航天炉中压锅炉循环水泵改造及运行总结

航天炉中压锅炉循环水泵改造及运行总结

孙  娟，童维风，黄保才

（安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽 临泉236400）

［摘  要］结合航天炉气化装置实际运行情况，探讨中压锅炉循环水泵节能降耗的可行性，通过改变叶轮直径和降低泵扬程，在确保气化炉水冷盘管换热效果的同时，降低泵的电耗，提高装置的运行效益。

［关键词］ 航天炉；水冷壁；中压锅炉循环水泵；扬程；叶轮；改造

［中图分类号］TH 311   ［文献标志码］ B    ［文章编号］ 1004-9932（2015）06-0027-02

1  概  述

气化炉水冷盘管（也称“水冷壁”）是航天炉粉煤气化装置的核心设备之一。航天炉采用密闭式盘管水冷壁辐射室结构，水冷壁外壁可以形成稳定的固态渣层3～5 mm，以渣抗渣，抵抗气体和熔渣的冲刷和磨损，保证碳化硅材料的组合结构，降低炉膛散热损失。水冷壁向火侧有密集的抓钉，用来固定碳化硅耐火层。

通过中压锅炉循环水泵将锅炉循环水加压送入气化炉水冷壁盘管内，盘管分3个部分，即渣口盘管、顶部盘管、主盘管；盘管采用四进四出结构，可以保证管程流阻分布均匀，维持水冷壁盘管内大流量的强制水循环。管内流动的水吸收炉内气化反应热后部分汽化，气化炉辐射热产生的蒸汽、水的混合物进入中压汽包（3.0～5.0 MPa、255 ℃），在中压汽包内进行气液分离，饱和蒸汽送至公司2.5 MPa蒸汽管网，分离出的液相与补入的锅炉水混合后，经中压锅炉循环水泵加压送入气化炉水冷盘管内，循环使用。由于中压蒸汽的产生，汽包液位下降，水的浓缩造成中压锅炉水电导率升高，因此要通过汽包补水阀补充新鲜锅炉水维持其液位稳定，同时对中压汽包进行排污，以确保水质合格。

为确保水冷壁内锅炉水的强制循环，设计时航天炉系统中压锅炉循环水泵扬程设计为190 m，共3台泵，单泵流量250 m³/h，正常生产时运行2台泵，总流量500 m³/h。但实际运行中，中压锅炉循环水泵电流在22 A，总流量540 m³/h，电耗偏高，运行不经济。鉴于中压锅炉循环水系统运行及主盘管内介质密度情况，通过分析，判断中压锅炉循环水泵扬程设计偏高。为此，设想在确保水冷壁冷却效果的同时，通过改造叶轮降低泵的扬程，从而降低系统的电耗。

2  中压锅炉循环水泵节电技改可行性分析

中压锅炉循环水泵单系统（见图1）共3台泵（单台泵设计参数：流量250 m³/h，功率200 kW，扬程190 m，电机效率因子0.8），2台采用6 kV电机，1台采用380 V电机，泵在气化框架4楼，标高18 m。中压汽包在气化框架9楼，标高49 m。系统正常运行时，运行2台中压锅炉循环水泵，总流量控制在500 m³/h左右，主盘管内介质密度维持在840 kg/m³，汽包压力控制在4.5 MPa，泵出口压力可达6.2 MPa。中压锅炉循环水泵与汽包的位差为31 m，不计管道阻力，至少需要0.31 MPa的压力才可将中压锅炉水送至汽包，而中压锅炉循环水泵扬程设计为190 m，即1.9 MPa的压力，远高于0.31 MPa。而在泵流量保持不变的情况下，扬程越高，所需的功耗就越高，也就造成电耗偏高。因此，要降低中压锅炉循环水泵的电耗，可通过改变叶轮的直径降低泵的扬程，在确保气化炉水冷盘管换热效果的前提下降低电耗。

图1中压锅炉循环水泵系统流程简图

3  技改情况及效果

收集中压锅炉循环水泵实际运行数据，经过航天设计院的研究、计算和设计，将泵的扬程由190 m降至150 m。技改前后中压锅炉循环水泵性能参数对比见表1。

表1  技改前后中压锅炉循环水泵性能参数对比

更多内容请见《中氮肥》2015年第6期