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研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用
中国设备工程 2021.04 (下)
锅炉氧量越大。图5所示为布风系统改造前后锅炉氧量的变化。二次改造后锅炉氧量比改造前增加较明显，这是因为二次改造风管数量增加了一倍，增加了一次风风量，从而氧量增加。三次改造后锅炉的流态得到较大改善，一次风量减少，
锅炉氧量降低。
图5 改造前后锅炉氧量的变化
2.5 布风系统改造对炉膛温度的影响
布风系统布置对锅炉炉膛温度具有直接的影响。如图3-5所示为布风系统改造前后锅炉炉膛温度的变化情况。测点1、测点6为锅炉两侧温度测点，测点2～5为锅炉前墙温度测点。从图中数据可以看出，一次改造后锅炉两侧墙温差接近120℃，通过三次改造两侧墙温差降低至20℃左右，说明三次改造有效改善炉膛温度分布，使炉膛两侧温度维持在相对平稳的水平。同时，分析三次改造后的前墙测温点数据可以发现，前墙温度较改造前均匀性增加，说明三次改造明显提高了布风系统布风均匀性，优化了炉膛燃烧状况。3 结语
（1）良好的布风系统是保证CFB 锅炉床内流化质量的关键。本文研究发现，垃圾焚烧锅炉在焚烧含铁丝类造纸垃圾时，一次风并不能使铁丝悬浮，炉内流化效果较差，同时，未燃物料在排渣管复燃，造成排渣管堵管。
（2）二次改造通过布风板水平布置、增加风帽数量的
方式，有效降低了布风板阻力，但一次风风量、风压均较改造前增加，并且排渣管堵塞现象并未得到
有效改善。
（3）三次改造通过打通风管的方式，降低了布风板阻力，有效优化了床内流化质量，同时，降低了一次风风量和风压，降低了风机能耗，锅炉的各项运行数据都得到了明显改善。
（4）本文提出的改造方法简单易行，可供在运行中存在排渣管堵塞现象的CFB 锅炉改造借鉴。
参考文献：
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1 工艺流程简述
中海石油建滔化工有限公司甲醇项目于2006年投产成功，采用德国鲁奇专业技术，生产出合格的精甲醇。设计年产量为60万吨，日产量为2000吨，日天然气消耗为320万立方米。
甲醇精馏采用两塔精馏工艺，其中从合成塔过来的粗甲醇在膨胀槽中闪蒸，粗甲醇压力由合成压力约从10MPa 降到0.43MPa，闪蒸后的粗甲醇送往精馏单元，经两塔利用转化气余热与蒸汽加温精馏净化成产品甲醇，闪蒸气送转化炉做燃料。精馏系统第一个塔为预塔，在这里低沸点的醛、酮等轻组分在塔顶被除去。甲醇蒸汽被风冷及水冷冷凝下来全回浅析降低精馏塔废水中的醇含量
饶建鑫，徐冰，陈勇，毛司理，余涛
（中海石油建滔化工有限公司，海南 东方 572600）
摘要：甲醇在化工行业运用广泛，为了提高甲醇的回收率，降低精馏过程中废水的甲醇含量，不仅能
提升甲醇产品合格率，也能提高甲醇的产量。本文对中海石油建滔化工有限公司甲醇精馏装置系统进行了分析，分析运行过程中出现的问题，并对工艺操作指标进行了一系列调整，工艺操作进行了优化，达到提高甲醇质量、降低废水醇含量的目的。
关键词：甲醇精馏；醇含量
中图分类号：X781.4 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）04（下）-0118-03
流返回预塔内。预馏后的甲醇离开预塔底部被甲醇泵送入主精馏塔。高沸点副产物（主要为高级醇和水）与甲醇被分离开来，甲醇蒸汽在主精馏塔顶部冷凝，一部分作为冷量回流液回流到塔顶，其余的作为产品送往成品区。2 影响精馏塔底醇含量原因分析
甲醇在精馏过程中随着操作参数与条件控制，都会对精馏塔精馏效果产生影响，对精馏塔的管控不仅能提高甲醇的精度，也能控制塔底废水的甲醇含量。
按照公司要求，利用全面质量管理理念，将精馏废水中甲醇含量降低到小于0.11%以下。生产初期我们现在对1～6
月分析记录，把每月分析塔底废水中甲醇平均含量进行统
图6
改造前后锅炉炉膛温度的变化
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中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i n
g
中国设备工程 2021.04 （下）计。如表1所示。
表1 废水中醇含量及合格线
1～6月废水中甲醇含量实测平均值
公司要求0.23%
＜0.11%
得出精馏废水中甲醇含量明显高于设计值，高于标准。原因分析：
（1）转化气出口温度波动、导致再沸器出口温度波动，使塔底温度波动大。
转化单元原料气出口温度受转化负荷、组分、燃料气影响，分别对转化个指标进行监控，如表2示。
表2 转化负荷与燃料气变化下再沸器出口温度比较日期
3.3 3.24
4.15 4.28
5.2
6.6转化负荷NM 3/H 800007900075000805007300079500组分（CH4%）60^%61%60.5%59.8%60.7%60.2%燃料气NM 3/H 520005700048000530004500051500再沸器℃
117116114118113116
在蒸汽加热器流量稳定下，做出精馏塔塔底温度对比，得出塔底温度变化如表3。
表3 塔底温度变化表
日期 3.3 3.24 4.15 4.28 5.2 6.6塔底温度/℃
108
107
105
110
104
108
从表3可以看出，转化气再沸器热源温度直接受转化负荷及燃料气影响，温度处于低于108℃以下或高于109℃以上，容易造成精馏塔中甲醇含量高，转化热源的变化是精馏塔塔底温度波动大的根本原因。
（2）蒸汽加热器疏水器堵塞、蒸汽加热量不稳定。对蒸汽冷凝液流量进行监控，基本达到设计值47t/h，不断跟踪数据，每天不定期进行统计，观察实际指标在设计范围内。蒸汽冷凝液流量平稳，管道疏水器运行正常。冷凝液管道疏水器堵，不是主要原因。
（3）精馏负荷入料量变化大。在不调整转化出口温度及蒸汽加热器蒸汽量的同时，调整精馏负荷，增大精馏塔入料量，观察塔底温度变化及塔底醇含量变化，如表4所示。
表4 入料量与塔底温度变化及塔底醇含量对照表时间 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14入料量T 89T 90T 91T 92T 93T 94T 95T 塔底温度℃108108107107
106
106105塔底醇含量%
0.18
0.18
0.20
0.200.21
0.21
0.21
从表4可以看出，塔底温度随着入料量的变化逐渐降低，且塔底水甲醇含量逐渐升高，如此可得出，精馏塔入料量的大小决定塔底温度及塔底醇含量的根本原因。
（4）增加精馏塔加热蒸汽量，观察塔底温度变化及塔底甲醇含量变化，得到表5，如图表所示。
可以观察到随着加热蒸汽量的提升，使得塔底醇含量明显下降。
通过上述问题基本确定影响精馏塔塔底醇含量主要因素为：
①塔塔底温度低。
②转化负荷波动。转化出口温度波动。③精馏负荷入料量变化。3 处理过程
根据要因分析，针对已确认的可控因素，拟定相应措施，制定出切实可行的计划
处理过程一：控制塔底温度
由于热源控制较低，甲醇下移进入塔底，使塔釜温度低，塔釜中甲醇含量增加，容易造成废水超标，适当加大热源，提高塔温度，并增加精甲醇回流量1吨，产品质量不受影响，故将温度由100～105℃提高到109～112℃。观察如表6所示。
kara组合图片
表6 调整塔底温度醇含量的变化
日期温度（℃）精馏塔塔底中甲醇含量（%）调整前调整后调整前调整后9.81031090.250.079.151041000.160.079.26
105
101
0.18
0.08
通过对塔底温度的调整，塔釜甲醇含量下降，塔底中的甲醇含量最低降低到0.07%。说明方案实施有效。
处理二：转化组分稳定、出口温度及燃料气控制稳定由于转化热源控制受负荷、组分影响，控制转化气出口温度在840～843℃，防止过高热量或过低。
加上转化负荷调整及组分波动容易造成精馏系统温度波动，温度低使塔釜温度低，塔釜中甲醇含量增
加，容易造成废水超标，温度高产品中重组分升高，容易造成产品质量事故，此时，需要严格把控转化出口温度，防止波动。
处理三：调整精馏塔入料量及蒸汽量通过控制除甲醇进料量，把控进料量与蒸汽量相辅相成，同时控制，适当加减蒸汽量，能够及时调整，将塔底温度波动范围控制在1～2℃，精馏塔塔底温度平稳后，塔底水中甲醇含量降低并稳定，最终保证了废水中甲醇含量可以控制在要求范围内。如表7所示。
表7 入料量与蒸汽量变化下醇含量的对比
6.2
6.3 6.4 6.5 6.6 6.7入料量T 85T 86T 87T 88T 89T 90T 蒸汽量T 47T 4
7.2T 47.5T 47.8T 48T 4
8.3T 醇含量%
0.07
0.08
0.07
0.07
0.09
0.07
可得出转化再沸器热量稳定的情况下，增加入料量，适当增加蒸汽量，能完好地控制塔底醇含量。4 统计
通过论证，1～10月实施了以上相关对策，并对废水中甲醇含量进行统计，结果取得了非常理想的成果。统计见表8所示。
表5 增加加热蒸汽量塔底醇含量变化时间
5.22 5.23 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28蒸汽量T
47.5T
48T
48.5T
49T
49.5T
50T
50.5T
塔底醇含量%0.28%0.25%0.18%0.13%0.11%0.09%
0.08%
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研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用
中国设备工程 2021.04 (下)
近年来，3D 打印技术，特别是DLD（Direct Laser Deposition，直接激光沉积）技术在喷气发动机和涡轮发电机关键部件的制造和维修中得到了越来越多的应用，其中内流道通常是重要的特征。传统上在如DLD 或FDM（熔融沉积成型）工艺中，需要支撑结构来避免熔融材料在印刷过程中的塌落，这既耗时又浪费材料。此外，支撑结构的拆除过程也是不可避免的，这造成了时间、材料以及人力成本的再次浪费。对于像喷气发动机燃料喷嘴或涡轮这样的零件，内流道的形状因需要满足流体力学等方面要求而不能完全根据制造工艺的要求修改，因此，使用3D 打印成型时，就需要从减少支撑的角度考虑，需要一种无支撑的3D 打印方法来制造这类零件。
支持无支撑3D 打印的方法主要有三类：分区组合方法、自支撑方法和多向打印方法。分区组合方法首先将一个模型分成有限的小部件，然后，在无支撑结构的情况下分别进行打印，再将这些小部件组合成一个整体。在这一领域，Xiangzhi Wei 等在2017年提出了一种特别适用于外壳模型的无支撑打印的基于骨架的分割方法，该方法可以“同时尽量减少接缝和裂缝的影响”。E、Karasik 等人还提出了一种新的模型划分方法，其中划分平面“不是随机选择的，而是
针对内流道零件的
无支撑增材制造成型方法探讨
郭生1，杨建宇2
（1.沈阳机床（集团）有限责任公司钣金事业部，辽宁 沈阳 110142；
2.东北大学机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819）
摘要：本文针对带有内流道的厚壁零件提出一种根据内流道方向而改变的多方向分区和等厚切片方法。使用该方法，结合多方向3D 打印设备和恰当的工艺参数可以打印具有内流道结构的零部件而不需要产生支撑结构。本文综述了在该方向上的同行研究情况，并在此基础上首先探讨了基于激光沉积成型工艺或针对金属材料的熔融沉积工艺的多方向无支撑成型的条件，然后，提出了多方向分区和切片的实施过程，分析了该方法的适用条件并进行了计算机仿真。在仿真过程中，分区的方向是随着内流道的方向确定的，分区的位置以及切片的厚度可以根据打印使用的工艺参数为基础进行确定。仿真结果表明，所提出的方法能够按照既定构想产生确定的分区位置，并实施期望的切片过程。
关键词：3D 打印；多方向切片；内流道零件；模型分区
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）04（下）-0120-05
通讯作者：杨建宇。
从识别和解决各种常见几何构型的形状分析例程中派生出来的”。尽管分区组合工艺满足支持要求，但它将制造过程分为“打印”和“组合”两个步骤。在印刷步骤后，必须附加次要零件，这可能涉及更复杂的
焊接过程，尤其是在处理金属材料时。从这个角度来看，分区组合工艺目前更适合使用塑料材料的FDM 机器。
在自支撑方法领域，Haiming Zhao 等提出了一种无支撑印刷的倾斜切片方法，即“悬垂结构由相邻层支撑”。Yue Xie 和Xiang Chen 还开发了一种体素结构的内部雕刻方法，在用ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯塑料）和PLA（聚乳酸）材料印刷时，这种方法是可以让材料实现自支撑的。自支撑方法更适合于塑料等高粘度材料的无支撑打印，因为悬垂结构中的材料位置必须利用材料本身的黏度来保持。对于如熔融金属这种低黏度材料，上述方法可能无法防止材料塌落。
对于金属粉末材料的无支撑制造，例如，在DLD 工艺中，利用了工业机器人和五轴机床等多轴运动机构的多向切片和打印工艺已经被各种研究人员所接受和开发。但现有的多向切片和打印方法通常非常关注特定特征的无支撑打印，例如，面向回转体外表面或外壳工件等。2001年，Sundaram 等人提出了一种基于五轴机床的无支撑三维打印的切片方法，并
表8 调整下每月的塔底水醇含量平均值月份
内容
1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月
实测废水甲
醇含量%（平均值）
0.230.250.310.250.180.110.080.090.070.085 结语
在稳定转化出口温度及控制好精馏入料量后，提高了精馏塔塔底温度，塔底废水中甲醇含量由实施前的0.18%降到了0.08%，减少了甲醇排放，同时，也增加了甲醇产量，提高了经济效益。
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