图为余热锅炉在车间的加工现场 

  4月5日，由兰州兰石重型装备股份有限公司自主研发、设计、制造的国内首套大型20万标准立方米/小时煤制氢装置立式余热锅炉，发往盘锦浩业化工有限公司现场进行安装。 
  该锅炉直径3800毫米、高39200毫米，由火管炉Ⅰ、过热器、火管炉Ⅱ和省煤器4部分组合而成。兰石重装控股子公司瑞泽石化负责工程设计、兰石重装负责EPC总包及核心设备制造，采用兰石研究院提供的循环流化床加压煤气化工艺包技术。 
  据公司热能工程事业部负责人金宇介绍，整个工艺过程是将前端气化炉反应后的950℃高温煤气，通过余热锅炉换热产生450℃的中压过热蒸汽，同时将高温煤气降温至200℃左右进入后续工艺。此外，该装置是目前国内处理量最大的立式水/火管组合式余热锅炉，数台业内常见的3万标准立方米/小时锅炉组成一组，才能达到同样的功效。 
  “整个项目设计难度最大的是火管炉Ⅰ和火管炉Ⅱ，均属于立式挠性薄管板余热锅炉，尤其在上管板流动死角区位置容易集气造成设备超温损坏。公司研发人员利用多年积累的设计经验，通过仿真模拟，采用新型专利结构解决了这一难题。同时对设备进行了整体优化设计，保证了装置在各种负荷下的设计工艺要求。”金宇说。 
  据了解，此设备是由兰石重装热能工程事业部承制。事业部团队由精通传热计算、流体动力学分析、应力分析设计的化工工艺、化工机械、热能工程等专业人员构成，对各种类型的高温高压余热锅炉有着丰富的设计经验。他们对项目进行了大量的分析和计算，最终通过流体动力学分析解决了流动死区引起顶部管板超温损坏设备的问题，完成了挠性薄管板的应力分析设计以及整体设备的结构设计。不仅保证了装置在各种负荷下的设计工艺要求，也为该类型设备实现大型化奠定了基础。 
  另外，该事业部之前设计的POX装置的转化余热锅炉工作温度1300℃，工作压力5.0兆帕，H2含量60%，是国内运行条件最苛刻的余热锅炉，已经在某厂焦炉气制甲醇装置中稳定运行了5年。设备核心结构已取得国家专利，并应用在多个国内首套装置中。本次设计的余热锅炉是在此基础上的放大，实现了国产大型煤制氢装置的产业化。