦炉荒煤气余热回收装置,于2016年7月22日投入运行。运行后,按照预期效果能够连续稳定回收荒煤气显热、稳定产出蒸汽。
具体运行效果如下:
5号焦炉配置:6m顶装焦炉,1×50孔,年产焦46万吨。该装置目前平均产生160℃、0.5MPa饱和蒸汽3.8t/h(约合73kg/t焦)。
直接效益(蒸汽):以年产饱和蒸汽约3.4万吨,公司内部价60元/吨计,年产经济效益204万元,总成本年约4万元,折合直接效益:200万元左右。
工序能耗效益:降低工序能耗约10kg/t焦。
减碳效益:按年产焦46万吨、可产生0.5MPa饱和蒸汽约3.4万吨,折合标煤0.11万吨、减排二氧化碳近0.88万吨。
上升管换热器出口荒煤气温度控制在450℃以上,减缓石墨的形成及其他成分的附积,降低工人劳动强度,提高劳动生产率。
目前,国内正在应用的荒煤气余热回收装置,尚需要在稳定经济运行上进一步优化,坚持有效、安全、可靠的原则,提高换热效率,逐步推广应用到7m乃至7.63m大型焦炉上,解决大型焦炉上升管集结石墨及清扫的难题。
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