四川美丰化工股份有限责任公司绵阳分公司二分厂Ⅱ氨装置于2001年建成投产,设计合成氨生产能力为5万t/a。装置经7 a运行后,对流段盘管内、外管壁结垢,换热效果逐渐变差,加之二分厂装置是由1套直接转化和1套CCR配套尿素装置组成的,蒸汽供应紧张,为供应更多的蒸汽,直接转化对流段侧烧温度一直控制较高(550 ℃左右);一段炉对流段排烟温度逐渐上涨至现在的220 ℃(设计温度186 ℃),热能损失不断增大,虽然在2007年12月大修时增加了一段炉前置烧嘴,用放空尾气燃烧提高热量,将侧烧热能部分前移,但排烟温度仍然高达195 ℃。为降低烟道气出口温度,提高转化炉热效率,分公司组织技术攻关小组通过收集数据分析后,采取了以下改造方案。
1.对对流段尾端两组烟道作改造,改变烟气流通路径,以增加盘管放置空间。
2.对流段增加1组锅炉给水盘管,换热面积为502 m2,与原锅炉给水盘管串联;原锅炉给水盘管位置后移,新增加的锅炉给水盘管在原锅炉给水盘管位置。这样可将锅炉给水温度从110 ℃提高到130 ℃左右,使一段炉的排烟气热能得到充分回收,烟道气排烟温度从现在的195 ℃降到160 ℃左右,同时系统的外供蒸汽量增加。
通过采取以上措施,烟气带出的热损失由7.099 MJ/h降低到5.894 MJ/h,节约天然气31.38 m3/h,全年(按运行300 d计)可节约天然气22.6万m3,改造效果良好。