许耀辉
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司300 kt/a瓶级聚酯装置配套4台产汽量20 t/h的水煤浆锅炉[三开一备，属于双盘管强制循环有机热载体锅炉（导热油锅炉）]，据河南省大气污染防治要求，2020年安化公司对导热油锅炉实施了“煤改气”改造，将其中3台水煤浆锅炉改造为了天然气锅炉（两开一备），“煤改气”后，导热油锅炉及相关配套系统需进行适应性改进。经研究及计算，于2021年6月—2024年7月陆续实施了锅炉备炉方式优化、导热油循环泵运行模式优化、汽提塔尾气处理系统优化、空气预热器改造、空压机节能改造等，取得了良好的节能减排效果，锅炉系统实现了安全、稳定、优质运行。
［关键词］导热油锅炉；“煤改气”；导热油循环泵；汽提塔尾气处理系统；空气预热器；空压机；优化改进；节能降耗
［中图分类号］TK229.8 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）02-0056-03
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）现有1套300 kt/a瓶级聚酯装置，于2014年建成投产，配套4台产汽量20 t/h的水煤浆锅炉（三开一备）为聚酯装置提供热源，本水煤浆锅炉属于双盘管强制循环有机热载体锅炉（简称导热油锅炉）。据2018年2月6日《河南省人民政府办公厅关于印发河南省2018年大气污染防治攻坚战实施方案的通知》（豫政办〔2018〕14号） “淘汰省辖市规划区内35蒸吨/时及以下燃煤锅炉” 的要求，安化公司于2020年对导热油锅炉实施了“煤改气”改造——将其中3台水煤浆锅炉改造为天然气锅炉（天然气锅炉两开一备），天然气锅炉热效率高、启停方便，只改3台即可满足整套聚酯装置生产所需,剩余1台水煤浆锅炉闲置不用。
因导热油锅炉为聚酯装置主要供热设备，锅炉系统改造势必牵一发而动全身，“煤改气”后需对导热油锅炉及相关配套系统进行适应性优化改进，以保证锅炉系统安全、稳定、优质运行。经研究及计算，可实施锅炉备炉方式优化、导热油循环泵运行模式优化、汽提塔尾气处理系统优化、空气预热器改造、空压机节能改造等，一系列优化改进落实后，可保证整套聚酯装置运行更安全、更节能。以下对有关情况作一介绍。
1 锅炉备炉方式优化
天然气锅炉具有启炉快、单炉热值高、自动化程度高、人工劳动强度低等优点[1]，“煤改气”后，安化公司导热油锅炉运行模式由原水煤浆锅炉的三开一备改为天然气锅炉的两开一备。由于原水煤浆锅炉经常发生炉膛结疤等事故而需紧急倒炉，若水煤浆锅炉冷备，紧急启用时备用炉中的大量冷油会冲进导热油系统，造成导热油温度大幅波动，影响整个生产系统的稳定运行，故备用水煤浆锅炉采用热备方式；天然气锅炉投运初期，沿袭水煤浆锅炉的备炉方式，仍采用两开一热备方式，即将聚酯装置返回的高温导热油通过导热油循环泵加压后部分送入备用炉，使备用炉内导热油保持较高的温度，便于紧急情况下可快速启用。而锅炉热备时，进入炉膛的导热油流量大（约100 t/h）、温度高（280 ℃），而出炉时油温需降至200 ℃以下，热量损失巨大。
经过长时间的运行观察，天然气锅炉运行非常稳定，没有出现过紧急倒炉的情况，且备用炉点燃启用非常便捷，可实现“一键启用”，日常定期倒炉时按照计划对天然气管线、燃烧器及炉膛进行检查即可保证备用炉安全，倒炉前只需将备用炉进油阀部分打开将备用炉油温缓慢升至200 ℃以上即可。为实现节能降耗，将天然气锅炉运行模式由两开一热备改为两开一冷备。本项优化技改于2021年6月倒炉检修时实施，由于不再将聚酯装置返回的热导热油输送至备用炉，减少了热量损失，锅炉系统天然气消耗可减少约10 m3/h（标态，下同），年可节约天然气费用约30万元。
2 导热油循环泵运行模式优化
安化公司设有4台导热油循环泵（单台导热油泵流量为630 t/h，配套电机功率为175 kW），主要为导热油循环提供所需的动力，导热油经导热油循环泵加压后进入锅炉加热，随后用于聚酯装置反应器等塔器及设备与管道的保温等，导热油循环泵在整个导热油系统中起着“心脏”的作用。由于导热油泵运行台数多、功率大，对导热油循环泵进行节能研究具有重要的意义[2-3]。
原水煤浆锅炉三开一备，导热油循环泵运行模式亦为三开一备。改为天然气锅炉后，前期导热油循环泵仍采用三开一备，但由于3台导热油循环泵的流量远大于2台天然气锅炉的需求量，造成导热油管线振动大，严重影响锅炉系统的安全稳定运行。为确保锅炉系统的稳定运行，加之天然气锅炉热效率更高，于是决定将导热油循环泵运行模式改为两开两备。2021年8月导热油循环泵采用两开两备运行模式后，锅炉系统运行更加稳定，导热油管线振动现象消失，锅炉导热油副线的压力-流量自调阀再未打开过，大大减少了锅炉导热油的自循环量。停用1台导热油循环泵后，小时节电150 kW·h，以电价0.74元/（kW·h）、年运行时间8 000 h（下同）计，年可节约电费约89万元。
3 汽提塔尾气（不凝气）处理系统优化
安化公司聚酯装置运行中产生约8 t/h的酯化水，其中含有少量乙醛、乙二醇等有机物，酯化水的COD一般在20 000～30 000 mg/L。日常生产中酯化水经汽提塔汽提脱除乙醛等不凝气后送入污水处理系统处理，乙醛等不凝气则送入锅炉系统进行掺烧处理[4]，而由于送往锅炉焚烧的不凝气中含有大量水蒸气，输送过程中在管道内部冷凝形成凝液，凝液需定期人工排放，经常由于排放不及时而使部分凝液进入锅炉炉膛。“煤改气”前，锅炉系统燃料为水煤浆，部分凝液进入锅炉系统后不会对其运行造成影响；“煤改气”后，尾气管线入口布置在锅炉炉膛底部燃烧器附近，凝液排出不及时时，存在凝液（尤其是在冬春季节，气温低，管道内凝液产生量大）瞬时大量进入天然气锅炉炉膛后喷洒到锅炉底部的可能，瞬时大量汽化形成的水蒸气会对燃烧器的运行造成很大影响（曾多次出现天然气燃烧器火焰晃动现象），严重时可能导致燃烧器熄灭（出现过2次其中一台燃烧器熄灭的现象），存在极大的安全隐患。
为保证锅炉系统的稳定运行，在进锅炉前的不凝气管线上增设自动疏水装置，避免因排液不及时而造成燃烧器熄火。本项技改于2022年3月锅炉检查倒炉期间实施，技改后锅炉运行稳定，再未发生过燃烧器熄火的情况。
4 空气预热器更新改造
更多内容详见《中氮肥》2025年第2期