原创《煤制甲醇装置蒸汽运行问题》：本论文为免费优秀的关于甲醇论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要：对某煤制甲醇装置工艺和蒸汽系统进行了概述,通过对影响蒸汽平衡因素进行分析,找出影响蒸汽平衡的原因,提出了调节蒸汽平衡调节方法,达到了优化蒸汽管网系统,稳定生产和节约能源的目的.
关键词：煤制甲醇；蒸汽系统；节能
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.085
1 概述
在煤制甲醇装置中,煤炭既是燃料,也是原料.一方面作为锅炉的动力煤,生产出新蒸汽.另一方面作为原料,经过气化产生供应甲醇合成的煤气,同时副产出一部分蒸汽.蒸汽通过热力管网输送到各个用户,而管网由于压力和温度的不同,又分为几个压力等级,蒸汽用户遍布厂区各个角落.蒸汽系统是现代煤化工,企业能源转化和传输的主要方式之一.一个蒸汽系统,既要充分分析影响蒸汽平衡因素,同时考虑产气装置、蒸汽用户以及输送管线的性能.既要实现在冬季与夏季不同季节平衡,也要实现不同工艺操作工况下的平衡,还要考虑化工装置不同步开停车等工况.通过对影响蒸汽平衡因素进行分析,有助于增加蒸汽调节方法,减少能源消耗,也有利于整个系统运行的安全和可靠.
2 工艺路线与蒸汽系统介绍
某煤制甲醇装置采用3×160t/h循环流化床锅炉生产出新蒸汽,驱动空分装置分离空气制的氧气,以煤为原料,采用多元料浆气化工艺制备粗合成气,粗合成气经一段耐硫宽温变换、低温甲醇洗脱硫/脱碳,经压缩后至气冷合成塔、绝热-管壳外冷式合成塔合成粗甲醇,粗甲醇经三塔精馏得到精甲醇产品.
系统主要的产汽装置：3×160t/h循环流化床锅炉产出9.8Mpa新蒸汽,水煤浆气化反应的余热通过水煤气带至变换,加上变换的反应热,每小时产出26t2.5MPa饱和蒸汽和151 t0.5Mpa饱和蒸汽,另外将62t饱和蒸汽加热为390℃过热蒸汽.甲醇合成反应热每小时产生86.5t蒸汽.蒸汽主要消耗装置：空分两套空压机组消耗9.8Mpa蒸汽2×119t/h,氨压缩机与合成压缩机分别消耗18 t/h 和35 t/h蒸汽, 有27 t/h饱和和23 t/h过热2.5Mpa蒸汽给循环流化床锅炉给水加热.锅炉除氧器甲醇精馏消耗126 t/h蒸汽,其他装置总共消耗约30 t/h 0.5Mpa蒸汽.
3 蒸汽运行存在问题原因分析
3.1 蒸汽系统波动较大
波动主要发生在2.5Mpa和0.5Mpa管网上,而9.8Mpa管网较为稳定,这主要是因为9.8Mpa蒸汽用户较为单一,而2.5Mpa和0.5Mpa蒸汽产汽用汽设备较为繁多.（1）煤质变化.多元料浆气化工艺制备的粗合成气含有大量的水蒸汽,这些水蒸汽作为携带气化反应热量的重要载体,一方面参与变化反应,另一方面在变换废热锅炉中冷凝,释放大量的热量,生产出蒸汽.在其他条件不变的情况下,气化炉热负荷的变化,会引起粗合成气带走热量的变化,从而影响变换富产蒸汽的变化.（2）工艺条件引起的波动.因为水蒸汽作为携带气化反应热量的重要载体,所以维持气化带出水蒸汽的流量对保持副产蒸汽产量稳定十分重要,在工艺参数上表现在维持碳洗塔出口工艺气温度稳定.（3）蒸汽使用不稳定原因有：①空分纯化系统周期性用气,由于两套空分纯化系统每隔4小时,要对纯化系统分子筛进行90分钟加热,每次大约消耗10t蒸汽,这样一天要出现24次波动.②环境温度的变化,在北方地区,尤其是冬天,气温变换较大,蒸汽管网热损失变化较大,另外,在冬季,采暖和伴热随着气温进行调节导致管网波动较大.③工艺条件出现波动,需要进行一些蒸汽用量方面的调节,从而导致管网的波动.解决蒸汽使用不稳定的问题,主要要摸清规律,提前调节产汽量,避免蒸汽管网出现大幅度的波动,其次对蒸汽使用进行有序管理,严禁随意大量调节蒸汽.
3.2 夏季工况下出现蒸汽放空情况
在夏季工况下,在实际运行中,原煤中的灰分较设计值偏高,是导致产汽量的大幅度增加的主要原因.随着原料煤中灰分含量增加,灰渣融化吸收的热量增加,为了满足灰渣融化所需的热量,保证气化炉顺利排渣和维持气化炉的热量平衡,需要完全燃烧更多的碳原子,所以导致气化反应放出更多的热量.
3.3 2.5Mpa压力控制较低
在装置原始开车时期,合成使用其工艺专利商指定的催化剂,催化剂使用初期,温度控制较高,合成汽包压力相应控制较高,副产蒸汽能够正常输送到中压蒸汽管网.后来更换国产催化剂后,按照催化剂使用要求,催化剂使用初期,为降低甲醇合成塔的反应温度,甲醇合成汽包压力只能控制在2.2Mpa,为保证副产蒸汽正常输送到中压蒸汽管网,中压蒸汽管网压力只能从2.3Mpa降到2.1Mpa来进行控制,汽包压力只能随着催化剂使用时间逐步提高,蒸汽管网压力再随之逐步提高.
3.4 2.5Mpa过热蒸汽温度出现突降状况
正常运行工况下,2.5Mpa过热蒸汽是由2.5Mpa饱和蒸汽经变换过热器升温供给的,主要用户有氨压缩机与合成压缩机机组,以及锅炉装置的除氧器,蒸汽是从变换流向锅炉供给锅炉除氧器的.但如果工艺突然减负荷或者停车,造成的系统副产蒸汽突然不足,需要锅炉加负荷供应,这时蒸汽流向发生转变,在蒸汽流向转变的某个时间内,蒸汽从锅炉向工艺装置流量极小或者停止流动,如果这个时间过长,加之锅炉到工艺装置距离较远,造成 2.5Mpa过热蒸汽温度过低,甚至冷凝.工艺装置开始需要大量锅炉供给的蒸汽时,这部分温度过低的蒸汽流入工艺装置用户,过低的温度严重威胁氨压缩机与合成压缩机机组的稳定运行.所以在具有双向流动的管网平衡中,须要保持蒸汽不停流动,避免出现机组汽轮机入口温度突降的情况.
参考文献：
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甲醇论文参考资料：
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