合成氨装置氨冷冻系统优化

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环降温阶段 ,可使冰机保持低速运行 ,通过减小各 段防喘振阀开度 ,使各段压力保持在正常水平。 在低温甲醇洗单元接收工艺气时 ,因所需热量较 大 ,有时较突然 ,可将冰机转速提高或将低温甲醇 洗各氨冷却器入口阀打至手动状态 ,并关至稍小 位置 ,待运行正常后再逐渐恢复冰机正常转速 。
2) 将各氨冷却器在正常状态下投用 ,使其液 位保持在较高水平 ,这样可保持冰机入口气量和 压力稳定 ,气氨不至于过热 ,也有利于气氨的再次 液化 。
3) 冰机入口三段缓冲罐出口气氨温度较高 ,
与设计值有较大偏差 。见表 1 。
表 1 冰机各段入口温度 、压力与设计值对比
冰机 各段



温度/

绝对压 力/ MPa
温度/

绝对压 力/ MPa
温度/

绝对压 力/ MPa
设计值 - 37 0108 - 10 0129 219 0148
实际值
- 18
收稿日期 :2008203214 ;收到修改稿日期 :2008206226 。 作者简介 :姜义君 ,男 ,1970 年出生 ,高级工程师 ,1994 年毕业 于大连理工大学 ,现在中石油吉林石化分公司化肥厂合成氨车间 从事生产管理工作 。联系电话 :13844672158 。
第4期
姜义君等 1 合成氨装置氨冷冻系统优化
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2008 年 第 31 卷
中防喘振阀开度过大 ,循环气量较大 ,造成蒸汽轮 机耗汽量偏大 。
2) 合成氨装置抽氢改造 ,造成了净化 、合成
负荷相差较大 ,与原设计的氨冷却器热负荷有较 大差别 ,致使冰机各段气氨蒸发量与原设计相差 较大 ,也影响了冰机的正常运行 。
OPTIMIZATION OF AMMONIA CRYO GENIC SYSTEM
Jiang Yijun and Hu Yaowu ( Chemical Fertilizer Plant of Jilin Branch Co1 , PetroChina , Jilin ,132021) Abstract Combining with practical operation , analyzes problems existed in ammonia cryogenic system , and puts forward proposals and methods to optimize the operation of cryogenic system1 Key words :ammonia cryogenics , icing machine , ammonia cooler , anti2surging valve , rotating speed
2) 冰机防喘振系统的调节问题 。正确的调 节程序是 :当冰机各段入口压力上涨 ,冰机防喘振 阀应逐渐关小 ,而此时各段入口流量可能偏低 ,冰 机防喘振阀没有关 ;当各段入口流量升高后 ,冰机 防喘振阀因设置为手动 ,操作员没有及时调节 ,各 段入口压力将慢慢升高 ,使各氨冷却器蒸发量逐 渐减少 ,操作员此时发现冰机入口压力高 ,而各段 流量又不高了 ,只好采取提高转速降压 。如此一 来 ,由于原防喘振阀在较小的阀位上 ,增加转速 , 使各氨冷却器蒸发量又突然大增 ,又会造成冰机 一段入口缓冲罐液位高 。
关键词 氨冷冻 冰机 氨冷却器 防喘振阀 转速
1 概述 中石油吉林石化分公司 300 kt/ a 合成氨装置
是我国引进的具有多项国外专利技术的最后一套 采用德士古渣油气化专利技术的大型合成氨装 置 。本 套 装 置 中 主 要 技 术 有 : 空 分 采 用 林 德 (Linde ) 专 利 技 术 ; 气 化 采 用 德 士 古 ( Texaco ) 817MPa 部分氧化专利技术 ;气体净化采用了林德 (Linde) 低温甲醇洗五塔流程和低温液氮洗专利 技术 ;氨合成采用了瑞士卡萨利 (Casale) 轴径向合 成塔专利技术 ;4 台压缩机均用蒸汽轮机驱动 ,整 个装置控制系统采用 DCS 集散控制系统 。
0108~ 0109
-4
0129
6
0148
4) 冰机各段防喘振阀不受控 ,自动调节失灵
状态下 ,无法满足生产要求 。为了保证正常生产 ,
将各段防喘振阀设置成可用手动调节的调节阀 。
2 存在问题的原因分析 1) 氨冷冻系统存在的问题主要原因来自于
氨冰机 : ①冰机的自控调节系统失灵 ; ②冰机在操 作上存在一定问题 。
行 ,加强调节各段防喘振阀 ,确实有效降低了冰机 的蒸汽耗量 。也有效地保证了冰机的稳定运行和 空分 、净化单元冷量提供 。
2) 由于装置现在低温甲醇洗后抽出较大量 的氢气 ,造成净化与合成的负荷不匹配 ,从而造成 冰机各段与原设计相差较大 。因此 ,净化与合成 的氨冷却器还无法正常投用至受控的液位 ,还需 要控制在较低的液位 。
出版发行了《全国大化肥企业质量联络网论文集》2008 (5) 。
3) 联络网 2008 年执行秘书厂 ———中石油兰州石化公司化肥厂汇报了 2008 年行业尿素质量抽检的 有关情况 。
4) 会上各企业交流了质量管理 、质量改进 、产品检验 、体系认证 、QC 小组活动 、员工培训等方面的工
作 ,还沟通了企业生产经营 、技术改造 、新产品开发等方面的情况 。 5) 会上组织了论文发表 ,宣布了优秀论文的评选结果 。通过专家评审 ,13 篇质量管理论文中获一
工分会批准 ,共有 23 个 QC 小组 、5 个班组 、5 名卓越领导者 、4 名优秀推进者和 3 个企业被评为全国化
工行业优秀 QC 小组 、质量信得过班组 、QC 小组活动卓越领导者 、优秀推进者和优秀企业 ,在 2008 年 7 月召开的全国化工行业第二十七次质量管理小组代表大会上受到了表彰 ; ③征集论文共 15 篇 ,编辑和
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冰机被迫再次提高转速 。如此几次提速后 ,一段 入口氨缓冲罐的液位迅速提高 ,被迫采用外部加 热使氨挥发 ,降低液位 。造成这种现象的原因是 冰机自控调节系统失灵 ,在冰机提高转速后 ,本应 关闭的一段防喘振阀此时不关 ,由于入口压力的 迅速降低 ,各氨冷器中挥发出来的氨蒸气迅速到 达 ,使入口压力迅速升高 ;在高压下 ,部分气氨又 迅速液化为液氨 ,积存到一段入口氨缓冲罐中 ,造 成液位上涨 ,冰机负压低 。
3) 冰机转速的降低将使汽轮机蒸汽用量大 幅降低 ,有利于装置节能 。
4) 调整冰机防喘振阀的各项参数 ,使其能够 正常调整 ,早日投自动控制 ,取消人工手动调节 , 防止调节不及时 ,保证冰机正常运行 。
5) 在各缓冲罐内配备液氨喷淋降温设施 ,保 证冰机各段入口气氨温度接近设计值 。
4 采取措施后的效果和问题 1) 在开车初期 ,通过采取冰机保持低转速运
Fra Baidu bibliotek
全国大化肥企业质量联络网年会在兰州召开
全国大化肥企业质量联络网年会于 2008 年 7 月 28 日至 31 日在兰州市召开 。23 个大化肥企业的
质管质检负责人或联络员 ,联络网理事长高岁 ,中石化宁波技术研究院副院长郭文元 ,特邀专家 ———中
国质量协会秘书长助理 、学术教育部部长段一泓 ,国家化肥质检中心张求真 (联络网理事) 以及联络网秘 书处成员等共 25 个单位 55 名代表出席了会议 。东道主 ———中石油兰州石化公司化肥厂副厂长 、联络
2008 年 8 月 第 31 卷第 4 期
Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry
Aug12008 Vol131 No14
合成氨装置氨冷冻系统优化
姜义君 胡耀武
(中石油吉林石化分公司化肥厂 ,吉林 ,132021)
摘要 结合实际操作 ,对合成氨装置氨冷冻系统中存在的问题进行分析 ,并提出氨冷冻系统优化操作的建 议和办法 。
冰机操作问题 :主要表现在冰机转速过高 ,由 于冰机开车时 ,正值整个装置开车 ,此时各单元需 要的热负荷均较低 ,各段防喘振阀均无法关闭 ,操 作上应保持低转速 ,待各段防喘振阀调整好后 ,再 根据实际进行提高转速 。而此时将冰机提高转速 后 ,有害无益 ,一是造成各氨冷却器无法正常建立 液位 ,因为增加转速后 ,冰机入口负压增大 ,液氨 尚未到氨冷却器即已被抽负蒸发 ,若氨冷却器入 口阀开得过大 ,则会发生氨气带液现象 ;二是由于 各氨冷却器中无液 ,不能正常工作 ,冰机各段气氨 量均较少 ,此时各段防喘振阀被迫再次开大 ;另 外 ,蒸发的气氨在各氨冷却器中被逐渐加热 ,成为 过热氨蒸气 ,在原来的压力下无法正常液化 ,如此 循环下去 ,造成循环氨气量逐渐增大 ,各段压力及 温度逐渐升高 ,被迫再次提高冰机转速 。冰机转 速过高 ,造成了驱动汽轮机耗蒸汽量的增大 ,这是 冰机机组耗蒸汽量较大的根本原因 。也是冰机一 段入口缓冲罐液位经常偏高的原因 。
网理事康军与会致开幕词 。
1) 中国质量协会段一泓部长应邀在会上作了题为“追求卓越 、迎接挑战 ———卓越绩效模式简介”的 专题讲座 。对《卓越绩效评价准则》国家标准产生的背景 、体现的核心价值观 、评价准则的构成内容和评
价原则以及该标准的特点及其作用意义等作了简要介绍 。
2) 秘书处汇报了联络网 2008 年度工作 : ①完成了行业尿素质量抽检 ,并对上半年行业尿素实物质 量情况进行了汇总总结 ; ②根据网员单位申报 、联络网推荐 ,经中国石油和化学工业协会及中国质协化
3) 冰机自动控制系统现在还无法投入正常 使用 ,将对冰机的优化运行造成较大影响 。
4) 将利用大检修期间在各缓冲罐内配备液 氨喷淋降温设施 。
5 结论 通过对合成氨装置冰机存在问题的分析及经
过部分实践进行检验 ,得出了以下初步结论 : 1) 该冰机蒸汽轮机的设计能力与冰机是相
匹配的 ,能够保证冰机的正常转速 ;主要问题是冰 机的防喘振系统尚未调整至最佳状态 ,运行过程
冰机的自控调节系统失灵对冰机的影响 :冰 机自装置投入生产以来 ,开车的程序总是先自动 运行 到 最 低 转 速 9951 r/ min , 加 载 , 手 动 提 高 到 10100 r/ min 左右 ,然后各氨冷却器投用 。此时的 用户主要有两家 : ①空分用于循环水制冷的氨深 冷器 ; ②低温甲醇洗单元的 3 台氨冷器 。在冰机 升速 、提高转速到各氨冷却器投用的过程中 ,各氨 冷却器的液位无法保证 ,总是被抽得干干净净 ,而 重新建立液位的过程较长 ,在各氨冷却器投用后 , 显示冰机负荷迅速增大 ,一段入口压力迅速上涨 ,
3) 冰机各段入口缓冲罐温度高的原因 ,是由 于各氨冷却器不能正常投至高液位和冰机转速过 高共同作用的结果 。由于各氨冷却器始终在低液 位 ,产生的氨蒸气在上升过程中被管程中的介质 逐渐加热 ;冰机转速过高 ,造成各段循环量始终较
大 ,也使气体温度较高 。
3 氨冷冻系统问题的解决办法 1) 在开车初期 、空分低负荷 、低温甲醇洗循
等奖的 4 篇 、二等奖 4 篇 ,三等奖 5 篇 。会上对获奖论文颁发了证书 ,以资鼓励 。
6) 会议对大家共同关注的有关问题进行了认真研讨 ,形成一致意见 ,对《全国大化肥企业质量联络 网章程》进行了修订 ,对联络网理事会人选进行了调整 ,对联络网联络员进行了重新确认登记 。联络网
1) 氨冰机蒸汽轮机耗蒸汽始终偏高 ,原设计 耗蒸汽为 7317 t/ h ,实际耗蒸汽为 80~90 t/ h 。
2) 各氨冷器液位 ,尤其是低温甲醇洗单元的 3 台氨冷器和氨合成单元的 2 台氨冷器始终无法 按外方给定的高液位来操作 。一旦氨冷器液位过 高 ,即造成氨冰机一段入口缓冲罐液位高 。氨冰 机曾多次因一段入口缓冲罐液位高而联锁动作跳 车。
本装置专门设有为空分 、低温甲醇洗 、氨合成 提供冷 量 的 氨 冷 冻 单 元 。该 单 元 的 氨 冰 机 由 819MPa 高压蒸汽为动力的蒸汽轮机驱动 。主要 的工艺流程如下 :分别从不同压力等级的各氨冷 却器蒸发出来的不同温度的气氨 ,分别进入 3 个 压力等级的闪蒸罐 ,然后分别进入冰机三段入口 , 经冰机压缩后 ,再经循环水冷却后进入液氨循环 槽 ,然后进入各氨冷却器中作为冷却介质循环使 用 。在装置试车和正常生产过程中 ,氨冷冻系统 始终存在着以下问题 。
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