Описание рабочего места аппаратчика отделения конверсии и парообразования, страница 7

Перед трубчатой печью газовая смесь смешивается с водяным паром до соотношения пар : газовая смесь, равного (3,1÷3,4)м33, что соответствует соотношению пар : природный газ (3,6÷4,0)м33.

Давление газовой смеси до клапана FV-1 поддерживается автоматически регулятором РС-7005.

Расходы газовой смеси и пара поддерживаются автоматически регуляторами FС-1 и FС-2, c контролем соотношения между ними по FC-18.

При этом байпас регулирующего клапана FV-2 должен быть полностью открыт. Недопустимо снижение соотношения пар:газ ниже 2,7:1 из-за возможного выделения свободного углерода, который отлагается на поверхности катализатора и разрушает его. Необходимое соотношение пар:газовая смесь устанавливается и поддерживается автоматически при установке регулятора FС-1 в режим «автомат» и регулятора FC-2 в режим  «автомат».

Для обеспечения безопасной работы предусмотрено автоматическое закрытие регулирующего клапана FV-1 и электрозадвижки НCV-7, установленных на линии газовой смеси, при срабатывании блокировок группы «А», «АА».

Предминимальные расходы газовой смеси, пара и снижение соотношения пар : газовая смесь до 2,7:1 сигнализируется в ЦПУ.

Минимальный расход газовой смеси по FСS-1 и FСS-13 - 25000м3/час (6,94 м3/сек) и максимальная температура на выхо­де из печи поз.107 (865 °С) по T-3 включены в блокировку группы «А», которая переводит установку в безопасное состояние:  

·  при неисправности датчика или повышении температуры  конвертированного газа после трубчатой печи п.107 TCS3 более 865 С  и одновременном увеличении по четырем и более расчетным температурам ТS21(1 – 24) более 840 C;

·  при снижении объемной подачи газовой смеси в трубчатую печь п.107  FCS-1, FCS-13 менее 25000 м3/ч и одновременном повышении более 865 С или неисправности датчика температуры конвертированного газа после трубчатой печи п.107 TCS-3 с выдержкой времени 5 сек.

·  при снижении расхода пара на смешение по FCS-2, FS-33, FS-34 менее 80 м3/ч с выдержкой времени 5 сек.

Также по T-3 выполнена блокировка остановки агрегата по группе "В" с прекращением подачи воздуха в шахтный реактор поз.110 при неисправности датчика или понижении температуры конвертированного газа после трубчатой печи п.107 TCS-3 менее 600 С и понижении средней температуры в трубчатой печи п.107 менее 650 С с выдержкой времени 5 сек. Средняя температура в трубчатой печи вычисляется как среднее арифметическое из максимальных температур каждого ряда;

После смешения с паром  парогазовая смесь с температурой 360÷390 °С по Т-18 направляется в змеевик подогревателя парогазовой смеси (ПГС), расположенный в конвекционной зоне трубчатой печи поз.107, где подогревается за счёт тепла дымовых газов, образующихся при сжигании топливного газа в потолочных горелках, до температуры не более 480-520°С по Т-19. Максимальная температура ПГС на выходе из подо­гревателя сигнализируется в ЦПУ. Далее парогазовая cмесь распределяется по 12-ти коллекторам, расположенным равномерно над сводом печи поз.107. К каждому коллектору подсоединено по 42 реакционных трубы, опущенных на специальных подвесках в радиантную зону печи.

В реакционных трубах, загруженных  никелевым катализатором, при темпера­туре      760-830°С (на выходе из труб) и давлении не более 37 кгс/см2 (3,7 МПа) осу­ществляется процесс паровой каталитической конверсии метана природного газа по реакциям:

СnН2n + nН2О                    n СО + (2n+1) Н2 - 49,3 ккал

СН4 + 2Н20              С02 + 4Н2 -39,5 ккал

СО + Н2О                 С02 + Н2 - 9,8 ккал

СН4 + СО2               2С0 + 2Н2 - 59,1 ккал

В случае снижения соотношения пар-газ 2,5:1 возможно выделение свободного углерода (за счёт крекинга метана) СН4                                                                            2H2+C который, отлагаясь на катализаторе, снижает его активность. При этом происходит разрушение зерен катализатора и рост гидравлического сопротивления слоя катализатора.

Углерод, если только труба им не забита, может быть полностью удален обработкой паром при температуре 800°С в течение 12÷24 часов.

С + Н2O                   С0 + Н2

Длительная подача пара без природного газа приводит к окислению металлического активного никеля.

Парогазовая смесь движется по реакционным трубам нисходящим потоком, подвергаясь конверсии по приведенным выше реакциям. В нижней части реакционной зоны реакционные трубы объединяются соответственно в 12 коллекторов, из которых конвертированный газ с помощью подъёмных труб (по одной трубе из каждого коллектора) отводится в общий передаточный коллектор, расположенный над сводом печи и поступает в смеситель реактора вторичного риформинга 110 с температурой не более 860 °С. Максимальная температура на выходе из поз.107 (865°С) сигнализируется на ЦПУ по TS-3.

Общее сопротивление реакционных труб измеряется прибором DP -1010, а давление парогазовой смеси на входе в реакционные трубы контролируется по P-10. Остаточная объемная доля метана в конвертированном газе после трубчатой печи составляет 9-13 %

(по сухому газу) и определяется автомати­чески прибором Q-1. Объемную долго оксида углерода (9-10 %) и водорода (67-71 %), определяют автоматическими газоанализаторами

Q-11, Q-12.   

Тепло, необходимое для пpоцесса конвеpсии метана, подводится к тpубам в камеpе pадиации за счет сжигания топливного газа в потолочных гоpелках печи. Тепловой режим печи первичного риформинга поддерживается автоматически регулятором ТС-21, который выдерживает заданную температуру газа на выходе из реакционных труб с учетом :

·  показаний 24-х термопар Т-21/1÷24 выхода газа из реакционных труб ;

·  общего расхода топливного газа на потолочные горелки F-8;

·  давления в коллекторах топливного газа на потолочные горелки Р-3/1÷13;

·  нагрузки по технологическому газу F-1.

При достижении предмаксимальных значений следующих параметров включаются в работу защитные регуляторы, разгружающие печь по топливному газу :

·  РСН-2  при разряжении в радиантной зоне печи минус 2,0 мм.вод.ст.