【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用方箱式強(qiáng)制配風(fēng)頂燒爐、臥式對(duì)流段設(shè)計(jì)。該方法具有以下特點(diǎn) : 1500Nm3/h 天然氣制氫裝置項(xiàng)目建議書(shū) 四川天采科技有限責(zé)任公司 地址 : 四川成都市高新區(qū)府城大道西段 399號(hào)天府新谷 5號(hào)樓 15樓 郵編 Zip :610041 電話： 00862885326888 /13880805353 傳真 Fax： 008628853187777 Email： ： // .. 第 9 頁(yè) 共 19 頁(yè) 1) 有利于延長(zhǎng)爐管的使用壽命 眾所周知 ,在相同使用壓力情況下 ,高溫金屬材料的壽命與其承受的金屬壁溫有著直接的關(guān)系：使用溫度越高、其使用壽命呈指數(shù)關(guān)系下降。 從上圖能看出，方箱爐爐管為雙面輻射，而圓筒爐為單面輻射、單面反射， 所以，如果采用相同的反應(yīng)強(qiáng)度（即爐管的傳熱量相等）和出口溫度，那么圓筒爐爐管迎火側(cè)壁溫一定大于方箱爐。制氫轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化管工況已經(jīng)十分惡劣，其金屬壁溫已高達(dá) 950度左右 ,所選用的 hpnb材料設(shè)計(jì)使用壽命為 10萬(wàn)小時(shí)，而壁溫較高的圓筒爐爐管壽命必然會(huì)縮短。同時(shí) ,由于圓筒爐為單面輻射、單面反射，徑向溫差較大，也容易使?fàn)t管變形。方箱爐由于熱場(chǎng)分布均勻，爐管徑向溫差小，不易變形、使用壽命長(zhǎng)。 2) 有利于裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行 由圖可以看出，圓筒爐只有一個(gè)燃燒器 ,一旦熄火就必須緊急停爐，然后吹掃后重新點(diǎn)火，裝置重新恢復(fù)供氣 需要數(shù)個(gè)小時(shí)時(shí)間。而方形爐有多個(gè)燃燒器 ,可以有效維持爐溫在 800度以上 ,熄火機(jī)率非常小，即使某個(gè)燃燒器熄火，由于爐內(nèi)仍有其它明火持續(xù)引燃 ,所以不需要停爐 ,只需關(guān)閉熄火的燃燒器數(shù)分鐘后重新點(diǎn)燃即可，這個(gè)過(guò)程不會(huì)導(dǎo)致氫氣停止供應(yīng)。 3) 故障時(shí)，有利于裝置快速恢復(fù)生產(chǎn) 假如由于意外原因?qū)е履掣鶢t管變形、或者產(chǎn)生熱斑甚至破裂，對(duì)于方箱爐來(lái)講 ,只需采用蒸汽降溫置換、并在通氮?dú)獗Ｗo(hù)下將該管上下豬尾管切斷、堵焊，就可重新升溫恢復(fù)生產(chǎn)（對(duì)應(yīng)燃燒器適當(dāng)關(guān)小燃料氣 ） , 損壞的爐管大修時(shí)再更換管，整個(gè)過(guò)程可以在 4~8小時(shí)內(nèi)完成 。 由于方形爐按照矩陣式布置，因而爐內(nèi)熱場(chǎng)非常容易調(diào)整。 圓筒爐為環(huán)形布置爐管、燃燒器呈星形放射式輻射傳熱，一旦某根爐管不吸熱就會(huì)引起爐內(nèi)熱場(chǎng)更加不均勻，使耐火材料受到破壞。同時(shí)，它只有一個(gè)燃燒器 ,也沒(méi)有辦法定向調(diào)整某個(gè)區(qū)域的熱量輸出。 4) 方箱爐有利減少 Nox排放量 1500Nm3/h 天然氣制氫裝置項(xiàng)目建議書(shū) 四川天采科技有限責(zé)任公司 地址 : 四川成都市高新區(qū)府城大道西段 399號(hào)天府新谷 5號(hào)樓 15樓 郵編 Zip :610041 電話： 00862885326888 /13880805353 傳真 Fax： 008628853187777 Email： ： // .. 第 10 頁(yè) 共 19 頁(yè) 方箱式轉(zhuǎn)化爐燒嘴由多個(gè)燃燒器組成，且采用套管式燃燒器，降低了火焰最高溫度；圓桶爐只有中心一個(gè)高強(qiáng)度燃燒器 ,在總輸出功率相同條件下，中心火焰溫度大于方箱爐，因而 Nox排放量也大于方形爐。 綜上所述，圓筒爐適合于小規(guī)模、低強(qiáng)度、生產(chǎn)負(fù)荷等級(jí)不高 的場(chǎng)合；方箱爐適合與生產(chǎn)強(qiáng)度高、生產(chǎn)要求連續(xù)穩(wěn)定長(zhǎng)周期場(chǎng)合，生產(chǎn)規(guī)模從幾百方到數(shù)萬(wàn)方每小時(shí)均可。 除此而外 ,本工藝設(shè)計(jì)的方形爐還有以下特點(diǎn)： 1） 最適合轉(zhuǎn)化反應(yīng)的要求 根據(jù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)需要，最大傳熱量位于工藝溫度較低的管子進(jìn)口處，其平均熱通量是爐管平均熱通量的兩倍。在頂燒爐內(nèi)，由于火焰向下，爐子上部釋放大量熱，而此處工藝氣體反應(yīng)強(qiáng)烈，吸熱強(qiáng)度大，使?fàn)t管壁溫維持較低水平，爐子下部已沒(méi)有燃燒放熱，而此處工藝介質(zhì)吸熱反應(yīng)基本完成，主要以 CO重整放熱反應(yīng)為主。因此爐管表面溫度沿軸向分布均勻，使轉(zhuǎn)化爐管的耐高溫性能得以 充分發(fā)揮，延長(zhǎng)爐管壽命。 2） 輻射效率高，燃料消耗少 火焰與工藝物流并流的另一優(yōu)點(diǎn)就是頂燒爐的傳熱方式為兩面輻射，效率要比一面輻射、一面反射效率高。同時(shí)，在頂燒爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物來(lái)自輻射室頂部的混合區(qū)。隨著燃燒物的冷卻和變重，自然趨于下流。而在底部燃燒的轉(zhuǎn)化爐內(nèi)，燃燒產(chǎn)物在輻射室的底部，隨著燃燒物的向上通過(guò)燃燒室，燃燒物冷卻下來(lái)引起逆向混合，這種逆向混合將引起輻射室壓力波動(dòng)及溫度場(chǎng)不均勻，影響傳熱效率和操作穩(wěn)定性 3） 采用臥式對(duì)流段設(shè)計(jì)，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)用量，便于維護(hù)，更有利與煙氣廢鍋采用自然循環(huán)方式，避免立式煙道 的煙氣廢鍋需要增設(shè)強(qiáng)制循環(huán)熱水泵，或建造更高的汽包安裝框架。 1500Nm3/h 天然氣制氫裝置項(xiàng)目建議書(shū) 四川天采科技有限責(zé)任公司 地址 : 四川成都市高新區(qū)府城大道西段 399號(hào)天府新谷 5號(hào)樓 15樓 郵編 Zip :610041 電話： 00862885326888 /13880805353 傳真 Fax： 008628853187777 Email： ： // .. 第 11 頁(yè) 共 19 頁(yè) 4） 采用高效空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣回收煙氣熱量，一方面可以使低熱值的解析氣燃燒充分、防止氫氣尾燒、降低燃料消耗，另一方面降低了引風(fēng)機(jī)入口煙氣溫度，使風(fēng)機(jī)和風(fēng)閥的壽命更長(zhǎng)。 5） 爐膛底部進(jìn)入對(duì)流段的位置設(shè)有輔助燃燒器，一方面可以縮短開(kāi)車(chē)時(shí)間，另一方面有利于裝置低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)調(diào)整對(duì)流段盤(pán)管組溫度，已滿足工藝要求。 關(guān)鍵設(shè)備廢熱鍋爐特點(diǎn) 該設(shè)備是維持蒸汽系統(tǒng)平衡、降低能耗的關(guān)鍵，同時(shí)也是裝置安全運(yùn)行的重要節(jié)點(diǎn)。針對(duì)以往小規(guī)模天然氣制氫中，轉(zhuǎn)化 廢鍋有出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，我公司技術(shù)部門(mén)與制造單位合作開(kāi)發(fā)的套管式廢鍋。消除管板廢鍋熱應(yīng)力，克服下集氣管與廢鍋高溫端管箱接口處斷裂的故障發(fā)生。 吸附塔 吸附塔是凈化部分的核心設(shè)備之一，設(shè)計(jì)使用壽命 10 年，循環(huán)次數(shù)達(dá) 40 萬(wàn)次，工作壓力 0~（ G）。該塔材料為 16MnR，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、機(jī)械性能、焊接性能、工藝性能，并且可以在交變載荷的作用中工作，整個(gè)容器空間全裝滿吸附劑 ,上下封頭開(kāi)孔處為折邊結(jié)構(gòu)減少應(yīng)力集中。 專(zhuān)用程控閥 由于 PSA自身工藝流程的特點(diǎn)，對(duì)程控閥有以下要求： ⑴ 動(dòng)作頻繁。一般情況下， 2～ 6 分鐘就要開(kāi)閉一次，一年按照 8000 小時(shí)計(jì)，要開(kāi)閉近二十萬(wàn)次。 ⑵ 開(kāi)閉時(shí)間要求短。一般情況下要求 2～ 3秒就要開(kāi)閉到位。 ⑶ 能用于有毒，易燃易爆場(chǎng)合。 ⑷ 能抵抗高速氣流和少量粉塵（吸附劑〕沖刷。 ⑸ 有良好的耐溫特性（ TSA）。 本項(xiàng)目采用亞連公司自己生產(chǎn)的高性能程控閥，已在幾百個(gè)工程項(xiàng)目中運(yùn)用，有成功的長(zhǎng)期工業(yè)化運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，具有非常優(yōu)良的高