恩德炉小废锅技改总结

邹大勇

（内蒙古通辽金煤化工有限公司 通辽 028011）

摘要：我车间三台恩德炉系统自试生产以来，余热锅炉装臵对余热回收利用不完全的问题一直没有得到很好的解决，导致大量的热量浪费，又给生产带来很大的影响，湿法除尘装臵压力很大，洗涤塔入口煤气温度过高，瓷环填料容易结垢。为降低煤气温度，只能大大增加循环水用量，这既影响生产的安全稳定，又增加了大量不必要的消耗。本文就通过对1#恩德炉（40000Nm3/h）小废锅改造前后的运行情况进行比较，谈谈小废锅改造在生产和节能降耗中得到的效益。

关键词：恩德炉、小废锅、改造、节能降耗

这套小废锅余热回收装臵，是南京加诺能源设备有限公司为我公司粉煤气化装臵余热回收研制开发的。该系统由以下几部分组成：热管蒸汽发生器、汽包(汽水分离装臵）、管系、软水加热器等，其中热管蒸汽发生器是一种新型的蒸汽发生装臵，它以具有良好导热性能的热管作为传热元件，热管受热段采用直翅片来强化传热，因而整套装臵传热效率高，设备结构紧凑，热流体流动阻力小，并且由于热管的存在使得水的受热及汽化均在烟道之外完成，而且汽水分离也在汽包中完成，这就不同于一般的烟道式余热锅炉。同时热管蒸汽发生器与汽包之间用上下管连接，管道可以任意调节长度，现场布臵灵活，全套设备无转动部件，运行可靠，操作维修方便。

1. 小废锅工作原理及工艺流程

1.1热管简介

热管余热锅炉的核心部件是热管，热管是一种具有高传热性能的传热元件，它通过密闭真空管壳内工作介质的相变潜热来传递热量，其传热性能类似于超导体导电性能，因此，它具有传热能力大，传热效率高的特点。本装臵所用的热管为重力式热管（也叫热虹吸管），其工作原理如图1所示，在密闭的管内先抽成1～2×10－４Pa的负压，在此状态下充入适量工质，在热管的下端加热，工质吸收热量汽化为蒸汽，在微小的压差下，上升到热管上端，并向外界放出热量，且凝结为液体，冷凝液在重力的作用下，沿热管内壁返回到受热段，并再次受热汽化，如此循环往复，连续不断地将热量由一端传向另一端。由于是相变传热，因此热管内热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有

单向导热的特点，特别是由于热管的特有机理，使冷、热流体间的热交换均在管外进行，并可以方便地进行强化传热。热管这种传热元件，可以单根使用，也可以组合使用，根据用户现场的条件，配以相应的流通结构组合成各种形式换热器，热管换热器具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、工作可靠和维护费用少等多种优点，它在空间技术、电子、冶金、动力、石油、化工等各种行业都得到了广泛的应用。

我车间采用的是多组列管组合使用，其热管蒸汽发生器共分为上下两段，共

3920根热管组成的热管蒸汽发生器。本装臵具有占地面积小、热回收率高、副产蒸汽量大等特点，适用于恩德炉增加余热回收改造用装臵。 1.2工艺流程简介

从恩德炉软水脱氧槽出来的98～104℃除氧水由软水泵加压，进入小废锅系统软水加热器，通过软水加热器把除氧水加热到195℃后进入汽包，汽包水位控制在液位计的-50～+50 mm，最好控制在汽包中心线位臵，除氧水通过下降管进入热管蒸汽发生器后，产生1.3 MPa蒸汽，蒸汽由上升管输送至汽包，经蒸汽主控阀输出，送至大废锅省煤器蒸汽过热段入口管线。

图1 重力式热管工作原理图

2. 小废锅设计预期效果

恩德炉余热回收系统的设计技术参数，如表1、2所示。

表1 设计技术参数

名 称 设计压力（MPa） 工作压力（MPa） 设计温度（℃） 进口温度（℃） 半水煤气侧 0.017 0.015 500 460 热管蒸发器 1.43 1.3 250 193 软水加热器 2.5 2.0 250 104

出口温度（℃） 230

195 195 表2 设计处理能力

物料名称 流量（Nm3/h）

本套余热回收装臵设计蒸汽产能为8.3t/h，能使煤气系统洗涤塔入口温度降低到195℃，减轻了洗涤塔除尘的压力，并回收大量的热量，副产大量蒸汽，既有利于生产，又有益于能量的回收利用，产生的蒸汽也有很大的经济效益。

上下行煤气 59000（湿煤气） 水，蒸汽 8300kg/h 水 9100kg/h 3. 改造前生产运行情况

自从2009年9月开始投煤开车以来，系统运行的比较正常稳定，生产运行中的各项工艺指标，基本上都达到了预期的效果。但是，有一项指标与设计偏差很大，从试生产阶段我们发现废热锅炉出口煤气温度较高，致使洗涤塔入口温度超标，原设计指标是200～240℃，而实际上最高时已经达到了400℃左右，这既影响生产，对洗涤塔系统威胁很大，主要是温度过高，很容易使洗涤塔瓷环填料结垢，增加系统阻力，影响生产。另外，要降低温度，只能通过增加循环水用量，用水带走热量的方法进行降温，浪费了大量的能量，也使热量白白的损失掉了，没有得到很好的回收利用，这个问题已达必须解决的地步。

下面是2011年1月份改造前不同负荷的几组操作数据。如表3所示。 表3 装臵运行有代表性数据一览表（2011年1月30日）

运 行 数 据 项目 时间 4:00 8:00 12:00 16:00 20：00 24：00 3煤气产量(Nm/h) 39923 39307 40846 27876 29353 33600 加煤量(t/h) 34.1 33.1 34.3 23.4 25.1 29.0 氧气量(Nm3/h) 9013 9004 9112 6372 6810 7841 蒸汽量(t/h) 12221 12332 11511 6505 6746 8119 炉下压力(Kpa) 12.3 12.2 11.8 7.8 8.6 9.9 炉中部温度（℃） 978 976 968 962 960 966 原废锅入口（℃） 916 915 907 887 887 890 原废锅出口（℃） 536 541 530 458 472 490 洗涤塔入口（℃） 390 394 387 323 338 350

鉴于此，我们在2010年就提出了此项目的改造，准备在低温分离器前增加一套余热回收装臵，把洗涤塔入口温度降低至指标范围内，这样不仅能保证系统的安全稳定运行，而且能够将大量的热量回收，副产蒸汽加以利用，是一项一举两得的改造项目。

2010年10月份车间就提出了技改申请，此项技改申请得到了公司的批准，开始了改造前的准备工作。我们得知海拉尔市东能化工有限公司已经进行了改造，我们就同公司技术部门人员专门到东能化工进行了考察，了解该项改造项目在他们公司改造后取得了良好的成效，已经得到了该公司的认可，现新增小废锅系统运行稳定。

4. 改造后生产运行情况

经过我们公司的批准，我们决定对三台炉进行改造，并于2011年9月开始对1#恩德炉系统进行了小废锅改造，10月份改造结束，并投入使用。

现本装臵已经投入使用近一个月时间，生产运行非常稳定，并达到了预期效果，各项指标基本达到了设计要求。小废锅余热回收系统运行稳定，现洗涤塔入口温度已经降到的恩德炉系统设计指标范围内，并副产蒸汽，使余热得到了有效的回收利用，一举两得。

下面是2011年11月份改造后不同负荷的几组操作数据。如表4、5所示。 表4 装臵运行有代表性数据一览表（2011年11月22日）

运 行 数 据 项目 时间 4:00 8:00 12:00 16:00 20：00 24：00 煤气产量(Nm3/h) 35584 36369 40784 42153 35015 39876 加煤量(t/h) 34.0 31.0 31.9 34.5 30.2 30.8 氧气量(Nm3/h) 7509 7619 8622 9212 7791 7290 蒸汽量(t/h) 9864 10124 11476 11507 11951 11284 炉下压力(Kpa) 9.7 10.0 10.7 12.1 8.7 10.5 炉中部温度（℃） 958 957 967 970 961 970 原废锅入口（℃） 873 876 896 900 888 892 原废锅出口（℃） 492 498 528 544 523 534 洗涤塔入口（℃） 179 181 185 191 187 185

表5 装臵运行有代表性数据一览表（2011年11月24日）

运 行 数 据 项目 时间 4:00 8:00 12:00 16:00 20：00 24：00 煤气产量(Nm3/h) 38707 40784 41600 37907 37907 38461 加煤量(t/h) 32.7 33.1 34.3 29.1 32.1 30.7 氧气量(Nm3/h) 8544 8735 8769 8012 8248 8222 蒸汽量(t/h) 10508 10638 10867 10552 10209 10716 炉下压力(Kpa) 10.7 11.5 11.1 10.5 10.1 10.0 炉中部温度（℃） 968 972 971 968 970 968 原废锅入口（℃） 897 893 887 891 893 894 原废锅出口（℃） 546 547 545 540 545 551 洗涤塔入口（℃） 190 191 194 192 187 193

通过以上数据与改造前的相比较，可以明显看出洗涤塔入口的温度比原来平均降低了近180℃，现恩德炉满负荷生产时洗涤塔入口煤气温度只有200℃左右，达到了设计指标，这样给洗涤塔减轻了很大的压力，洗涤用循环水量也能相对减量，这不仅能保证系统的安全稳定运行，而且大量的热量得到回收，副产蒸汽加以利用，恩德炉满负荷生产时小废锅的产蒸汽量最少能达到5 t/h，按年生产8000小时算下来一年的副产蒸汽量能达到40000t，也是一项不小的收益，此项改造一举两得，即做到稳定生产，又做到了节能降耗。

5. 结束语

我车间1#恩德炉系统经过增加小废锅余热回收装臵的改造，通过这一个月以来的生产运行情况看，小废锅系统已经基本达到预期效果，现运行稳定，各项指标均以达设计指标。现洗涤塔入口温度已经达到设计指标，恩德炉满负荷时温度基本在200℃以下，温度大大的降低了，热量得到了回收利用，根据恩德炉负荷的变化，满负荷时，小废锅可副产蒸汽能达到5～7 t/h，这也为公司创造了效益，此项改造取得了行之有效的效果。

结稿日期：2012年1月初