分离器改造

2024-09-19

分离器改造（共9篇）

分离器改造篇1

内蒙古亿利化学工业有限公司40万吨PVC/a,采用螺杆式冷冻机组(机组型号为LSLG20ZF)为烧碱分厂液氯装置提供冷却用水,以保证整个分厂生产的顺利进行,此机组是烧碱液氯装置的关键设备,它们运行平稳与否,直接关系到氯化氢的产量以有下游装置的运行负荷。3台螺杆式冷冻机组由大连冷冻机股份有限公司(以下简称为大冷)设计并且制造的,3台机组型号为LSL20ZF,电机型号Y100L2-V3K,制冷量1230 kW,制冷剂为R134a。装置建成投产前期,机组进行单机试车时,3台冷冻机的运行负荷分别只能达到50%左右,致使压缩机只能维持低负荷运行,不能为聚合釜提供足够的冷却用水,严重影响装置的生产能力。通过技术攻关对润滑油分离器的结构与尺寸进行了改造和调整,机组再次进行试车时,制冷能力达到了满负荷,确保了聚合单元冷却用水的供应,保证了装置的正常开车和生产。

1 冷冻机组润滑系统概述

大冷公司的螺杆式冷冻机组,由压缩机、电机、冷凝器、蒸发器、泊分离器、储油罐、油冷器、油泵以及现场控制柜等组成。

大冷冷冻机组润滑采用喷油润滑方式,在压缩机工作过程中,通过油泵将润滑油喷射至两螺杆工作部位和需要润滑的部位,对运行部件进行润滑。由于液体润滑油较制冷剂气体热容量大得多,润滑油可以吸收并带走热量,降低压缩机的排气温度,冷却制冷剂蒸汽。在转子间产生油膜防止产生气流短路、降低噪音等。

压缩机采用润滑油后,部分润滑油将随制冷剂进入制冷系统,在各换热器、管道中集聚,或在管壁上形成油膜,影响制冷循环和换热。因此,制冷制气体在进入其它的冷冻系统前必须把混合于其中的润滑油予以分离。为此,在压缩机排气端与冷凝器之间安装有油分离器,其作用是将制冷剂蒸汽中混入的润滑油分离出来,以免过多的润滑油进入冷凝器和系统,阻塞管道和影响换热,同时将分离出来的润滑油及时送回压缩机,避免压缩机失油,以保证压缩机长期、安全可靠的运转。

2 润滑油分离器的工作原理

大冷公司冷冻机油分离系统的油分离器(见图1)主要由混合气进气管、制冷制蒸汽出口、不锈钢丝以及19个组合滤油罩构成。为了有效地进行润滑油分离,设计采用了两级润滑油分离结构。

第一级,由筒体下部分空间、油分器中不锈钢丝网组成。当压缩机排出的高压制冷剂蒸汽进入油分离器后,气体流动方向发生突然改变,容积空间也发生突然改变,在混合气气流上升时,由于空间容积的改变,致使气体流速突然降低、变小,制冷剂蒸汽中夹带的润滑油雾逐渐聚集,加上油滴的重力沉降以及金属丝网的阻挡、过滤,形成大量微油滴,微油滴经过进一步凝结,聚结为体积较大的油滴,累积到一定程度,当油滴的重量大于对气流的上升浮力时,油滴便向下滴落,汇集到油分离器底部,由润滑油流出口流入储油罐中,冷却后,再由油泵输送到需要润滑的各部位。此过程能为分离掉制冷制气体中绝大部分的润滑油。

第二级,主要由分离器筒体上部的19个组合滤油罩组成,通过第一级的分离,小部分残存于制冷剂气体中的润滑油以雾形式随制冷剂蒸汽上升,经过滤油罩,逐渐凝结成小油滴,沿滤油罩边缘流至滤油罩下部隔板,并汇集到筒体内边缘,经管线流至入口过滤器,其回流量由一个针形阀控制。制冷剂蒸汽自气体出口流出,经冷凝器冷却变为液体后,回到储液器。

3 故障原因及分析

冷冻机组安装完成,单机试车调试时,机组只能在满负荷的50%左右运行,制冷能力不能进一步提高,制冷量达不到机组设计值。经过多次调试,情况没有改变。经过分析后,认为3台机组存在童颜的问题,机组的安装、操作调试方面的因素可以排除,通过观察与分析,发现润滑油不能顺利流至储油罐,应与润滑油分离器的结构有关,由于冷冻机油分离器的设计存在缺陷,致使机组只能低负荷运行。

原设计的润滑油分离器构造见图2,它由进气管、防冲板(角钢)、限流盖板、丝网、滤油罩、出气管、筒体等组成。

油分离器构造缺陷分析如下∶

(1)分离器第一级的分离高度(空间)不够,制冷剂蒸汽在第一级空间滞留时间的时间短,润滑油雾不能充分聚集,致使部分润滑油液滴在聚集成足够大油滴(达到重力沉降)前随制冷剂蒸汽进入第二级,造成润滑油第一级分离率太低,加大了第二级润滑油的分离难度,影响了润滑油的分离程度。

(2)分离器制冷剂蒸汽进口的位置与分离器之间的距离太小,自进气管喷出的高速混合气在经防冲板分流后,并带动汇集在罐低润滑油随气流沿筒体壁旋转,同时在气流夹带随之上升,使润滑油的第一级分离恶化,润滑油不能顺利地自润滑油出口流进油冷器中,造成油不能回油,润滑油压力低,影响了冷冻机的高负荷运行。

4 改造措施(图3)

根据以上分析,决定对油分离器的内部结构、分离空间进行重新设计与调整,改造过程如下∶

(1)增大第一级润滑油的分离高度,延长气流滞留时间。将油分离器从中间分割成两节,在中间新增加一段长度为910 mm 的筒节,筒节规格、材质与原筒体相同,使分离高度由700 mm增加到1641 mm。

(2)改变混合气体的进气方式,降低气流对润滑油回油的影响,将原直管(Ф150 mm)进气改为异径三通(Ф200 mm×200 mm×150 mm)两端分流进气,增大进气口与底板间的距离,远离润滑油出口,以减少气流对润滑油回油的影响。

(3)在润滑油回油出口增加防涡旋挡板,防止润滑油流入储油罐时产生气漩,影响回油以及引起机组振动。

(4)在油分器相应位置增加视镜数量,适时观察油的分离状况和气流的流动。

5 注意事项

螺杆式冷冻机的润滑油同制冷剂一起与压缩机的各个运动部件相接触,对冷冻机有着冷却、密封和润滑的作用,因此保持润滑油的清洁至关重要,为了保证改造后油分离器内部的清洁,防止润滑油污染,影响机器的运转,在改造过程中进行了以下安全防护措施∶

(1)为防止筒体切割时内壁粘附润滑油高温燃烧以及切割产生的铁屑、锈渣进入金属丝网中,进行筒体切割时,制冷剂蒸汽出口持续通入0.3 MPa N2进行反吹。

(2)筒体内心增加的部件组对在焊接前用砂轮进行表面除锈,并用湿面团将其表面的锈渣、铁屑粘去。

(3)筒体对接焊缝坡口在修磨前,用橡胶石棉盖板好丝网,周围缝隙用湿面团封堵,防止铁屑进入丝网。

(4)筒体最后一道焊接组对门式钢架结构的柱脚,大多采用平板式接脚,对大吨位吊车必须采用刚性柱脚,柱脚基础混凝土江都等级为C30,锚栓钢号为Q235钢,柱脚地板脚设置抗剪键。钢架的拼接连接采用了直接为M22 mm的10.9级摩擦型高强螺栓,其材质为:螺栓采用20MnTiB,螺母采用15MnVB,垫圈为45号钢[1,2,3,4,5]。连接接触面采用喷砂处理,并要求按规范进行摩擦面抗滑移系数实验。梁的拼接采用端板对接的形式,梁与柱的拼接采用了端板竖放的形式。刚架构件的翼缘和腹板与连接采用全熔透的坡口焊接,且焊缝质量不低于Ⅱ级。

6 结语

对于带有吊车的钢结构厂房,吊车的吨位对于总用钢影响很大,本工程主体结构的用钢量为25 kg/mm2,较以往按《钢结构设计规范》设计用钢量(80～100 kg/mm2)有了明显降低,设有吊车的门式刚架建议主结构(刚架及吊车梁)采用强度较高的Q345号钢,对于大吨位吊车的工业厂房,经济柱距一般为7～9 m。

参考文献

[1]CECS102:2002.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].

[2]GB500-2003.钢结构设计规范[S].

[3]轻型钢结构设计指南编辑委员会.轻型钢结构设计指南(实例与图集)[M].北京:中国建筑工程出版社,2000:25-33.

[4]轻型钢结构设计手册编辑委员会.轻型钢结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1996:105-113.

[5]赵熙元,柴昶.建筑钢结构设计手册(上,下册)[M].北京:冶金工业出版社,1995:245-254.

分离器改造篇2

1.油水分离器是控制排放机舱污水含油量的重要防污染设备，必须严格保证其

运行的可靠性，且本船舶应在距离陆地12海里以外的海域时使用。

2.轮机长和轮机员必须仔细阅读说明书，了解操作、检查和维护注意事项。

3.值班轮机员应按规定检测电气监测系统、三通控制阀、15ppm报警装置，清洗含油探测器，检查监测元件的参数是否正确，避免监测元件失灵，造成不报警或误报警。

4.注意报警系统是否正常，排出污水中含油不超过15ppm，排出速度不超过60

公升/海里。

5.系统每次投入运行前和正常运行后，应该用舷外的清水进行清洗，以保证处理装置的正常工作和达到预期的处理效果。

6.保持各指示灯完好，保持分电箱元件清洁；注意电磁阀动作是否正常；设备紧急停止开头应时刻处于良好状态。

7.污油排放阀每月至少检查一次,以免堵塞。

8.每年或当压力损失超过说明书规定时,应解体检查分离装置，清洁初级和次级分离区，清洗全部滤芯，若有缺陷必须换新，以保持分离质量。

9.监测装置的光源照明要保持完好。

10.检查、监测、保养结果做好记录；未能排除的缺陷，填报《不符合规定情况报告》，及时采取措施纠正。

对分离器改造的探析篇3

一次风分两路进入磨机, 大部分一次风从磨煤机两端的热风箱进入, 通过中空管进入磨煤机的筒体对煤粉进行干燥, 并将磨制好的煤粉再通过绞笼的环形通道送到的分离器中去, 分离器再把不合格的大颗粒煤粉返回筒体内重新粉磨, 合格的细粉被送到锅炉的燃烧器;少量一次风 (即旁路风) 进入混料箱部, 对刚落下来的原煤进行预干燥, 然后其再与磨煤机内的大量一次风混合, 共同完成对煤粉的进一步干燥和输送。

多数电厂在设备投产后因煤炭市场紧张, 无法使用磨机选型时的设计煤种, 一般燃用的是烟煤、无烟煤、贫煤, 还有少数的使用油泥沙等。原煤的质量无法保证并且煤中的杂物较多 (如草绳、塑料袋等) , 所以造成磨煤机分离器经常堵塞, 磨制出的煤粉细度不够, 无法满足锅炉燃烧所需, 造成锅炉不稳定, 炉膛负压和主汽机压力波动大, 飞灰等可燃物较大, 炉渣的含碳量也偏高, 降低了锅炉的效率。磨煤机出力大, 制粉温度低, 负荷较低的时候现场经常投油稳燃。有的电厂甚至还出现过灭火等事故, 给用户的安全生产和经济运行造成严重影响。通过与电厂技术人员的共同分析, 判断为双进双出磨煤机分离器内部堵塞导致。

双进双出磨煤机的分离器是按照磨机出力等运行参数选型配置的。现在多数国内运行电厂配置的双进双出磨煤机一般采用的是雷蒙型重力分离器 (见图1) 。这种分离器的工作原理是:筒体内磨制好的煤粉, 由一次风经输粉管道进入磨煤机上方分离器, 再沿内锥体与外壳之间的环形锥状通道进入调整挡板。通过折向挡板的煤粉分为两路:大颗粒不合格的煤粉落下堆积在内锥体里;合格的煤粉被送到出口管送进炉膛。沉积在内锥体下部的煤粉重量达到一定程度时便会会推开锁气器帘板进入回粉管 (见图2) 通道, 回到筒体内部再次研磨。可以通过改变分离器折向挡板的开合角度调整煤粉通过的阻力, 达到调整煤粉细度的目的。这种分离器具有效率高、煤粉细度调节范围宽、系统阻力小等优点, 但也同时带有局部结构复杂的问题。

电厂车间的工作人员利用停磨检修的机会, 对分离器进行内部检查, 发现原煤中携带了较多杂物进入了磨机, 然后随煤粉被带到了分离器, 由于这些杂物重量较轻无法分离并大量缠绕、堆积在了分离器内锥体下部的锁气器、调节挡板以及回粉管道的锁气器中。有的现场分离器锁气器上的挡板处于长期卡死的状态无法关闭, 致使刚进入分离器的煤粉不通过调节挡板就直接从分离器出口进入炉膛;有的现场分离器回粉管道锁气器挡板已被挂满杂物, 挡板无法关闭锁气器失去了作用;有的现场分离器锁气器上的挡板由于长期处于堵塞关闭状态, 使得内锥上部空间完全积满了煤粉, 根本无法经行煤粉的二次分离。这些便是造成煤粉细度不合格的根本原因。同时, 又因为分离器的这两道锁气器均设在内部, 无法向外延伸至外部, 因此无法在磨煤机运行时对锁气器的工作情况加以查看, 必须定时进行停机清理磨机。由于是直吹式制粉系统, 停磨检修对机组的负荷影响较大, 清理分离器时需要降低负荷, 给运行调整也带来较大影响。

为了改变频繁停磨清理分离器和磨煤机启停投油的状况, 在保证分离器的分离效果的同时, 对分离器的问题进行了反复的技术讨论, 并通过借鉴其他现场的运行经验提出了改进方案。改进方案主要有两点, 一是要将锁气器改造为外置式的, 以便于观察回粉情况和管道清理;二是将分离器的内锥体回粉与分离器输粉管道进行分隔, 避免造成煤粉短路。依据这个思路, 在原有设备的基础上进行了重新设计, 取消了原有结构复杂的内锥体下部的锁气器, 彻底防止了粗颗粒从内锥体下部直接通过分离器出口管, 把锁气器形式改为斜板式锁气器引至分离器外部。 (见图3) 把原来回粉管道上的阀体式锁气器也改为斜板式锁气器, 可实现在外部观察, 有煤粉通过时外置式重锤会连带动作。选用的斜板式锁气器 (见图4) 是适用于粗粉分离器的回粉管道上, 也可以用于其它粉末物料的输送管道上, 与水平面呈65°至70°角度安装。这种锁气器可以防止煤粉 (或灰粒) 由某一压力范围进入另一压力范围时发生空气窜流现象, 以维持粉粒的顺利流通。斜板式锁气器通过对重锤在平衡杆壁上的位置的调节, 改变配重, 可以改变进口管中积粉量高度, 对锁气器的出力进行实时调整, 并可以通过外置的平衡杆观察煤粉回粉情况。锁气器的壳体与支承处均设有检查门, 可方便对斜板等易损件进行更换检修。

生产分离器开罐清洗检修方案篇4

一、考核要求

1、试题说明

XX终端处理厂原油处理系统分别有两台套生产分离器、两台套点脱水器、两台套缓冲罐，分别可以并列运行，单台处理能力8000方/天，正常情况下各用一台都能够满足处理能力要求，要为了增加处理效果，减轻设备的负担，都是两台同时运行，但异常情况下，如设备检修时可以单台运行，一台进行检修，而不影响海上平台的生产。

系统操作压力：生产分离器0.5MPa, 点脱水器0.3MPa, 原油缓冲罐0.1MPa。该系统设施8年前投产，4年前根据地方劳动局质量监督部门的要求对六台设备都进行了开罐检查，生产分离器的检修结果如下：

生产分离器的内部：上部的情况良好，防腐层可见，底部腐蚀特别严重，局部腐蚀达到3mm，有些地方有腐蚀凹坑，原有的焊缝有少量裂纹，牺牲阳极全部腐蚀掉。

处理情况：容器内部进行清洁处理后，不缺陷严重的凹坑和焊缝进行了修复补焊处理，并对容器内部进行了全面防腐，安装了新的牺牲阳极。

今年有要对容器进行4年一次的开罐检验检查了，要求不影响生产，即一台容器生产，一台容器隔离进行检验。

试题要求：编写一个生产分离器（以A为例）开罐清洗检修方案

2、考核内容

（1）按照方案编制的规范要求有封面页、编制依据、概况（2）施工准备（人员、设备、工具、物料等）（3）开罐、清洗、检修的施工内容（4）投用

（5）安全作业措施

生产分离器开罐清洗检修方案

编写人：XXX 审核人：XXX 审批人：XXX

中海油湛江分公司XX终端处理厂

2011年X月X日

一、编制依据

二、工程概况

三、施工准备

四、流程隔离

五、检测检验

六、内部修复

七、恢复投用

八、安全措施

一、编制依据

依据压力容器检测检验标准、压力容器的使用管理规定、目前生产工艺参数和设备使用情况

二、工程概况

将两台在用的生产分离器把需要进行检验的A隔离处理，进行置换、清洗、通风，然后由检测公司检测人员对容器内部腐蚀情况进行检测检验，并根据检测的结果对内部腐蚀和缺陷进行修复，在重新更换内部构件，进行防腐处理后，检查封罐，进行水压试验，严密性试验，然后进行置换投用。

三、施工准备

压力容器检测检验人员、容器修复人员、清洗防腐人员、生产操作辅助人员、安全人员施工主要设备风机、蒸汽机、防腐设备、测厚设备、磁粉检测设备、探伤设备、修复设备主要施工工具

主要施工材料清洁剂、油漆、阴极块施工组织机构和组织机构施工进度

四、流程隔离

将设备停用，从使用流程中倒出对容器泄压，先保持罐内压力排空内部液体，然后泄压对容器进行隔离，隔离位置包括容器的进出口，气相出口用氮气置换开罐

自然通风和强力通风

清洗，分别用海水清洗和蒸汽清洗

五、检测检验

内部检测（观察，检测的内容）腐蚀监测，腐蚀检测的位置测厚，测厚的位置

磁粉检测，磁粉检测的位置探伤，探伤的位置

六、内部修复

裂缝处理，处理方法和技术补焊，补焊的位置、方法和技术内部构件修复，修复内容

防腐处理，防腐的方法和技术

七、恢复投用

检查封罐，封罐前检查？

试压，试压的压力，试压的时间？置换？

投用，投用的顺序？

八、安全措施

磨机进风环及分离器密封改造篇5

某公司共有两条矿渣粉生产线,主机磨机系日本宇部UM系列磨机,2006年投产一条生产线(1#生产线),当年投产,当年达产,设备运行平稳,各项指标较好。2009年,公司根据实际情况,决定再上一台UM46.4NS矿渣粉磨机(2#生产线),此磨机在比表面积4 500 cm2/g时,设计台产76 t/h。2009年7月投产,投产以后出现了一些问题,针对问题。对现场进行了一系列的原因查找及技术改造工作。

1 存在问题

(1)磨机外循环料量一直较多,达投料量的60%左右,致使外循环翻板长期处于开启位,而且外循环料含粉量较大,外循环斗提机内壳体、中心料管、外循环管道等积料严重。特别到了冬季,由于环境温度较低、外循环系统为敞开式的现状,从磨机外排出来较高温度的含粉物料由于遇到较冷空气形成结露,后潮湿物料积聚在设备和管道内壁,随着运行时间的延长,越积越多,最后造成管道堵塞。每年因外循环管道及堵料造成停产的情况多达20余次。在台时产量85 t时,18.5 kw的外循环斗提电机负载电流最高达到30 A。

(2)磨内料层不稳,造成磨机运行不稳定,磨辊摆臂与机械限位撞击频繁,振动较大。

(3)成品矿粉45 um筛余较大,在出磨矿粉比表面积4 600 cm2/g,筛余达1.8%左右,2012年4月份达2.8%左右,两条生产线相比,在相同的矿粉比表面积下,2#生产线出磨矿粉7 d活性指数相比1#生产线偏低2%左右。

2 原因查找

2.1 对外循环物料中小于45 um的颗粒含量进行分离称量

称取了一定量的外循环物料,通过检测,发现小于45 um的颗粒含量高达10%,磨机存在过粉磨现象。这也是造成外循环斗提机壳体、管道及中心料管积料严重的原因。

2.2 对成品进行粒度分析,确定颗粒级配分布

抽取不同时期批次相同比表面积的1#、2#生产线的矿渣粉进行粒度分析及活性指数分析。从表1可以看出,两条生产线在平均比表面积相同时,1#线的产品在3 um、5 um的粒径检测点含量与2#线产品基本持平,但1#线产品小于30 um的颗粒含量比2#线高2.14%,大于45 um的基本没有水化活性的粗颗粒。尤其是大于80 um的极粗颗粒,2#线比1#要高,且1#线的7 d活性指数比2#线高。同样,分别抽取了不同比表面积产品进行比较,都得出了相同的结论。

2.3 对磨机进风环、分离器密封迷宫进行检查

经对2条生产线的磨机进风环进行比较,发现2#生产线磨机的进风环较大。检查分离器叶片上方的密封迷宫,发现由于制作安装问题,密封叶片上方间隙最高达45 mm,比设计值20 mm高出25mm;内密封板与静叶片间的实际间隙达60 mm,比设计值20 mm高出40 mm。

3 原因确定

(1)磨机的进风环较大,造成相同的用风量,进风环风速相对较低,水渣在磨内停留时间缩短,造成外循环渣量较大。

(2)为降低外循环量,在生产操作中必定要适当提高系统抽风量,由于分离器密封性能太差,风量越高,造成粗颗粒越多,成品筛余越大,对产品的活性就产生了负面影响。

(3)针对上述对比分析,认为可以通过设备改造减少外循环排放量,同时减少出磨矿粉的极粗、极细颗粒含量,变宽级配为窄级配。

4 改造方案的确定

(1)分离器密封迷宫改造,考虑现场设备的现状,迷宫的外密封板改造实施较困难,决定先从容易改造的内密封板着手,进行加宽,减小缝隙,由原来60 mm减小到20 mm。

(2)对磨机的进风环处的导风板进行加宽,平均加宽20 mm,降低进风环面积,提高进风环处的风速。

5 效果

(1)对成品粒度分布进行分析,从表2中可以看出,改造后虽然2#线产品小于30 um的颗粒含量比以往有所提高,大于45 um的基本没有水化活性的粗颗粒在降低,尤其是大于80 um的极粗颗粒得到了大幅降低,且7 d活性指数得到了提高。

(2)外循环量大幅度下降,外循环量减少到投料量的20%。

(3)外循环物料45 um的颗粒含量测定,小于45 um的颗粒含量大幅度下降,只有1.8%。

(4)外循环量的减少使得磨机外循环的翻板正常运行。

(5)外循环量的减少,磨内料层加厚,磨机运行平稳。

6 进一步改造

(1)针对分离器的密封叶片上方的缝隙在33～45 mm的情况,大于设计20 mm的要求,在密封叶片的上口增加了10 mm,对局部特别大的缝隙采取在密封叶片上部的磨机壳体局部补焊钢板,以减小密封缝隙。

(2)对磨盘周围处的导风板进行再次加宽10 mm。

(3)磨机二次改造后,从工艺运行来看,虽然外循环料在进一步减少,但磨机压差偏高,导致分离器电机转速只能低速运行(1 100～1 200 rpm),出磨矿粉筛余未进一步减少。根据此情况,重新对磨机进风环进行了技术改造,把第二次加宽的10 mm割去,恢复到第一次改造后的进风环宽度。

7 结论

(1)从三次对磨机的改造结果来看,对磨机进风环的改造,即减少磨机进风环的面积,在磨内风量一定的情况下,相对提高了磨机内风的速度。在相同的产量时,外循环料量大幅度减少,外循环斗提机电流降低到21 A左右,降低了设备的安全风险,降低了外循环管道的磨损。特别是粉含量的下降,降低了外循环斗提机壳体、外循环管道、中心料管积料造成堵料停产的可能性。改造后运行情况良好,未出现一次堵料停产的情况。

(2)外循环料的减少,使磨盘料层增加,稳定了磨机运行,有效改善了磨辊摆臂与机械限位撞击频繁的现象。

(3)从成品颗粒分布可以看出:小于3 um及小于5 um的颗粒含量基本持平,大于30 um的颗粒含量得到了一定提高,即对矿粉活性起决定性作用10～30 um的颗粒含量在增加,大于45 um的基本没有水化活性的粗颗粒在降低,尤其是大于80 um的极粗颗粒得到了大幅降低,产品的活性提高。

分离器改造篇6

中海石油化学股份有限公司年产8×105 t尿素装置的二氧化碳压缩机段间分离器 (302JF1/F2/F3) 及二氧化碳入口分离器 (311D) 液位变送器指示严重失真, 与现场玻璃液位计指示相差很大, 在运行中甚至会引起联锁误动作, 造成二氧化碳压缩机误跳车。为保证二氧化碳压缩机正常运行时不会因液位联锁误动作跳车, 只有将所有液位联锁切除, 但这样对整个机组来说是很危险的。一旦液位过高而没有及时的联锁动作, 造成液体进入压缩机, 对压缩机的损坏是毁灭性的。在对液位变送器指示失真原因进行分析时, 发现是因选型不当造成的, 经过改造, 最终解决了这个问题。

2 分离器液位指示失真故障

2.1 工艺流程简介

从合成氨装置来的CO2气体 (40 ℃、0.15 MPa) 经二氧化碳入口分离器 (311D) 进行气、液分离后, 进入压缩机一段进行压缩 (至140 ℃、0.395 MPa) , 经一段冷却器 (302JC1) 冷却到39 ℃, 进入一段分离器进行气液分离;分离后的CO2进入压缩机二段压缩 (至194 ℃、2.1 MPa) , 经二段冷却器 (302JC2) 冷却到38 ℃, 进入二段分离器进行气液分离;分离后的CO2进入压缩机三段压缩 (至174.8 ℃、8.25 MPa) , 经三段冷却器 (302JC3) 冷却到45 ℃, 进入三段分离器进行气液分离;分离后的CO2进入压缩机四段压缩 (至102 ℃、14 MPa) , 进入下一步工艺流程。

根据上述工艺流程, CO2气体经某段压缩后, 其温度高达100 ℃多, 在进入下一段压缩前必须经过冷却器, 将其温度降至40 ℃左右。此时, 气体中的水分将会冷凝下来, 冷凝出来的液体经段间分离器分离排出。分离器中的液位压力变送器的作用有两个:一是控制液体排放阀, 使其适时开关将液体排放;二是进行液位高联锁, 一旦液位异常过高时, 为防止液体进入压缩机, 进行压缩机跳车联锁动作, 以保护压缩机组。

2.2 段间分离器液位变送器配置

二氧化碳段间分离器采用上、下两段进行气、液分离, 共有4个段间分离器 (包括二氧化碳入口分离器) , 因此有8个液位需要控制和相对应的4个液位高联锁。当时仪表测量变送器选用的是导压管式差压变送器, 在正压室与取压点之间安装隔离罐, 在负压室与取压点之间安装冷凝罐。因考虑到液面自动测量与玻璃板液位计指数同步, 以便于现场校验, 所以差压变送器的水平高度与玻璃板液位计零线等高。图1为其中一个分离器液位变送器配置图, 其它分离器相同。

注:1——分离器;2——玻璃液位计;3、5——冷凝罐;4、6、7——差压变送器;8——隔离罐

3 分离器液位指示失真分析

由于CO2气体在经过各段间分离器时其温度有不同程度的降低, 气体中的水分将会冷凝析出, 气相部分会产生冷凝使变送器导管内的冷凝液随时间而变, 这些情况下, 往往采用在正、负压室与取压点之间分别安装隔离罐或冷凝罐的方法。因此, 负压侧导管也有一个附加的静压作用于变送器, 使得被测液位H=0时, 压差不等于零。

在实际操作中, CO2气体在经过各段间分离器时有不同程度的减压 (见表1) 。由于CO2气体在不同压力下其溶解度不同, 压力高时溶解度大, 压力低时其溶解度小。当CO2气体进入分离器时压力突然降低, 溶于水中的部分CO2就会以气体形式解析出来, 表现出来就是水中大量冒气泡。

同时, 由于CO2气体在经过各段间分离器时, 与环境温度有一定的温差, 导致CO2气体在经过段间分离器时有不同程度的温度变化, 而温度的变化则会造成CO2气体在水中溶解度的变化 (见表2) 。

注:α——吸收系数, 指在气体分压等于101.3 kPa时, 被一体积水所吸收的气体体积数;q——在总压力 (气体及水汽) 等于101.3 kPa时, 溶解于100 g水中的气体克数

将其中一个变送器进行压差分析, 其余相同。简图见图2。

变送器正负室压差ΔP:

因为:

式 (1) 可写成:

式中:P正——变送器正压室压力;P负——变送器负压室压力;P0——分离器静压;ρ——液体密度;g——重力加速度;H——实际液面高度;h——负压室导压管液注高度。

由式 (2) 可知, 由于进入分离器时压力突然降低, 溶于水的部分CO2就会析出, 变送器负压室内充填的冷凝液液位因CO2气体析出而下降, 即h值变小, 这时, 虽实际液位未变, 但仪表的压差却发生了变化, 很可能使ΔP达到或超过变送器测量上限而使其输出为最大, 造成变送器信号失真。

4 压力变送器改造

导压管式差压变送器作为一种常用的压力变送器, 有操作简单、精度高、故障少、易维护等优点, 在易冷凝的使用介质时, 需加罐隔离液, 安装隔离器、冷凝器等辅助设施。从上述对压力变送器指示失真原因分析可知, 是由于差压变送器导压管内液体中CO2析出造成正、负压室压差变化, 属选型不当。

4.1 变送器选型

根据使用介质易冷凝、汽化的特点, 选用法兰式变送器。法兰式变送器是在普通变送器基础上增加一个远传密封装置构成的, 也叫远传式变送器或隔膜密封式变送器。远传密封装置由法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。工作时, 被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上, 使膜片产生变形, 然后通过毛细管内的填充液, 将压力传到变送器的敏感元件上, 经转换, 仪表便输出相应的信号。

在普通的变送器中, 被测介质通过导压管而进入变送器测量室, 被测介质的一些性质会影响变送器的测量。如易冷凝、易汽化介质则会影响测量的准确性等。而法兰式变送器用毛细管代替导压管, 因为毛细管是密封的, 它里面的填充液是经过挑选的, 化学物理性能稳定, 避免了普通变送器的导压管堵塞、易冷凝及汽化介质对测量的影响。

4.2 变送器的安装

(1) 取压点位置。

由于法兰式变送器用毛细管代替导压管, 不会因介质冷凝、汽化而影响测量的准确性, 因此, 不需要相应的隔离罐、冷凝罐。具体安装位置如图3所示。对于液位高联锁变送器 (b1) , 将导压管式差压变送器拆除, 在原切断阀后焊接与法兰式变送器相匹配的法兰, 将变送器安装即可;对液位控制变送器 (b2) 及液位显示变送器 (b3) , 将原导压管式差压变送器拆除, 将隔离罐与分离器的连通管切断, 焊接一个四通, 该四通的两端与连通管相连, 另外两端各焊接一个切断阀, 在切断阀后焊接与法兰式变送器相匹配的法兰, 将变送器安装好。为便于现场校验及观察, 保留原玻璃板液位计。

注:1——分离器;2——玻璃液位计;3——法兰变送器b1;4——法兰变送器b2;5——法兰变送器b3

(2) 安装点周围环境。

法兰变送器安装周围环境很重要, 要选择周围环境温度比较恒定的地方。法兰变送器和普通变送器不同, 它的毛细管、法兰膜盒是一个封闭系统, 相当于一个大温包。当周围环境温度发生变化时, 系统内的填充液会发生膨胀或收缩, 从而引起系统的压力变化, 它作用到变送器的敏感元件, 使仪表产生附加误差。

法兰变送器在安装时, 一定不要使变送器和法兰膜盒系统完全暴露在阳光底下, 以免太阳直晒, 使环境温度发生剧烈变化。另外, 差压变送器的两根毛细管应处于同一环境温度下, 这样, 一定范围内的温度变化可以相互抵消。

(3) 变送器的安装位置。

变送器安装位置有三种, 如图4所示。图4 (a) 、 (b) 、 (c) 分别是变送器安装在两个法兰下面、两个法兰中间及两个法兰上面。当液位最低时, 法兰变送器高、低压侧所受的静压P1 (高压侧) 和P2 (低压侧) 分别如下。

变送器安装在最下面位置时:

式中:ρ0——毛细管填充液密度;P0——分离器静压;g——重力加速度;H1, H2——导压管高度。

变送器安装在中间位置时:

变送器安装在最上面位置时:

从上面三种情况中知道, 若P0=0, 则变送器安装在两个法兰下面, P1和P2均为正压;安装在两个法兰中间, P1是负压, P2是正压;安装在两个法兰上面, P1和P2均为负压。

如果变送器工作在负压状态, 并超过了它的允许负压值, 则填充液会汽化, 隔离膜片会外鼓, 从而引起测量不准, 甚至造成仪表损坏。所以如果容器内的正压力较高, 即P0大于H1ρ0g和H2ρ0g, 则变送器装在什么位置都可以, 其高低压侧都不会出现负压。但容器总有空罐, 没有压力, 甚至有时会抽空, 出现P0为负的时候, 因此法兰变送器的正确安装位置一定要装在两个法兰下面, 只有这样, 才能避免出现负压, 确保正确测量。

5 改造效果

段间分离器液位变送器改造后, 在实际运行中变送器测量准确、指示平稳、信号真实, 液位联锁具备投用条件, 可以有效地对压缩机进行联锁保护。

分离器改造篇7

锅炉采用单锅筒横置式自然循环, 室内布置, 膜式壁炉膛前吊后支, 采用与传统煤粉炉相似的“Π” 形布置。炉膛分主床和副床。主床为湍流床, 大量飞灰浓度很高的烟气离开炉膛后, 通过一级槽型分离器和二级平面流分离器, 将飞灰分离。分离下来的高温飞灰经由储料斗, 通过回料阀将其送入细灰床 ( 副床) , 细灰床是一个低速沸腾床, 沸腾的细灰再通过中间水冷壁的若干个锁灰器均匀地溢流到主床实现循环燃烧。锅炉设计说明书中设计燃料参数见表1, 入炉煤粒度0 ~ 10 mm, 其中1 mm以下达到40% ~ 45% 。平面流分离75 t / h循环流化床锅炉总图详见图1。

1存在的主要问题及分析

十几年来, 该锅炉为电厂的安全经济运行, 保质保量地完成供热作出了应有的贡献。但该锅炉近年运行中一直存在下列问题。

( 1) 出力不足, 最大负荷只能达到40 t/h。

( 2) 飞灰含碳量高, 且粒度偏大, 受热面磨损严重。

( 3) 运行中床温较高, 最高曾经达到1 050 ℃。

经分析认为主要原因是平面流分离器分离效果较差, 造成返料量下降, 不能建立很好的灰循环, 使整个锅炉几乎在鼓泡床的方式下运行, 因此导致锅炉出力不足, 燃烧效率较低。并且在返料量不足的情况下, 运行中很容易造成床温升高, 导致锅炉结焦的事故发生［1，2］。

平面流分离器其惯性分离主要机理是在烟气为平面流动时, 突然使气流急速转向, 其中的颗粒由于运动轨迹与气流运动轨迹不一致, 从而使两者获得分离。主要原理［3］: 1颗粒重力大于气流携带颗粒的能力所引起的重力沉降; 2由于下行转为上行时的离心作用和速度改变引起颗粒动能消失而分离沉降。由多年的运行经验可知, 平面流分离器在上述参数布置都合理的情况下, 其分离效率才可达到75% 。由于分离器实际分离效率与设计分离效率相差较大, 性能的整体稳定性较差, 锅炉的回灰量较少, 无法建立起正常的物料循环, 从而导致床内物料的平均粒径较大; 燃烧室的物料浓度较小, 烟气侧对水冷壁的传热系数较低, 表现为密相区超温, 被迫减少给煤量, 出力达不到额定值。为提高负荷, 通常采用大过量空气系数的方法降低密相区温度, 随之烟气量增加, 分离器性能进一步下降, 形成恶性循环。当燃料的灰含量较高时, 可在一定程度上缓解这一问题, 但自分离器逃逸的大颗粒导致的尾部受热面磨损问题一直比较突出。又由于灰粒不能得到多次循环燃烧, 必然会导致飞灰含碳量较高, 锅炉的效率较低［4，5］。

因此提高分离器的分离效率是平面流分离循环流化床锅炉改造需要着重考虑的。

2技术改造方案及结构布置

针对该锅炉的现状, 为提高锅炉出力, 公司委托东北电力大学提出锅炉改造方案, 为不影响冬季供热, 锅炉改造工程必须在检修期内完成, 且要求改造风险小。

2. 1改造总体思想

旋风分离器利用旋转气流对粒子产生的离心力使其从气流中分离出来, 是最为成熟可靠也是应用最为广泛的CFB锅炉分离器形式［6，7］。因此, 本锅炉的改造总体思想为在基本不改变受热面的情况下, 在原锅炉尾部转向室两侧各支吊一个旋风分离器, 分离器入口与平面流分离器前的水平烟道两侧相连。分离器出口烟气从转向室上部返回。分离下来的灰通过灰管返回到原返料阀立管中。

2. 2技术改造方案

因原锅炉磨损严重, 部分稀相区受热面、顶棚受热面都打上了浇筑料, 很难再达到原有出力。根据3#炉具体情况, 提出了两种改造方案, 改造后烟气流程具体如图2所示。

方案1: 拆除原有的平面流分离器, 并以两个旋风分离器完全取代平面流分离器, 该方法可彻底解决原锅炉分离器分离效率低, 无法建立正常的灰循环问题。但成本比较高, 同时施工建设周期较长。

方案2: 保持原有的平面流分离器, 只是同时并联两个旋风分离器分流一半的烟气量, 可以一定程度增加返料量, 从而建立正常的灰循环问题。该方案相对成本比较低, 施工建设周期较短, 同时改造风险较小。

经讨论认为初步方案是可行的, 为确保不影响冬季供热, 决定采用方案2。

2. 3结构布置

在分离器的结构设计中, 应考虑分离器的结构尺寸应与锅炉本体布置及结构尺寸相协调。除此之外, 通过优化分离器各部分的结构尺寸, 使分离器的阻力降至最低。另外, 还应考虑靠分离器系统工作的可靠性, 维护的方便, 以及投资与运行成本等, 实现分离器的优化设计［6，7］。

本次改造选用2个并联的旋风分离器来分离一半的烟气, 最终达到提高分离效率的目的。根据烟气处理量和选取入口速度来确定分离器特性直径。分离器进气管的形式、形状和进口面积直接影响到气固两相流在分离器内的运动, 是影响分离器的分离效率和阻力的主要因素。本次设计选用切向进口结构方式 ( 平顶盖) , 布置方便, 在循环流化床中被广泛应用。分离器入口采用方形切向入口方式, 入口及出口烟道设置非金属膨胀节。旋风分离器特性尺寸见图3, 表2。

分离器入口设在原一二级分离器之间的侧墙, 需开口, 并在气流转角处敷设耐磨层。二级分离器需进行部分拆除和封堵, 见图4。在分离器出口进入尾部顶棚处, 顶棚需要进行让管处理。除此之外, 锅炉的部分扶梯需要变动。图5为改造后锅炉总图。

3改造后效果

锅炉改造完成点火运行后出力一直稳定保持在65 t / h左右, 与以前最大出力40 t / h相比提高了60% 。随后又将平面流分离器再封死两个通道, 以进一步提高分离效率, 并在运行中:

( 1) 保持煤种不变, 单纯烧舒兰褐煤, 考察锅炉出力情况, 同时通过燃烧调整, 摸索锅炉特性, 在现有情况下, 通过运行调整提高锅炉出力和返料量。

( 2) 在运行中主床风室压力保持在8 500 P左右。

在当年供暖季中, 该锅炉一直能保持65 ~ 70 t / h的出力稳定运行, 新增供暖面积24万m2, 取得了良好的经济效益和社会效益, 改造达到了预期效果, 见表3。

4结论

利用旋风分离器部分替代平面流分离器改造循环流化床锅炉, 维持锅炉本体结构没有大的变化。改造后该锅炉运行简便、安全、可靠, 物料循环系统工作正常, 燃烧室的物料浓度较高, 稳定运行, 出力明显增加。取得了良好的经济效益和社会效益, 改造达到了预期效果。

摘要：一台75 t/h平面流分离器循环流化床锅炉存在出力不足, 飞灰含碳量高, 运行中床温较高的问题, 分析其主要原因是平面流分离器分离效果较差, 炉内未能组织起大量细颗粒的有效循环。为改善锅炉的性能, 根据用户要求和现场的实际条件, 结合该锅炉的特点, 使用旋风分离器部分代替平面流分离器。改造后的运行实践证明, 锅炉出力有了较大提高, 物料循环系统工作正常, 主循环回路温度分布合理, 改造后的锅炉达到了预期效果。

关键词：循环流化床锅炉,平面流分离器,旋风分离器,改造

参考文献

[1] 徐旭常, 毛健雄, 增瑞良, 等.燃烧理论与燃烧设备.北京:机械工业出版社, 1990

[2] 吕俊复, 张建胜, 刘青, 等.平面流分离循环流化床锅炉改造及其运行.清华大学学报 (自然科学版) , 2003;43 (6) :775—778

[3] Lu J F, Yue G X, Liu Q, et al.The Progress of the Water Cooled Separator CFB Boiler in China.Reno Nevada:ASME, 1999

[4] 李军, 刘汉周, 卢啸风.循环流化床锅炉旋风分离器的最新发展.能源研究与信息, 2004;20 (2) :74—78

[5] 剡溪, 任中.采用旋风分离技术改造第一代循环流化床锅炉.锅炉技术, 2002;33 (10) :21—23

[6] 岑可法, 倪明江, 骆仲映, 等.循环流化床锅炉理论设计与运行.北京:中国电力出版社, 1998

分离器改造篇8

关键词：轴向分离器,双进双出磨煤机,直吹式

1 概述

随着火力发电机组装机容量的不断增大, 原煤消耗量逐年增长, 越来越多入炉煤质逐年呈下滑趋势, 杂草和纺织袋等杂质大量进入磨煤机, 造成分离器拥堵, 也降低了煤粉粒度, 给电厂的安全经济生产造成很大的威胁。尤其对于低NOx燃烧系统要改善燃烬条件, 减少末燃炭损失, 颗粒分布均匀。目前我国火电厂中MGS型双进双出磨煤机主要配用径向分离器.这种分离器在新情况下已难以满足煤粉细度和防堵塞的双重要求。因此.研究轴向分离器为国产MGS磨煤机配套, 具有十分重要的现实意义。本文就是在这前提下, 根据广西贺州电厂MGS4366双进双出磨煤机实例, 探讨轴向分离器的改造设计。

2 改造原因

2.1 现分离器结构不适合直吹式制粉系统要求

2.1.1

目前双进双出磨煤机所配套的煤粉分离器多数采用国外的径向型分离技术, 自行消化由国内各磨煤机生产厂家配套, 由于消化吸收的程度不一样, 不免出现各种问题。径向分离器分离效果差。此粗粉分离器属于径向型, 容积利用率低, 阻力大, 其性能本身比轴向型粗粉分离器要差, 均匀性差、循环倍率高也是其固有缺点, 《电站磨煤机及制粉系统选型导则DLT466-2004》中已不建议采用, 应选用性能较好的轴向型粗粉分离器。

分离器回粉机构存在严重缺陷, 容易造成气流短路或回粉堵塞现象。分离器内部有回粉时, 帘板易被分离器入口的气流吹起, 主气流将直接冲刷帘板内侧, 分离器进口的部分含尘气流直接通过被吹起帘板下部的空间进入内椎体, 未经分离器分选的煤粉直接进入分离器出口一次风管道中, 增加了煤粉中的粗大颗粒份额, 大大降低了煤粉的均匀性, 使得燃烧效率下降。同时短路气流也影响到内锥体内的分离器状态, 将部分已经分离下来的粗颗粒又吹到粗粉分离器出口, 也导致煤粉细度变粗, 均匀性变差。还存在帘板卡死、回粉堵塞的现象, 也会造成煤粉均匀性变差。

2.1.2 直吹式制粉系统设计对分离器要求更高。

与仓储式制粉系统比较, 仓储式在磨煤机出口安装有木块分离器, 回粉管长, 回粉管道粗 (通常大于DN500) , 回粉畅通, 经木块分离器后不存在粗粉分离器堵塞问题, 其分离效果均能达到设计值。直吹式受现场条件限制, 无法安装木块分离器, 现回粉管长2200mm, 规格为260×300, 在锅炉一次风速提高的情况下, 煤中杂物带进分离器, 进而堵塞回粉管, 分离器成了煤粉通道, 达不到分离的效果。

3 改造的可行性

3.1 径向分离器的原理与现状

径向分离器由于设计有内锤分离, 煤粉流速相对较低, 分离器顶部的调节挡板可根据细度要求进行调整。可实现极低的细度要求。在煤中少杂物的情况下, 径向分离器可真正实现二级分离, 其分离效果较其它分离器是优越的。

现煤中杂物较多, 其下调节挡板极易堵塞、卡死, 转轴磨断掉落, 起不到锁气的作用。内锤体由于现场条件限制, 无法清理, 从上部的清理也只能是表面上简单的清理, 不可能彻底, 内锤分离形同虚设。上调节挡板长期在最大开度运行, 没有取得应有的调节细度作用。现分离器实际就一道轴向重力分离, 在回粉管堵塞情况下, 根本就不存在分离。

3.2 轴向分离器的结构特性

与径向分离器比较, 轴向分离器取消了内锤分离, 沿煤粉通道安装二道调节挡板, 实现二级离心重力分离。并将原分离器通道方向加长1300mm, 分离时间延长。通道径向加宽200mm左右, 流速降低, 杂物堵塞的机率降低, 煤粉中的杂物随气流进入一次风管, 对煤中杂物的适应性提高。档板沿圆周方向覆盖率达70%, 调节性能好, 若局部挡板堵塞, 可通过在线全开个别挡板进行清堵。

利用改造机会, 可适当加大分离器直径, 以提高分离出力, 适应煤质变差, 磨煤机出力提高的要求。

3.3 现场实施条件的可行性

广西贺州电厂分离器顶部相对楼层标高低800mm, 分离器出口紧接安装有变径短节, 可调缩孔, 气动一次风门, 清扫风短节, 耐磨贴陶瓷弯头。由于改造后整体需提高1300mm, 空间条件非常有限。若可调缩孔、一次风门移得太后, 容易堵粉管, 耐磨贴陶瓷弯头不能焊接, 成本高, 不宜移位。若在炉后和炉前将一次风管整体抬高, 施工成本大, 工期长。清扫风自机组投产来未运行过, 且设计不合理, 长期处于堵塞状态, 建议清扫风管与粉管的接入口设在第一个弯头出口500mm处, 采用从上往下插入式安装。

综上所述, 拟取消清扫风短节 (省780mm) , 通过调整粉管管系, 将一次风管在弯头处抬高300-500mm, 一次风门由法兰连接改焊接 (省150mm) , 可实现抬高1300mm的安装空间。

4 改造后效果

本改造先在#2炉F磨上实施, 完成后调试试验数据显示, 与相邻2E磨比较, 同出力条件下, 煤粉细度 (R90) 值E磨大于15%, 2F磨小于8%, 改造一周后开门孔检查, 分离器没有积存杂物, 无需清理, 改造优势明显。

结语

5.1 针对第一台改造情况, 依据风量不同, 可适当加大分离器直径。

5.2 根据南方煤质杂物多的实际, 直吹式制粉系统磨煤机分离器基建中可直接选用轴流式型式。

5.3 轴流式分离器无需运行中清理杂物, 密封好, 可靠性高。

现阶段轴向分离器技术应用不普遍, 目前此技术主要由西安热工研究院掌握, 并转让国内两家企业生产制造, 转让费用昂贵。基于经济效益等各方面的综合考虑, 我们公司决定自主研发轴向分离器, 我们科研小组走访了目前国内轴向分离器运行良好的鲤鱼江, 邹县等电厂, 收集了大量的科研文字资料和图片。为项目的顺利进行奠定了坚实的基础。在研发过程中我们计划应用当今流行的Solidworks三维设计软件, 并配合动画制作, 使设计变得更加精确。

轴向分离器的研发和制造解决了杂物对挡板的堵塞问题, 提高了煤粉的均匀性, 既保证了分离器的正常运行, 满足锅炉安全运行的需要, 具有较高的经济效益和广阔的市场前景。

参考文献

[1]朱光明.轴向型双挡板煤粉分离器的应用及效益分析[J].电力技术经济, 2009年 (03) .

[2]赵雄.串联式双轴向挡板分离器在两种双进双出球磨机上的应用分析[J].贵州电力技术, 2011 (09) .

醋酸酐分离塔改造的模拟研究篇9

醋酐是国家鼓励发展的基本有机化工原料。醋酐学名乙酸酐, 分子式为C4H6O3, 是一种无色透明液体, 有刺鼻辛辣的嗅味, 与乙醚可以任意比溶解在乙醇和水中放出分解热, 水解成醋酸, 溶于醇、醚及丙酮等有机溶剂[1]。醋酐作为重要的精细化工原料, 主要用作醋酸纤维素, 其次用于医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂[2]。据业内人士分析, 醋酐还有很多未开发或刚开发出来的应用领域, 如洗涤剂、炸药 (火箭推进剂) 及液晶显示器等。而且, 在液晶显示器方面用量很大, 是新开发出来的应用领域[3]。

本研究以吉林石化分公司电石厂醋酐车间醋酐生产装置T411醋酸酐分离塔为研究对象。T411共沸精馏塔目前为筛板塔, 筛板材料为Mo2Ti。在生产过程中由于甲酸的存在, 对精馏塔的提馏段腐蚀严重, 影响系统操作的稳定性和生产运行安全, 经常造成停车, 因此, 每年需要彻底更换提馏段的塔板并经常进行检修。塔板都是以焊接方式固定在塔内, 塔的直径为1.2m, 这给旧塔盘的清理和新塔盘的安装带来很大不便, 致使检修时间增长, 已完全不能适应装置正常运行的要求, 同时也影响企业的经济效益, 并给醋酐和其他车间的生产运行带来不稳定因素。

为了提高装置运行效率, 减少停车检修的时间, 降低检修劳动强度, 减少检修费用, 提高装置运行的稳定性和安全性, 为企业创造更大的经济效益, 有必要对醋酐T411醋酸酐分离塔进行技术改造, 以保证生产能够安全、连续、稳定的进行。笔者参考文献[4,5,6,7], 对吉林石化分公司电石厂醋酐车间醋酐生产装置T411醋酸酐分离塔进行改造模拟研究。

1 工艺流程简述

T411醋酸酐分离塔利用乙酸乙酯和水共沸的特点, 通过共沸精馏将酯酸分离为醋酸和共沸物, 共沸物为酯和水。工艺流程为从萃取塔上部连续送来的酯酸进入醋酸酐分离塔 (T411) 中部31#塔板 (或33#、35#塔板, 根据条件而定) , 经传热、传质交换后, 醋酸乙酯和水形成低沸点共沸物, 其沸点为70.4℃, 由塔 (T411) 顶蒸出, 醋酸酐分离塔 (T411) 塔顶温度TRC4003控制在69～74℃, 进入共沸塔塔头冷凝系统, 冷凝液进入分层器 (V417) 分离酯和水。流程简图如图1所示。现有的T411醋酸酐分离塔为筛板塔, 将提馏段筛板改成规整填料, 精馏段仍为筛板, 更改后的流程不变。

2 流程模拟

本研究完全模拟现场的T411醋酸酐分离塔进行。用工程软件PROII进行模拟, 模拟条件为:

a. 第31#板液相进料, 组成为含醋酸乙酯84%、醋酸8.0%和水8.0%, 温度为常温25℃, 压力为0.005MPa。

b. 塔顶气相出料, 组成为含醋酸乙酯91.0%、醋酸0.1%和水8.9%, 温度为73℃, 压力为0.0MPa。

c. 塔顶温度控制指标为73℃左右;塔底温度控制指标为110～140℃, 长期控制在120℃左右;塔底压力控制指标为不大于65kPa, 长期控制在0.05MPa左右。

d. 塔的板数为54块筛板;等板高度为1#～34#塔板高400mm, 35#～54#塔板高450mm;塔高为30.584m (包含塔头冷却器2.616m) 。

e. 精馏塔精馏段维持原塔状态不变, 提馏段采用Mellapak Y500型规整填料。

3 模拟计算结果

根据现场精馏塔的实际情况进行模拟, 精馏段仍然采用原板式塔结构, 提馏段采用规整填料结构的混合塔, 对塔内流体力学和塔内液相浓度组成分布进行了计算, 计算结果见表1 (由于塔板数过多, 只列出部分数据) 。

表中的计算数据表明, 计算结果与实际操作情况吻合, 可以按照模拟情况对实际装置进行改造。过程模拟为设计改造成功打下了坚实基础。

由模拟结果可知, 提馏段部分特别是靠近塔底端部分, 由于醋酸浓度迅速增加, 并且甲酸在此部分聚集浓缩, 使得腐蚀严重, 因此内件的选型和选材是关键因素之一。

4 结束语