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圖為余熱鍋爐在車間的加工現場
4月5日，由蘭州蘭石重型裝備股份有限公司自主研發、設計、制造的國內首套大型20萬標準立方米/小時煤制氫裝置立式余熱鍋爐，發往盤錦浩業化工有限公司現場進行安裝。
該鍋爐直徑3800毫米、高39200毫米，由火管爐Ⅰ、過熱器、火管爐Ⅱ和省煤器4部分組合而成。蘭石重裝控股子公司瑞澤石化負責工程設計、蘭石重裝負責EPC總包及核心設備制造，采用蘭石研究院提供的循環流化床加壓煤氣化工藝包技術。
據公司熱能工程事業部負責人金宇介紹，整個工藝過程是將前端氣化爐反應后的950℃高溫煤氣，通過余熱鍋爐換熱產生450℃的中壓過熱蒸汽，同時將高溫煤氣降溫至200℃左右進入后續工藝。此外，該裝置是目前國內處理量最大的立式水/火管組合式余熱鍋爐，數臺業內常見的3萬標準立方米/小時鍋爐組成一組，才能達到同樣的功效。
“整個項目設計難度最大的是火管爐Ⅰ和火管爐Ⅱ，均屬于立式撓性薄管板余熱鍋爐，尤其在上管板流動死角區位置容易集氣造成設備超溫損壞。公司研發人員利用多年積累的設計經驗，通過仿真模擬，采用新型專利結構解決了這一難題。同時對設備進行了整體優化設計，保證了裝置在各種負荷下的設計工藝要求。”金宇說。
據了解，此設備是由蘭石重裝熱能工程事業部承制。事業部團隊由精通傳熱計算、流體動力學分析、應力分析設計的化工工藝、化工機械、熱能工程等專業人員構成，對各種類型的高溫高壓余熱鍋爐有著豐富的設計經驗。他們對項目進行了大量的分析和計算，最終通過流體動力學分析解決了流動死區引起頂部管板超溫損壞設備的問題，完成了撓性薄管板的應力分析設計以及整體設備的結構設計。不僅保證了裝置在各種負荷下的設計工藝要求，也為該類型設備實現大型化奠定了基礎。
另外，該事業部之前設計的POX裝置的轉化余熱鍋爐工作溫度1300℃，工作壓力5.0兆帕，H2含量60%，是國內運行條件最苛刻的余熱鍋爐，已經在某廠焦爐氣制甲醇裝置中穩定運行了5年。設備核心結構已取得國家專利，并應用在多個國內首套裝置中。本次設計的余熱鍋爐是在此基礎上的放大，實現了國產大型煤制氫裝置的產業化。
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