Паровая конверсия ПГ в трубчатой печи (первичный риформинг)

Газовая смесь с давлением не более 3,7 МПа (37 кгс/см2), контролируемым по прибору Р1, объемным расходом не более 46700 м3/ч, контролируемым приборами Q1.1 и Q1.2, после регулирующего отсечного клапана QCV1 и задвижки с электроприводом HCV7, смешивается с перегретым паром давлением 4,05 МПа (40,5 кгс/см2) и температурой (360¸390)°С до объемного соотношения {(3,1¸3,4):1} {пар : газовая смесь}, что соответствует объемному соотношению {пар : природный газ} {(3,6¸4,0):1}. Соотношение {пар : газовая смесь} контролируется по прибору Q18.

Пар давлением 4,05 МПа (40,5 кгс/см2) на смешение с газовой смесью подается из системы пара 4,05 МПа (40,5 кгс/см2) агрегата через узел регулирования, который состоит из задвижки с ручным приводом, регулирующего клапана QCV2 и байпасной линии с ручной арматурой, которая во время работы агрегата должна быть открыта полностью.

Массовый расход пара по Q2.1, Q2.2, Q2.3 должен быть не более 120 т/ч.

Недопустимо снижение соотношения (пар : газ) менее (2,8 : 1) из-за образования углерода в свободном виде, проникновению его в поры катализатора и отложении на поверхности. Это приводит к снижению активности катализатора и его разрушению.

При понижении массового расхода пара на смешение с газовой смесью по Q2.1, Q2.2, Q2.3 до значения 85 т/ч срабатывает блокировка на остановку агрегата по группе «А» по схеме 2 из 3-х датчиков (Q2.1, Q2.2, Q2.3) с задержкой срабатывания 5 секунд.

После смешения ПГС поступает в змеевиковый подогреватель, расположенный в конвективной зоне трубчатой печи, называемой БТА, где за счет тепла отходящих ДГ нагревается до температуры не более 520°С по Т19. Температура ПГС перед БТА контролируется по Т18 и должна быть в пределах (350¸370)°С.

Далее нагретая ПГС с давлением не более 3,7 МПа (37 кгс/см2) по прибору Р10 распределяется по 504 реакционным трубам, расположенным в радиантной зоне трубчатой печи поз.107. Реакционные трубы расположены в 12 рядов по 42 трубы в каждом ряду. Нагрев труб производится за счет тепла, выделившегося при сжигании ТГ на 260 потолочных горелках инжекционного типа, расположенными между рядами реакционных труб (13 рядов по 20 горелок в ряду).

В реакционных трубах на никелевом катализаторе при температуре на выходе (760¸830)°С по Т21.1¸Т21.24 осуществляется паровая конверсия ПГ по реакциям:

СН4 + Н2О ® СО + 3Н2 – 206,6 кДж (49,3 ккал)

СН4 + 2Н2О ® СО2 + 4Н2 – 164,4 кДж (39,22 ккал)

СО + Н2О ® СО2 + Н2 – 41,06 кДж (9,8 ккал)

Верхние части реакционных труб печи поз.107 закреплены на пружинных подвесках, а нижними частями приварены к сборным коллекторам, в которых в месте приварки реакционной трубы имеется перфорированное донышко с девятнадцатью отверстиями Ø6 мм. Сборные коллекторы посредством подъемных стояков соединены с передаточным коллектором, находящимся в водяной рубашке выполненной совместно с водяными рубашками верхних частей подъемных стояков и водяной рубашкой шахтного конвертора.

Проходя по подъемным стоякам конвертированная ПГС дополнительно нагревается до температуры не более 860°С по Т3, замеряемой на входе ПГС в шахтный конвертор метана 2-й ступени поз.110.

При понижении объемного расхода газовой смеси по Q1.1 и Q1.2 до значения 25000 м3/ч и повышении температуры КГ после поз.107 по Т3 до значения 865°С срабатывает блокировка на остановку агрегата по группе «А» по схеме 2 из 3-х (Q1.1, Q1.2, Т3) с задержкой срабатывания 7 секунд.

При понижении температуры КГ на выходе из поз.107 по Т3 до значения 650°С срабатывает блокировка остановки агрегата по группе «В» с задержкой срабатывания 30 секунд.

Объемная доля метана в ПГС после трубчатой печи поз.107 должна быть (9¸11) % об по Аn107.1.

Перепад реакционных труб печи поз.107 контролируется по dPI-1010 (разница показаний между приборами P10 и P10.1) и должен быть не более 0,5 МПа (5 кгс/см2).

Конструкция печи первичного риформинга поз.107 предусматривает для использования тепла отходящих ДГ, образующихся при сжигании ТГ в горелках печи и вспомогательного котла поз.108, блок теплоиспользующей аппаратуры — БТА, выполненный в виде П-образного газохода.

В БТА по ходу ДГ расположены змеевики трубопроводов для нагрева:

  • 1) ПГС поступающей в реакционные трубы до температуры не более 520°С по Т19;
  • 2) ПВС, поступающей в шахтный конвертор метана 2-й ступени поз.110 до температуры не более 500°С по Т20;
  • 3) пара давлением 10,55 МПа (105,5 кгс/см2) (пароперегреватель II ступени) до температуры не более 490°С по Т1;
  • 4) пара давлением 10,55 МПа (105,5 кгс/см2) (пароперегреватель I ступени) до температуры не более 430°С по Т16;
  • 5) подогрева природного газа в ППГ-2 до температуры (370÷400)°С по T101;
  • 6) подогрева питательной воды в ППВ-2, поступающей в паросборник поз.109 до температуры не более 300°С по T1
  • 7) ТГ, поступающего на сжигание в поз.107 в горелки пароперегревателя, до температуры не более 155°С по Т40.
  • 8) подогрева природного газа в ППГ-1 до температуры (220÷240)°С;
  • 9) подогрева питательной воды в ППВ-1 до температуры (160÷180)°С.

В верхнюю часть П-образного газохода также поступают дымовые газы вспомогательного котла через шибер PCV3, которым автоматически регулируется разрежение в топочном пространстве вспомогательного котла поз.108. Разрежение контролируется по прибору Р3 и должно поддерживаться в пределах (50¸180) Па ((–5 ¸ -18) мм вод.ст).

В верхней части П-образного газохода БТА расположены 24 инжекционные горелки предназначенные для поддержания температуры перегретого пара давлением 10,55 МПа (105,5 кгс/см2) не более 490°С по Т1.

Для сушки футеровочных материалов, при первоначальном пуске печи первичного риформинга и разогреве ее после длительных остановок предусмотрены 12 туннельных горелок инжекционного типа, расположенных на отметке +1,7 м с фронтальной стороны печи первичного риформинга. Дымовые газы, образующиеся при сжигании топливного газа в туннельных горелках, проходят через 12 туннелей, расположенных между рядами реакционных труб и поступают в БТА. Всего в печи 13 туннелей. Средний туннель без горелки.

Отпарной газ после сепаратора поз.151 через ручную арматуру, отсекатель HCV103 и задвижку с электроприводом HCV102 подается через 12 трубок в каждую туннельную горелку в зону горения. При остановке агрегата по группе «А» происходит закрытие отсекателя HCV103 и электропривода HCV102.

Разрежение в радиантной зоне печи первичного риформинга поз.107 контролируется по приборам Р2.1 и Р2.2 и должно быть (50¸120) Па ((–5 ¸ -12) мм вод.ст).

Регулирование разрежения осуществляется по месту изменением числа оборотов турбин дымососов поз.121А,Б и дистанционно из ЦПУ изменением степени открытия шиберов на всасе дымососов.

При понижении разрежения в радиантной зоне печи поз.107 до значения 50 Па (+ 5 мм вод.ст.) по Р2.1, Р2.2 и остановке дымососов поз.121А, 121Б срабатывает блокировка на остановку агрегата по группе «АА» по схеме 2 из 4-х (Р2.1, Р2.2, ост.121А, ост.121Б)с задержкой срабатывания 2 секунды.

Температура ДГ контролируется по приборам:

  • Т25.1¸Т25.12 – после радиантной зоны поз.107 – не более 1082°С;
  • Т22.1, Т22.2 – после горячей зоны БТА – не более 829°С;
  • Т24 – после вспомогательного котла – не более 700°С;
  • Т26.1, Т26.2 – после смешения ДГ после горячей зоны БТА, вспомогательного котла и горелок пароперегревателя – не более 770°С;
  • Т23.1¸Т23.4 – перед дымососами – не более 220°С.

Разрежение перед дымососами контролируется по прибору Р17 и должно составлять (1,15¸1,35) кПа (– 115 ¸ – 135 мм вод.ст.).

Объемная доля кислорода в ДГ перед дымососами контролируется по показаниям автоматического газоанализатора Аn121 и должна быть (2¸4) %.

Для очистки ДГ от оксидов азота предусмотрена установка гомогенного восстановления оксидов азота, описанная в инструкции ПГУ-1.

ДГ после дымососов поз.121А,Б выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу поз.122.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector