第39卷第3期包鋼科技Vol 39. No. 32013年6月Science and Technology of Baotou SteelJune, 201312000m3/h空分空氣預(yù)冷系統(tǒng)改造習(xí)建剛(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司氧氣廠,內(nèi)蒙古包頭014010)摘要:空冷塔、水冷塔、冷凍機噴淋水泵等是大型空分空氣預(yù)冷系統(tǒng)的重要組成設(shè)備,冷卻水水質(zhì)的好壞決定這些設(shè)備運行的穩(wěn)定性連續(xù)性。文章以120m3/h制氧機為例進行詳細分析,并對該機組空氣預(yù)冷的水系統(tǒng)進行了改造,改造后設(shè)備運行穩(wěn)定解決了水冷塔及冷凍機結(jié)垢的問題,延長了設(shè)備運行周期降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞;空冷塔;水冷塔;冷凍機;水系統(tǒng);改造中圖分類號:TQ116.11文獻標識碼:文章編號:1009-5438(2013)03-0018-0Transformation of 12 000 m/h Air Separation and Air Precooling Systemtan-gangOxygen Plant of Steel Union Co. Ltd. of Baotou Steel( Group )Corp . Baotou 014010, Nei Monggol, China)Abstract: The equipment such as air cooling towers, water cooling towers, chillers and sprinkler pumps are importantcomponents of large air separation and air precooling system. The stability and continuity for operations of the equipment ardependent on the quality of cooling water. In the paper, the 12 000 m/h oxygen making machine is taken as an example foranalysis in detail and the air precooling water system of this unit is transformed. As a result, the operations of equipment arestable, with which the problem of scaling in water cooling towers and chillers is solved as well as the running period ofquipment is prolonged and production costs are reducedKey woooling tower; water cooling tower; chiller; water system; transformation包鋼氧氣廠12000m3/h空分設(shè)備于2003年水分析報表見表112月建設(shè)投產(chǎn),采用DCS控制系統(tǒng),全低壓常溫分從表1可以看出對敞開式水循環(huán)系統(tǒng),換熱設(shè)子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機、全精餾無氫制氬和備材質(zhì)為碳鋼,采用磷系復(fù)合配方處理的循環(huán)水氧氮外壓縮流程,空氣預(yù)冷系統(tǒng)在投入運行后,經(jīng)Ca2、Mg2含量較生活水高,個別循環(huán)水水樣濃縮常出現(xiàn)冷凍機的冷凝器、蒸發(fā)器結(jié)垢而被迫停車處倍率為3,諸多因素導(dǎo)致雜質(zhì)進入冷卻系統(tǒng)容易引理,水冷塔因結(jié)垢造成冷卻水溫降不好,增加了冷凍起結(jié)垢、腐蝕、粘泥附著,影響設(shè)備安全穩(wěn)定運行。機負荷及空分電耗,同時水冷塔頂部向外噴水,嚴重1.2原工藝流程不合理影響了空分正常生產(chǎn)。原工藝流程如圖1所示。1水冷卻系統(tǒng)中存在的問題從流程圖上可知本機組空氣預(yù)冷系統(tǒng)的水冷卻塔是由外循環(huán)供水,冷卻循環(huán)水中雜質(zhì)的含量過高1.1循環(huán)冷卻水中雜質(zhì)過高收稿日期:2013作者簡介:習(xí)建剛(1971-),男,河北省石家莊市人,制氧工程師現(xiàn)從事氧氣生產(chǎn)和設(shè)備管理工作。第3期12000m3/h空分空氣預(yù)冷系統(tǒng)改造19表1水分析報表堿度硬度水類pH值濁度電導(dǎo)/(mg·L-1)/(mg·L-)/(m·L1)/(mg·L-1)/(mg·L-1)/(mg·L-)/(mg·L-1)/(mg·L-)(ws·cm-1)生活水4.553.43.891436.87.40l88113.4703860.1l1.5251.2210.28.10.428l.2173.1108.17.820.32.51000288.5263.20.3274.1276.6160.7115.90.32.2770v冒sIo911160s101圖1改造前水冷卻系統(tǒng)流程冷卻循環(huán)水在水冷塔和冷凍機是個降溫過程,且也會造成分子篩過早失效不得不提前更換分子篩而溫度與水中雜質(zhì)的最大飽和含量有關(guān),水在降溫從而增加成本在達到15℃時制氧機組就得立即停的過程中水中雜質(zhì)不停地析出,長時間會造成水冷車清掃冷凍機的蒸發(fā)器、冷凝器,從而影響公司生產(chǎn)卻塔冷凍機結(jié)垢,因而造成了制氧機組被迫停2)因低溫循環(huán)水走冷凍機蒸發(fā)器管外側(cè),結(jié)車檢修。垢后只能采取酸洗處理,而蒸發(fā)器底部水垢淤泥無2造成的危害法靠酸洗或水沖洗清除,酸洗后效果不好。冷凍機在運轉(zhuǎn)了4年左右后,其蒸發(fā)器底部水垢和淤泥大2.1冷凍機結(jié)垢的危害量沉積無法清除,已不能正常使用,因此,2007年又(1)冷凍機蒸發(fā)器冷凝器,在運行半年就結(jié)垢新購進一臺冷凍機來保生產(chǎn)嚴重。冷凍水溫度無法降到工藝要求范圍。而冷卻2.2水冷塔結(jié)垢造成的危害水要求控制在7~10℃,當水溫升高到10℃以上時,水冷塔在運行時就會有結(jié)垢生成,結(jié)垢到一定使出空冷塔空氣溫度過高空氣帶水增多造成分子篩程度時水出水冷塔溫度增高2,造成冷凍機負荷負荷增大,長時間運行可造成分子篩不能完全清除水增大,電耗增加,而且還會造成水冷塔頂部噴水,使分、二氧化碳、乙炔等碳氫化合物使水分、二氧化碳、水塔耗水增加。到冬天水冷塔周圍全部結(jié)上冰給乙炔等碳氫化合物在板式中凍結(jié)造成事故擴大。而生產(chǎn)維護帶來困難、同時存在安全隱患。水冷塔結(jié)包鋼科技第39卷垢不嚴重時可酸洗處理,嚴重時需要更換全部填料流程。水冷塔的上水是水塔的循環(huán)水,由循環(huán)水泵環(huán),每更換一次填料環(huán)需要費用50萬元。2007年加壓后提供的,循環(huán)水的水質(zhì)從表1的水分析表可因結(jié)垢嚴重全部將填料環(huán)更換。看出水中鈣、鎂氯等離子及雜質(zhì)過多。因鈣鎂氯3原因分析等離子及雜質(zhì)的飽和含量和溫度有關(guān),水中鈣、鎂、氯等離子及雜質(zhì)隨著循環(huán)水溫度的降低而析出結(jié)垢。(1)水塔的循環(huán)水中含有大量的鈣、鎂、氯等離循環(huán)水在水塔中是溫降冷卻過程隨著運行時間的延子。包鋼氧氣廠的生產(chǎn)用水是由黃河水源地提供長,水冷塔內(nèi)會因結(jié)垢堵塞流通截面,減少換熱面積,的,對黃河水源地提供的水進行分析,見表1?？梢允顾渌ダ鋮s作用,并且還會造成水冷塔頂噴看出水中含有鈣鎂、氯等離子,而空分機組冷卻水水給生產(chǎn)維護帶來困難。出水冷塔的水由噴淋水泵塔就用該水作為補充水源,而且冷卻水塔運行中水加壓后到冷凍機內(nèi)降溫,水中的鈣鎂、氯等離子及雜大量蒸發(fā),而蒸發(fā)的水為純水,水中鈣鎂氯等離子質(zhì)也不停地在冷凍機蒸發(fā)器內(nèi)析出結(jié)垢所以冷凍機仍留在了循環(huán)水中,這樣循環(huán)水中鈣、鎂、氯等離子運行一段時間就必須酸洗蒸發(fā)器,才能保證冷凍機的濃度不斷增加,這也是造成冷凍機及冷卻水塔結(jié)垢正常工作。故此循環(huán)系統(tǒng)存在弊端。的重要原因(2)水系統(tǒng)的流程不合理。從圖1流程圖上分4改造措施析,由水冷塔、噴淋水泵、冷凍機、空冷塔組成外循環(huán)(1)將水系統(tǒng)水路改成內(nèi)循環(huán),工藝流程見圖2。S10710生活水內(nèi)環(huán)圖2改造后水冷卻系統(tǒng)流程從圖2可知空冷塔出來的水回到水冷塔降溫,再環(huán)水,該水在沒有生活水時作為補充水源。由噴淋水泵加壓后到冷凍機降溫然后到空氣冷卻塔,3)水冷塔加高,在原來的高度上又增加6m冷卻空氣又回到水冷塔。由水冷塔、噴淋水泵、冷凍并相應(yīng)地將噴頭改高,并且在增高部分上增加填料機、空冷塔組成的封閉循環(huán)稱為內(nèi)循環(huán)流程在這種環(huán),增大了換熱面積。使出水冷卻塔的冷卻水溫度內(nèi)循環(huán)流程中損失的水分非常少,而損失的水分是由進一步降低,冷凍機負荷也會減少,降低了電耗生活水補充所以內(nèi)循環(huán)流程冷卻循環(huán)水中的鈣、鎂、(4)每周分析3次空氣預(yù)冷系統(tǒng)的循環(huán)水質(zhì),氯等離子及雜質(zhì)不會像原流程那樣不斷地增加。根據(jù)水質(zhì)化驗結(jié)果決定是否置換部分循環(huán)水,保證(2)改造后的空氣預(yù)冷系統(tǒng)補水是由兩路補水水質(zhì)達標。目前已由原來的每天加1桶水處理劑改組成;第一路用含鈣、鎂、氯等離子及雜質(zhì)很少的生為1周1桶,很大程度上節(jié)約了水處理藥劑的使用活水來補充損耗的循環(huán)水。第二路由水塔提供的循量。(下轉(zhuǎn)第27頁)第3期提高包鋼廠外翻車機作業(yè)效率的途徑27就由包鋼完成,減少了與路局聯(lián)系對位的中間環(huán)節(jié),著一定的運輸安全隱患問題,不能從根本上解決問降低了對包頭西站機車配合作業(yè)的依賴程度對翻車機的作業(yè)效率提高的作用不大。不利方面:①在安裝撥車機時需將翻車機大門方案1的提出,減少了對包頭西站機車配合作擴大25m,經(jīng)專業(yè)施工對其進行改造后,方可安裝業(yè)的依賴增加了翻車作業(yè)中包鋼自由掌控力減少撥車機。②在整列配車時及收集翻卸完的空車時還了配合作業(yè)費用的支出。先進的綜合作業(yè)模式,提需路局進行配合。高了包鋼廠外翻車機的作業(yè)效率,提高了包鋼翻車(2)方案2:由包鋼運輸部承擔在包北翻礦區(qū)及機卸車保產(chǎn)能力,同時也分擔了包鋼廠內(nèi)的精煤翻翻煤區(qū)的作業(yè)。卸車壓力,提高了包鋼廠內(nèi)鐵路運輸車輛的周轉(zhuǎn)效有利方面:由包鋼機車配合翻車機作業(yè),可很大率,在包鋼生產(chǎn)運輸及卸車工作中取得非常好的效程度地改善翻卸車作業(yè)的配合,完善和改進作業(yè)時果。間和模式且發(fā)生管理和安全職責不清時,可由包鋼5結(jié)束語專業(yè)管理人員進行有效的協(xié)調(diào),整體作業(yè)的配合將有很大的改善。改變過去落后的作業(yè)模式根據(jù)客觀條件合理不利方面:①包鋼運輸部的機車在包頭西站作調(diào)整作業(yè)模式采用高效的作業(yè)模式是今后企業(yè)在業(yè)區(qū)作業(yè)環(huán)境不熟悉;②由于包北翻礦區(qū)及翻煤區(qū)各個生產(chǎn)、保產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)上實現(xiàn)降低成本、提高企業(yè)設(shè)備屬于包頭西站,設(shè)備維護及檢修方面存在與車效益的重要手段。隨著交通運輸技術(shù)和科學(xué)創(chuàng)新技站、列檢、工務(wù)、電務(wù)等多方面的協(xié)調(diào),而且在作業(yè)術(shù)的發(fā)展,將會有更新、更好的作業(yè)模式加入到企業(yè)時,還需包頭西站下達作業(yè)計劃,作業(yè)進路的道岔、生產(chǎn)運輸這一行列中來為企業(yè)的發(fā)展做出更大的信號由包頭西站作業(yè)人員控制,作業(yè)過程由包鋼運貢獻。輸部執(zhí)行,這在運輸組織上非常不合理,存在嚴重的參考文獻運輸安全隱患4優(yōu)化方案評價[1]陳榮,吳金南.基于內(nèi)部物流一體化的鋼鐵企業(yè)物流組織模式研究[J].技術(shù)經(jīng)濟,2005綜合包鋼廠外翻車機現(xiàn)有作業(yè)模式,結(jié)合翻車10:20-24機作業(yè)效率的提高優(yōu)化方案,從作業(yè)效率的提高、降[2]溫筱婷,楊欣鋼鐵企業(yè)原材料運輸優(yōu)化問題低費用的支出方面進行綜合性的評價研究[].商品配送,2008,4:5-8方案2的實施難度大,運行成本較高,并且存在(上接第20頁)外,系統(tǒng)運行至今未更換過填料環(huán),更換一次填料環(huán)的費用在50萬元左右?？諝忸A(yù)冷系統(tǒng)改造后操作5結(jié)束語與原來相同,而且空冷塔、水冷塔水位運行穩(wěn)定空氣預(yù)冷系統(tǒng)改造后,空氣預(yù)冷系統(tǒng)的循環(huán)水參考文獻水質(zhì)得到了改善,接近生活水水質(zhì),減少了水中鈣鎂、氯等離子。水冷塔及冷凍機減少了結(jié)垢,延長了[1]湯學(xué)忠,顧福民,新編制氧工問答[M].北京空分機組運行周期,降低了生產(chǎn)成本,水冷塔頂部沒冶金工業(yè)出版社,2009有再發(fā)生噴水事故,節(jié)約了生產(chǎn)用水。每年節(jié)省酸[2]余曉贊,王宇翔.空氣預(yù)冷系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢原因洗費用28萬余元,節(jié)約加藥費用43萬元左右。此及處理[M].深冷技術(shù),2012,(3):13-16