趙春輝

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司安全監(jiān)督部，新疆烏魯木齊 830022）

1 前言

2010年9月八鋼焦化老區(qū)新建氨分解系統(tǒng)投產(chǎn)，此系統(tǒng)煤氣和空氣以及氨汽均采用三閥組系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速切斷，并且采用了遠(yuǎn)程控制和多種連鎖關(guān)系，由于受蒸氨系統(tǒng)生產(chǎn)不正常的影響，氨分解系統(tǒng)穩(wěn)定性差，經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)火故障。運(yùn)行2年多來(lái)，通過(guò)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的分析和實(shí)驗(yàn)，不斷總結(jié)和改進(jìn)，提出了一些改進(jìn)措施，效果已得到驗(yàn)證，生產(chǎn)趨于穩(wěn)定。

2 氨分解生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

氨分解主要工藝流程圖如圖1，工藝技術(shù)指標(biāo)如下：

氨汽處理能力：3.3 t/h；

催化床溫度：1100～1150℃；

氨分解率：99%；

焦?fàn)t煤氣用量：約2400 m3/h；

燃空比：1：4.3；

尾氣溫度：150～200℃；

煙囪吸力：約-150 Pa。

蒸氨塔頂部的氨汽在調(diào)節(jié)閥的分配下，通過(guò)保溫管道進(jìn)入氨分解爐，在催化劑的作用下分解成氮?dú)夂蜌錃?，廢氣經(jīng)蒸氨廢水冷卻后由煙囪排入大氣。氨分解爐燃燒及點(diǎn)火用煤氣、空氣都設(shè)有切斷閥及調(diào)節(jié)閥，若出現(xiàn)煤氣壓力、空氣壓力過(guò)低等情況，氨分解爐燃燒器將自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉。進(jìn)入氨分解爐的氨汽，在催化劑和高溫作用下，氨汽中的氮化物進(jìn)行還原分解，生成N2和H2以及CO，見(jiàn)圖2。其主要反應(yīng)如下：

上述反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，為維持爐內(nèi)高溫，必須向爐內(nèi)通入焦?fàn)t煤氣和空氣，使其燃燒放出熱量，并通過(guò)控制煤氣量來(lái)調(diào)節(jié)爐溫。煤氣經(jīng)煤氣增壓機(jī)增壓后進(jìn)入氨分解爐，煤氣燃燒需要的空氣經(jīng)空氣風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器預(yù)熱至130℃進(jìn)入氨分解爐。由氨分解爐產(chǎn)生的高溫尾氣進(jìn)入爐氣冷卻器先用蒸氨廢水噴灑冷卻，然后進(jìn)入冷卻塔用大量的蒸氨廢水進(jìn)一步降溫冷卻到200℃左右，通過(guò)煙囪排入大氣，見(jiàn)圖1。

氨分解點(diǎn)火過(guò)程一般為：現(xiàn)場(chǎng)操作工接到中控“允許點(diǎn)火”的通知后，啟動(dòng)點(diǎn)火柜上點(diǎn)火按鈕，將點(diǎn)火槍放入氨分解爐點(diǎn)火孔內(nèi)，看到觀火孔內(nèi)檢查爐內(nèi)小火火焰，計(jì)算機(jī)氨分解控制面板上小火顯示燈亮說(shuō)明點(diǎn)火成功。打開(kāi)小火火焰監(jiān)視器氮?dú)獗Ｗo(hù)球閥。若15 s小火未著，程序?qū)⒆詣?dòng)開(kāi)啟用氮?dú)獯祾唛y向氨分解爐爐膛吹掃25～30 s。

圖1 氨分解工藝流程示意圖

圖2 氨分解爐構(gòu)造簡(jiǎn)圖

3 導(dǎo)致點(diǎn)火故障的原因

3.1 點(diǎn)火噴頭堵塞的影響。由于氨分解加熱用煤氣直接從洗苯塔后采用DN200的管線長(zhǎng)距離接入，長(zhǎng)度大約400 m左右，且沒(méi)有保溫，冬季極易造成焦?fàn)t煤氣中的飽和水蒸汽及飽和萘、焦油霧、粉塵等大量析出，而點(diǎn)小火噴嘴處是煤氣釋放、壓力迅速降低的集中點(diǎn)，因此以上雜質(zhì)常常大量積聚煤氣噴頭處，造成小火噴嘴堵塞。如圖3。

3.2 點(diǎn)火槍的插入位置及操作手法的影響。插入位置過(guò)淺，會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火槍打出的火花在點(diǎn)火導(dǎo)管內(nèi)部熄滅；插入位置過(guò)深，易導(dǎo)致火花直接進(jìn)入分解爐中部空間熄滅。只有火花就近打在小火煤氣噴嘴噴出的煤氣團(tuán)上，才能點(diǎn)火成功。

3.3 煤氣三閥組的影響。三閥組由于操作錯(cuò)誤、氣源失靈，閥片結(jié)垢，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作不靈活等導(dǎo)致閥門(mén)開(kāi)閉錯(cuò)誤，開(kāi)、閉執(zhí)行不到位。如圖4。

圖3 發(fā)生堵塞的煤氣噴頭

圖4 被侵蝕的閥門(mén)

3.4 空氣、煤氣的壓力、流量設(shè)定比例關(guān)系的設(shè)置不合適。空氣、煤氣的壓力、流量設(shè)定過(guò)大或過(guò)小，均會(huì)影響小火點(diǎn)火的效果。壓力或流量過(guò)大，煤氣直接噴入分解爐中部，遠(yuǎn)離打火點(diǎn)；壓力或流量過(guò)小，15 s內(nèi)達(dá)不到燃燒比例和濃度。

3.5 氨分解爐頂部的壓力控制。氨分解爐頂部壓力過(guò)大，影響煤氣和空氣進(jìn)入，壓力過(guò)小，甚至形成負(fù)壓，則易導(dǎo)致煤氣或熱空氣被迅速帶走。兩種情況均會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火失敗。

3.6 新疆冬季溫度較低，點(diǎn)火槍的電纜及火焰觀測(cè)器的電纜，在每次開(kāi)、停機(jī)作業(yè)時(shí)，由于移動(dòng)頻繁，極易發(fā)生外皮脆裂損毀，電纜易折斷，影響使用。

3.7 火焰監(jiān)視器由于檢修等原因，再安裝時(shí)，接線裝反；由于火焰監(jiān)測(cè)器靠近分解爐頂部，在分解爐內(nèi)部發(fā)生竄漏或內(nèi)部壓力控制不好的情況下，爐頂局部高溫易燒毀監(jiān)視器及其電纜。

3.8 點(diǎn)火操作失誤。提前投入氨汽連鎖關(guān)系和催化床溫度連鎖關(guān)系及空氣、煤氣比例連鎖關(guān)系，導(dǎo)致點(diǎn)火無(wú)法成功。

4 采取的措施

（1）每次點(diǎn)火前先將點(diǎn)火噴嘴拆下清理，去掉噴頭上沾染的污物。

（2）由于點(diǎn)火槍插入深度、打火位置和空間的限制及火花噴濺的方向均可能影響到點(diǎn)火效果，因此在進(jìn)行多次的縱向、橫向及旋轉(zhuǎn)調(diào)試，變化角度以后，對(duì)多次成功點(diǎn)火的位置用記號(hào)筆加以標(biāo)注，作為今后點(diǎn)火操作的基準(zhǔn)點(diǎn)。

（3）在每次檢修時(shí)，對(duì)各快速切斷閥和調(diào)節(jié)閥均進(jìn)行同步維護(hù)。每次開(kāi)、停工前后對(duì)相關(guān)管道進(jìn)行吹掃。每次點(diǎn)火前對(duì)所有三閥組進(jìn)行動(dòng)作靈敏度和開(kāi)、閉程度進(jìn)行單閥逐個(gè)確認(rèn)，之后再進(jìn)行聯(lián)動(dòng)確認(rèn)。通過(guò)以上三個(gè)環(huán)節(jié)確保點(diǎn)火時(shí)各閥門(mén)方便靈活，正確聯(lián)動(dòng)和執(zhí)行到位。

（4）壓力、流量的經(jīng)驗(yàn)值。每次開(kāi)工前，中控將煤氣增壓機(jī)前的旁通閥開(kāi)度開(kāi)至20%～30%左右，現(xiàn)場(chǎng)按比例同時(shí)開(kāi)動(dòng)煤氣增壓機(jī)進(jìn)出口閥，確保煤氣增壓機(jī)平穩(wěn)開(kāi)啟。調(diào)節(jié)煤氣壓力自調(diào)閥，控制煤氣壓力25～26 kPa。調(diào)節(jié)空氣壓力自調(diào)閥，控制空氣壓力22～23 kPa。調(diào)節(jié)時(shí)盡量保證空氣壓力略大于煤氣壓力約2～3 kPa。煤氣流量設(shè)定在約300 m3/h，空氣流量設(shè)定在約1200 m3/h。

（5）點(diǎn)火期間，爐頂宜保持在300～500 Pa的微正壓。為此利用原氨分解爐燃燒器頂部的火焰觀測(cè)孔，安裝一個(gè)量程3000 Pa的壓力表，確保點(diǎn)火期間壓力不超過(guò)1000 Pa，同時(shí)觀察尾部煙囪的壓力吸力在-100～150 Pa之間。

（6）更換火焰觀測(cè)器及點(diǎn)火槍的電纜材質(zhì)為耐低溫電纜。

（7）每次開(kāi)工前確認(rèn)接線情況，平時(shí)加強(qiáng)維護(hù)，對(duì)火焰觀測(cè)器的尾線和外殼加保溫層，予以隔熱保護(hù)。

（8）點(diǎn)火前，中控小煤氣三閥組連鎖投入，確認(rèn)解除煤氣流量連鎖,比例取消，催化床溫度連鎖取消，氨汽連鎖取消，放散閥全開(kāi)（去煙囪），進(jìn)爐氨氣現(xiàn)場(chǎng)閥全關(guān)，大、小煤氣三閥組、氨氣三閥組全部處于關(guān)位，中控電腦上點(diǎn)火連鎖投入。確認(rèn)“點(diǎn)火條件滿足”燈亮，點(diǎn)擊“點(diǎn)火允許”按鈕，通知現(xiàn)場(chǎng)操作工點(diǎn)小火。

5 實(shí)施后效果

采取以上措施后，氨分解點(diǎn)小火的故障問(wèn)題基本得到解決，1次或2次即可點(diǎn)火成功。同時(shí)，將以上作業(yè)要點(diǎn)寫(xiě)入作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并對(duì)中控和現(xiàn)場(chǎng)操作工加以培訓(xùn)，固化為正確的作業(yè)行為，由此克服了職工中普遍存在的畏懼點(diǎn)火操作的情緒，縮短了故障停機(jī)后的開(kāi)工時(shí)間。

6 今后的改進(jìn)建議

（1）對(duì)煤氣整套管線加裝保溫，并在爬坡處、轉(zhuǎn)向處等多處設(shè)置排液點(diǎn)，方便冬季排液。

（2）在煤氣增壓機(jī)前設(shè)置一個(gè)旋風(fēng)分離器，進(jìn)一步分離焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)。

（3）在氨汽入氨分解爐前加裝一個(gè)氣液分離器，進(jìn)一步減少由于管道攜帶蒸汽或者由于壓力下降從氨汽中帶入氨分解爐的冷凝水，減少蒸氨工況不穩(wěn)對(duì)氨分解的沖擊和損壞，以確保氨分解催化床溫度穩(wěn)定，減少因此而造成的氨分解異常停機(jī)頻次。