有热再生干燥器的优化操作
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收稿日期:2006 04 18;修回日期:2006-08-14作者简介:朱建萍(1966 ),女,助理工程师,1986年毕业于兰州石油学校石油加工专业,现为新疆乌鲁木齐石化公司炼油厂公用工程一车间工艺管理员。
有热再生干燥器的优化操作朱建萍(新疆乌鲁木齐石化公司炼油厂公用工程一车间,新疆乌鲁木齐市 830000)摘要:文章通过对有热再生干燥器再生过程的操作方法及工艺参数的改变试验,论述了关小干燥器加热冷吹阀及调整干燥器再生合格温度设定值的可行性,达到增加空压站外供净化空气量的目的。
关键词:空压站;干燥器;再生温度中图分类号:TB657 9 文献标识码:BOptimization of heat sourced regenerative dryerZhu Jian ping(First Workshop o f Public Engineering,Re finery o f Xinjiang U rumchi Petrochemical Corporation,Urumchi,830000,Xinjiang ,P R China)Abstract:Tests on operating methods and technique para meters during re generative process of a heat sourced regenerative dryer have been carried out.The test results are used to analyze the feasibility of reducing electrically heated valve opening during cooling stage and the adjustment of re generative temperature,in order to increase output purified air flux of air compression station.Keywords:Air compression station;Dryer;Regenerative te mperature前 言乌鲁木齐石化公司炼油厂建南空压站有3套HRAD 150型有热再生干燥器,为炼油厂提供净化空气。
2003年,由于有热再生干燥器运行工况不稳定,严重影响了炼油厂各生产装置的平稳运行。
其主要原因是干燥器内部耗气量大,净化空气需求量与外供量不平衡。
各生产装置的用气量约在13000m 3/h,实际外供气量在11494m 3/h 左右,外供气量不足,净化空气压力难以保证。
经过仔细研究,通过改变操作方法及调整工艺参数等方式解决了上述问题。
1 干燥器流程及净化空气供求分析1 1 工艺流程每套干燥器分别由A 、B 两塔组成,一塔工作时,另一塔再生脱附。
再生采用电加热器加热的方法,电加热器出口温度为180 ~220 ,将干燥器出口空气加热至100 时,加热结束,一般需要加热4h 。
然后冷吹至出口空气达到40 结束,一般需要3h,两塔开始均压,均压约1h 后切换到另一塔工作。
其工艺流程如图1所示。
加热冷吹用气量为加工空气量的13%左右。
1 2 供气量与各装置实际用气量分析两台压缩机实际排气量约15379m 3/h,实际外供气量约11494m 3/h,而各生产装置的用气量约13000m 3/h,实际干燥器内部气量消耗约3885m 3/h (见表1)。
内部气量消耗过大,造成外供气量不足,外供空气压力难以保证。
!55!表1 气量统计对比表参 数2004 10 122004 10 132004 10 142004 10 152004 10 16平均压缩机排气量/(m 3/h)148811570014837157751570015379外供气量/(m 3/h)111611217611665102901217611494干燥器内部气量消耗/(m 3/h)372035243172548535243885图1 HRAD 150型有热再生干燥器工艺流程简图2 外供气量小的原因分析2004年10月12日,现场检查建南空压站,对外供气量小的原因进行分析。
2 1 加热冷吹阀开度大加热冷吹阀V2开度大,去电加热器加热冷吹气量大,关小则气量减少。
再生气所需放出的热量与吸附剂解吸所需吸收的热量之间的关系为Q 再生气=Q 吸附剂+Q 损失,假定吸附剂量、被吸附介质量不变,Q 吸附剂不变,则Q 再生气不变。
若再生的其他条件不变,关小再生时加热器的进口阀门,可减少再生气的流量,再生时间则延长,再生时所需要的绝对空气量相同,但单位时间消耗的气量降低。
2004年10月12日,建南空压站有热再生干燥器加热冷吹阀V2全开,实际加热冷吹用气量较大。
因此,加热冷吹阀开度大是主要原因。
2 2 加热冷吹时间检查建南空压站DCS 系统记录,加热冷吹绝对时间均在6~7h,与设计值相同。
因此,加热冷吹时间不是主要原因。
2 3 过滤室反吹气阀开度建南空压站3台压缩机入口过滤室反吹气阀均开3到4圈,并没有全开,反吹气阀开度不是主要原因。
2 4 干燥器阀内漏检查建南空压站W 1有热再生干燥器的各个阀门,发觉其中1个阀门内漏,使净化空气外漏到大气中。
因此,干燥器阀内漏是主要原因。
2 5 干燥器外漏检查时没有发现干燥器有外漏的情况。
2 6 压缩机泄漏检查时没有发现压缩机有外漏情况。
2 7 压缩机的吸气量建南空压站压缩机的实际排气量稳定在8300~8700m 3/h,与设计值8600m 3/h 基本相同。
因此,压缩机吸气量不是主要原因。
由以上分析可知,造成外供气量小的主要原因是:加热冷吹阀开度大和干燥器阀存在内漏。
3 改进措施针对引起外供气量小的原因,制定了具体的改进措施,见表2。
表2 改进外供气量小的具体措施原 因目 标措施加热冷吹阀开度大加热冷吹空气露 点-40∀关小阀门,观察电加热器出口温度及启动时间,然后确定阀门开度;#分析有热再生干燥器外供气的露点开始变化时间,确定干燥器的切换时间。
干燥器阀内漏阀门不漏检修、更换阀门,使其不漏。
!56!4 改进措施的实施及效果4 1 控制加热冷吹阀开度4 1 1 实施步骤(1)第一阶段:2004年11月12日,按照有热再生优化方案,逐渐关小W 3有热再生干燥器的加热冷吹阀。
阀门关至30%时,有热再生气量没有变化,再生时间、冷吹时间没有变化;阀门关至15%时,有热再生总气量下降300m3/h。
电加热器出口温度及干燥器再生合格温度的设定值没有改变,电加热器出口温度为180~220,干燥器再生合格温度为100,冷吹合格温度的设定值为40。
(2)第二阶段:2004年11月18日开始,继续关小干燥器加热冷吹阀,由15%关至12%,干燥器工作时间继续延长至11h,加热时间增加到7 5h,增加3h。
冷吹时间为3 5h,干燥器出口空气露点为-58。
11月22日,进一步减小干燥器加热冷吹阀开度,关至10%,并将电加热器出口温度由180~ 220调整为190~210,干燥器工作时间延长到20h;加热时间增加到15h,增加7 5h。
冷吹时间增加到5h,干燥器出口空气露点为-56;电加热器每12min启动1次。
此时的气量统计见表3。
表3 加热冷吹阀关至10%时的气量统计数据参 数2004 11 222004 11 232004 11 24平均压缩机排气量/(m3/h)15443148271483715036外供气量/(m3/h)13457130931192212824加热冷吹用气量/(m3/h)1987173429152212调整前后的外供气量明显增加,加热器加热冷吹用气量从3693m3/h下降至2212m3/h,外供气量增加了1481m3/h。
(3)第三阶段:11月25日,调节干燥器再生合格温度的设定值,由100调整为80,冷吹合格温度的设定值由40调整为50。
理论上再生后干燥器出口温度降低,吸附剂的平均再生温度降低,加热再生温度降低,吸附容量提高,解吸效果差。
但Q吸附剂降低,干燥器的再生时间缩短,可增加均压时间。
另外,冷吹后出口温度提高,会使使用初期吸附剂床层温度过高,吸附容量低,使外供气的露点下降,但可以缩短冷吹时间,增加均压时间。
实际生产中有热再生干燥器空气露点与各参数关系见表4。
表4 有热再生干燥器空气露点与各参数关系表参 数2004 11 102004 11 122004 11 182004 11 222004 11 252004 11 262004 11 30100%15%12%10%10%9%9%干燥器电加热器出口温度/180~220180~220180~220190~210190~210190~210190~210干燥器再生合格温度/100100100100808070冷吹合格温度/40404040505050干燥器工作时间/h88 5112013 420 413 4加热时间/h3 54 57 5159 4159 4冷吹时间/h2 53 53 55454露点/-60-60-58-56-50-48-45由表4可见,11月25日干燥后空气露点为-50。
最短的干燥器工作时间为13 4h,比上一个阶段减少6 6h;再生加热时间为9 4h,比上一个阶段减少5 6h;冷吹时间为4h,比上一个阶段减少1h;均压时间为0,干燥器的再生完善程度不够。
!57!(4)第四阶段:11月26日,再次减小干燥器加热冷吹阀开度,关至9%,干燥器工作时间继续延长,由原来的13 4h延长到20 4h;加热时间由原来的9 4h增加到15h,增加5 6h;冷吹时间由原来的4h增加到5h,增加1h;干燥器空气露点为-48。
(5)第五阶段:11月30日,将干燥器再生合格温度的设定值由原来的80调整为70,冷吹合格温度没变,为50。
最短的干燥器工作时间为13 4h,比上一个阶段减少7h;再生加热时间为9 4h,比上一个阶段减少5 6h;冷吹时间为4h,比上一个阶段减少1h;干燥器空气露点为-45;均压时间为0。
到此阶段试验结束,干燥器工作时间比设计值增加了2 5倍。
另外由于电加热器开停频繁,每12min启动1次,为保护设备停止对电加热器进口阀的调整。
4 1 2 实施效果加热冷吹阀开度减小,净化空气露点可以满足工艺要求,而加热再生用气量大大减少,而且整个系统的净化空气压力稳定。
干燥器工作时间延长,再生时间也相对延长,冷吹时间相对变化较小。
随着工作时间的延长,空气露点会呈现出缓慢上升的趋势,但露点的变化较小,平均干燥前露点为-60,干燥后露点为-54,最高为-45,可以满足工艺要求。
调整前再生用气量平均3693m3/h,改进措施实施后再生用气量2212m3/h,加热再生用气量减少1481m3/h。
