董少磊
摘 要:在化工行業(yè)中,在線分析儀表應(yīng)用非常廣泛,它是控制化工生產(chǎn)過程、保證產(chǎn)品質(zhì)量、指導(dǎo)生產(chǎn)操作重要的手段和基礎(chǔ)。因此,解決在線分析儀表的現(xiàn)場應(yīng)用問題,以及其在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的改造問題,并充分發(fā)揮在線分析儀表作用是非常重要的任務(wù)。為此,文章將對在線分析儀表在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的改造進(jìn)行深入探討和研究,以期為同行提供一些參考。
關(guān)鍵詞:在線分析儀表;煤氣化裝置;預(yù)處理系統(tǒng);改造
在生產(chǎn)現(xiàn)場中,在線分析儀表可以對其中的各種混合氣體樣品的成分和單個(gè)組分含量進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)的分析,以保證控制工藝的適時(shí)性和準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的生產(chǎn)和最大化的效益目標(biāo)。然而,在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,許多在線分析儀表不能正常、準(zhǔn)確的運(yùn)用到生產(chǎn)運(yùn)行中,導(dǎo)致其無法發(fā)揮真正的作用,這種情況主要是因?yàn)樯a(chǎn)工作人員對在線分析儀表的運(yùn)行條件認(rèn)識不清,對樣品進(jìn)行的預(yù)處理使測量樣氣無法達(dá)到分析儀的要求,進(jìn)而對在線分析儀表的使用與發(fā)展起到了限制性影響。
1 對在線分析儀表進(jìn)行簡單的介紹
文章根據(jù)某項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,此項(xiàng)目的原料是煤,是一項(xiàng)通過煤氣化進(jìn)行生產(chǎn)的特大型煤化工項(xiàng)目,擁有設(shè)置7臺氣化爐的煤氣化裝置,使用的是GE水煤漿加壓氣化技術(shù),其主要原料為煤和氧氣,氣化爐需要的條件為6.5MPa壓力和1350℃左右,在此條件下的氣化爐內(nèi)通過氣化反應(yīng)生成主要成分是CO+H2的粗合成氣,粗合成氣在通過洗滌塔的洗滌后,再進(jìn)行增濕、降溫、除塵并送到下游裝置的凈化處理。在進(jìn)行這個(gè)過程的同時(shí),系統(tǒng)中所產(chǎn)生的黑水被送到閃蒸、沉降系統(tǒng)中進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)熱量、灰水的回收、再生循環(huán)使用,并把其產(chǎn)生的粗細(xì)渣送出界區(qū)以外。
煤氣化合成氣是一種高溫、高壓以及高含水而且高粉塵含量的介質(zhì),其有6.25MPa的壓力和242℃的溫度,并由57.93%含量的H2O、18.39%含量的CO、15.24%含量的H2、8.04%含量的CO2、0.4‰含量的CH4、0.05%含量的Ar、0.12%含量的H2S、1.3×10-13%含量的O2等物質(zhì)組成。
在7臺氣化爐洗滌塔的出口管線位置分別設(shè)置在線分析儀表,主要對合成氣中CH4、CO、CO2、H2、H2S、Ar和O2的含量進(jìn)行分析,同時(shí)利用各組分的含量來對氣化爐的操作溫度進(jìn)行判斷,通常都是用CH4的含量來判斷氣化爐的操作溫度,同時(shí)還需要根據(jù)CO、CO2、H2的含量進(jìn)行綜合的判斷,以便對工藝操作進(jìn)行及時(shí)的指導(dǎo)和幫助。7臺氣化爐洗滌塔一共安裝了4臺雙流路在線色譜分析儀,其中有1臺采用色譜儀,其余6臺采用一臺雙流路色譜儀。另外,每臺洗滌塔出口合成氣分析還需要設(shè)置一臺色譜分析儀、紅外線分析儀和微量氧化分析儀,以及燒嘴冷卻回水分離器放空管線CO含量紅外線分析儀,以便對合成氣中的CH4含量、微量氧含量以及CO含量進(jìn)行檢測分析,這對試車和正式運(yùn)行氣化裝置的工藝優(yōu)化操作和裝置的穩(wěn)定安全運(yùn)行有著非常重要作用。
2 對在線分析儀表預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造
在線分析儀表是否可以長周期的進(jìn)行正常平穩(wěn)運(yùn)行,關(guān)鍵取決于是否合理的設(shè)計(jì)預(yù)處理系統(tǒng),根據(jù)氣化工藝介質(zhì)的特征,此系統(tǒng)必須具備脫水、脫塵以及降壓和降溫等功能。該項(xiàng)目的氣化裝置在開車時(shí)運(yùn)行預(yù)處理系統(tǒng)的過程中,因?yàn)榉呕鹁婀芫€太細(xì)以及循環(huán)水壓力過低等不合理的設(shè)計(jì),為在線分析儀表的運(yùn)行和維護(hù)工作帶來了巨大困難,導(dǎo)致分析儀表出現(xiàn)多次進(jìn)水、進(jìn)煤粉的現(xiàn)象,處理工作很難進(jìn)行。因此,對在線分析儀表在煤氣化裝置的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行改造是刻不容緩的。
2.1 煤氣化合成氣預(yù)處理系統(tǒng)常見的問題
比較差的除水、除塵能力;無法全部帶走冷卻下來的水放火炬線;沒有進(jìn)行排污設(shè)計(jì),致使分析儀表經(jīng)常性的進(jìn)水和進(jìn)煤粉;較低的循環(huán)水壓力,較小的壓差,導(dǎo)致溫度控制不穩(wěn)定;蒸汽伴熱減壓閥經(jīng)常發(fā)生故障,使樣氣壓力不穩(wěn)。
2.2 改造預(yù)處理系統(tǒng)技術(shù)的具體措施
根據(jù)上述問題,針對此項(xiàng)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行的改造工作,應(yīng)該有一項(xiàng)幾個(gè)方面入手。
第一,水冷器的冷卻能力較低,在水冷器處于理想狀態(tài)時(shí),樣品在此通過時(shí)的溫度應(yīng)該控制在30℃左右。這在實(shí)際運(yùn)行中是非常難的,夏季冷卻水的溫度較高,可以利用加大水流量的方法,對通過水冷器的樣品流量進(jìn)行控制,盡可能關(guān)小旋風(fēng)制冷的流量,盡量控制二級樣品預(yù)處理旁通流量處于50L/h的狀態(tài)。
第二,樣氣的壓力狀態(tài)不穩(wěn)定,它主要是通過蒸汽伴熱減壓閥來進(jìn)行減壓和穩(wěn)壓操作的,輸出壓力應(yīng)該維持在100kPa,低于這個(gè)數(shù)值很可能會(huì)造成色譜的進(jìn)樣流量變小,對分析結(jié)果造成影響。而壓力太高也有可能導(dǎo)致二級預(yù)處理疏水器的自動(dòng)排水系統(tǒng)無法正常運(yùn)行,進(jìn)而使分析儀表檢測器或是色譜柱進(jìn)水,對其造成損壞而無法投入使用。另外不及時(shí)清洗蒸汽減壓閥也會(huì)對分析儀表的使用造成影響。
第三,把原微量氧分析儀進(jìn)樣路線的閥門安裝在過濾器位置之后,在打開進(jìn)樣的過程中,脫硫劑罐所帶來的壓力會(huì)把試劑罐溶液帶入微量氧分析儀中,從而使微量氧分析儀燃料電池?fù)p壞。對此,可以在脫硫試劑罐前安裝一個(gè)針型閥,對進(jìn)入脫硫試劑罐的樣品量進(jìn)行控制,使脫硫罐的壓力下降,在微量氧分析儀前加裝三通閥,在更換試劑之后把三通閥打開到排放位置,利用氮?dú)鈱⒚摿蚬拗械目諝鉀_洗10分鐘,然后把該空氣排空,以便使進(jìn)入微量氧分析儀的介質(zhì)氧氣含量保持在一個(gè)非常低的狀態(tài),促進(jìn)燃料電池壽命的提高。
第四,嚴(yán)格控制二級預(yù)處理旋風(fēng)制冷器的溫度,使其始終保持在2-5℃之間,樣品水含量和壓力處于0.536%以下和100kPa的穩(wěn)定狀態(tài),為疏水器的正常排液提供保障。
第五,對分析儀表進(jìn)水或進(jìn)煤粉問題進(jìn)行處理,需要先采用壓力為300kPa的壓縮空氣徹底吹掃進(jìn)水管路,對過濾器進(jìn)行清洗,對蒸汽伴熱減壓閥能否穩(wěn)住壓力進(jìn)行檢查,如果其壓力不穩(wěn),則需要解體清洗蒸汽減壓閥,對CH4紅外分析儀的測量氣室進(jìn)行清洗,對色譜儀的進(jìn)樣流路進(jìn)行檢查,如果色譜的進(jìn)樣流量不符合要求,則需要對色譜儀的十通隔膜閥進(jìn)行清洗,直到進(jìn)樣回路完全恢復(fù)通暢為止,最后校驗(yàn)分析儀表,確認(rèn)一切正常后才可以投入使用。
3 結(jié)束語
綜上所述,在線分析儀表在煤氣化裝置預(yù)處理系統(tǒng)中的故障發(fā)生率較高,而且維護(hù)工作量也較大,對工藝生產(chǎn)造成了一定程度的影響。對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改造,可以準(zhǔn)確、可靠的分析數(shù)據(jù),有針對性避免故障的頻發(fā)現(xiàn)象,大大的減少了分析儀表和預(yù)處理系統(tǒng)的維護(hù)量,并十分有效的指導(dǎo)氣化裝置的穩(wěn)定操作,使裝置能夠平穩(wěn)安全的運(yùn)行,為工藝的正常生產(chǎn)提供保證。
參考文獻(xiàn)
[1]馬鎖良.SOLAⅡ總硫分析儀在催化汽油加氫脫硫裝置中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2014(3).
[2]李曄,袁學(xué)民,趙柱.在線分析儀表的選擇與應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2012(4).
[3]張進(jìn)美,王旭,謝平平.EL6010在線分析儀常見故障的分析和維護(hù)[J].河北化工,2010(4).
[4]姜麗麗.COD在線分析儀表在石化污水處理中的選用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(23).