胡亮亮

（河南省能源化工集團中原大化集團公司，河南濮陽457004）

殼牌粉煤氣化關鍵設備的安全保護

胡亮亮

（河南省能源化工集團中原大化集團公司，河南濮陽457004）

河南能源化工集團中原大化氣化廠被殼牌公司授予2014和2015年度最佳運行獎。本公司在2013～2015年度的開車時間都達到了300d以上，能夠擁有這么高的全年開車率和對氣化裝置系統(tǒng)的關鍵設備的安全保護密不可分的。本文著重介紹驟冷氣循環(huán)壓縮機，高溫高壓飛灰過濾器，強制水循環(huán)高壓泵，磨煤機等關鍵設備的安全保護。

磨煤機；驟冷氣循環(huán)壓縮機；濾棒；強制水循環(huán)高壓泵

殼牌干煤粉加壓氣化工藝具有安全、產氣比率高、環(huán)境污染較小等技術特點。作為一種相對成熟的工藝技術，能夠安全穩(wěn)定的保持較高的開車率才是其價值體現(xiàn)，然而在完成生產長周期目標的過程中，對于關鍵設備的安全保護是重中之重。因為，這不但關系著裝置長周期的運行以及經濟效益的回饋，更關系著整套設備的使用壽命以及未來的前景規(guī)劃。

本文著重介紹驟冷氣循環(huán)壓縮機，高溫高壓飛灰過濾器，強制水循環(huán)高壓泵，磨煤機這幾個氣化系統(tǒng)關鍵設備的安全保護。下面是簡單的工藝流程圖見圖1。

圖1　殼牌氣化工藝流程圖

1　磨煤機的安全保護

磨煤機負責給殼牌氣化爐提供所需的合格干煤粉，本公司采用的是滿負荷70t/h的輥式磨煤機，共有兩套分A/B系列，供給氣化爐四條煤燒嘴。由于氣化爐100%負荷耗煤量為72t/h，所以需要兩套磨煤機同時運行。若有一套出現(xiàn)故障，就需要另外一套高負荷贏得檢修時間，嚴重的話需要氣化爐降氧負荷，甚至于氣化爐無煤或者防止燒嘴偏燒導致系統(tǒng)停車。

對于磨煤機的安全保護，本公司分為日常運行班組巡檢和計劃停車設備檢查兩項內容。日常運行中，每4 h由班長或副班長負責現(xiàn)場巡檢一次，并在巡檢記錄上簽字；磨煤現(xiàn)場人員和主控人員每1h需巡檢一次，并記錄工藝參數。計劃停車后，由工藝和設備工程師共同負責檢查并檢修運行時發(fā)現(xiàn)的故障，并留下記錄備案。設備檢查項目表見表1。

為了更好地保護磨煤機設備的安全，工藝與儀表相結合，多次進行磨煤系統(tǒng)的聯(lián)鎖修改，確保在緊急事故狀態(tài)下，磨煤系統(tǒng)的設備安全。

2　驟冷氣循環(huán)壓縮機的安全保護

殼牌氣化工藝采用冷合成氣驟冷技術，就是將冷的230℃左右的合成氣經急冷氣循環(huán)壓縮機壓縮后去給從氣化爐反應室出來的1400℃的合成氣驟冷至900℃左右，以達到加快灰滴轉化成干灰的過程，從而減少后續(xù)合成氣換熱器盤管上的積灰進度。

表1　磨煤機檢修項目表

急冷氣壓縮機設備參數：

位號：K-1302

型號：SV12-M離心壓縮機

制造廠家：沈陽鼓風機集團股份有限公司（總成）

壓縮機制造廠家：沈鼓齒輪機廠

液力耦合器制造廠家：大連液力機械有限公司

電動機制造廠家：南陽防爆集團有限公司

進口法蘭尺寸：DN400出口法蘭尺寸：DN450

驅動：電機調速：液力耦合器

一階臨界轉速：5070rpm/min

二階臨界轉速：15000rpm/min

入口流量：78.63kg/s入口溫度：205℃

入口壓力：3.75MPa出口溫度：222.6℃

出口壓力：4.23MPa額定轉速：8982rpm/min

電機額定功率：2240kW電機額定轉速1485rpm/min

電機額定電流：253A電機潤滑油：N46液耦：8#液力傳動油

對于驟冷氣循環(huán)壓縮機的安全保護，本公司采用的是工藝日常巡檢，儀表聯(lián)鎖停車保護，以及廠家的定時溝通檢查和大修時的必要清理。

主要的安全保護措施:

1）每1h針對壓縮機高速軸端振值趨勢的巡查，且設置聯(lián)鎖在高高報120UM，直接跳車，保護壓縮機。

2）啟動大型高壓電（6000V）設備時，監(jiān)護壓縮機電機電流值。

3）啟動時，根據經驗值在液耦輸出20%左右時，直接調到45%，以極短的時間把一階臨界轉速超過去，避免長時間形成共振，損壞設備，并保持在8000rpm/min以上運行。

4）為了壓縮機三級密封的效果，保證合成氣不泄露造成設備腐蝕，必須保證所用熱高壓氮氣，高壓氮氣，低壓氮氣量的充足。

5）開車點火前，必須對壓縮機入口過濾器進行多次更換清洗，最后再清洗葉輪，去掉入口過濾器（入口過濾器碎網進入葉輪內）。

6）與沈陽鼓風機廠家進行定期溝通，并結合所給建議進行工藝操作，以及大修時的改造。

3　高溫高壓飛灰過濾器的安全保護

殼牌氣化工藝采用的是干法除灰流程，就是借用高溫高壓飛灰過濾器將干灰從粗合成氣中分離出來，氣提合格后定時排出系統(tǒng)外。而過濾器的主體是濾棒，若是濾棒損壞，合成氣中將攜帶大量灰，則會對下游濕洗、水處理等工序，以及后續(xù)甲醇工段的管線以及設備造成堵塞和腐蝕。

在2014年1月以前，我公司均采用的是PALL公司陶瓷濾芯濾棒，之后到現(xiàn)在已經全部置換成北京安泰生產的燒結金屬濾芯濾棒，目前運行良好。相對于陶瓷濾芯濾棒，金屬濾芯濾棒具有更好地抗壓，運輸安裝過程中不易折斷等優(yōu)點。對于高溫高壓飛灰過濾器的安全保護，分為日常運行和開停車及檢修期間。

日常運行期間主要是日常工藝操作監(jiān)護。工藝操作主要注意事項：

1）反吹壓力控制不低于氣化爐1.7～2倍壓力，即6.8～7.9MPa。

2）V-1501下灰破橋時，平衡閥壓差不得在高于50KPa打開。

3）每個小時巡查一下24組反吹閥的趨勢圖，確保反吹閥的無故障開關。

4）手動調節(jié)系統(tǒng)壓力時開關去甲醇裝置16pv0008A時不可連續(xù)操作開或關10格以上。

5）現(xiàn)場巡檢注意高溫高壓飛灰過濾器進出口處安全閥有無起跳異響。

6）監(jiān)護每個班的濕洗單元的水樣濁度，通常在10μg/L左右。

開停車及檢修期間需要注意事項：

1）停車時需注意反吹壓力隨氣化爐泄壓一塊降低，且必須高于氣化爐壓力，待氣化爐降至10bar時，切除串級控制，并一直保持15bar壓力，待吹掃完畢，停止反吹。

2）開車時反吹壓力需和氣化爐升壓一起升高，且必須高于氣化爐壓力，并在氣化爐達到10bar以上時投串級控制即可。

3）開車時投用反吹氣，必須先保證反吹氣的溫度在200℃以上。

4）開車時隨氣化爐升溫，還要保證伴熱的良好狀態(tài)，使設備保持在200℃左右。

5）停車檢修，若更換濾棒，則需要按照濾棒公司提供的指導手冊進行拆卸和安裝，以及采用原廠配件進行濾棒固定，保證濾棒的使用壽命和工藝性能。

6）停車檢查如不需要更換，則必須進行濾棒的清掃，以及每組濾棒24個分布管板的測距工作和原尺寸對比以待后期的矯正。

7）停車檢查測量濾棒的壓差取樣點，并疏通確保儀表測量顯示值的準確度。并檢查設備容器壁，濾棒頂端的腐蝕情況，必要時修補。

常見的故障及處理見表2。

表2　

由于高溫高壓飛灰過濾器是殼牌氣化工藝中保證環(huán)保達標的重要一環(huán)，而且是在裝置設備投資中所占比例較大，所以它的安全保護尤其顯得重要。

4　強制水循環(huán)高壓泵的安全保護

強制水循環(huán)高壓泵是氣化爐膜式水冷壁進行水冷換熱的驅動裝置。進口為汽包底部的大約265℃左右的水，出口一路去給空分來的氧氣預熱，另外就是去氣化爐反應室、輸送段、換熱器給從反應室產出的粗合成氣進行換熱到370℃左右。因此，它的作用毋庸置疑，影響著整個氣化裝置的中心氣化爐的設備安全。

本公司采用了以下幾點來進行安全保護：

1）由于泵的介質是高壓水且溫度較高，易形成高溫腐蝕，機封容易泄露，不單一使用一個廠家提供的機封制品，運行期間備件充足，一旦發(fā)生泄漏，及時進行倒泵檢修更換。

2）采用2開1備的狀態(tài)，并設置聯(lián)鎖在一臺跳泵后，備泵自啟。

3）由于電機額定電壓在6000V，設置三臺電機不在同一個變電站，防止出現(xiàn)突發(fā)狀況的跳泵或者備泵自啟動時電壓不足。

4）由原來的必須有兩臺泵運行否則聯(lián)鎖氣化爐停車改成根據出口流量低于462.4kg/s聯(lián)鎖氣化爐停車。

5）冬季長時間停車后，需把電機加熱器打開預熱一定時間后才允許啟動。

6）制定三個月運行泵更換軸承箱油，其余時間定期檢查油質油位的管理方案。

5　總結

1）殼牌粉煤氣化裝置，除了本身中心氣化爐外，我們還要關注其他影響整個裝置開長周期的關鍵設備，并做好它們的日常維護與事故設備安全保護。

2）對于每個殼牌氣化裝置而言，影響長周期的關鍵設備不完全相同，本文從本公司實際運行經驗探討，望同行多多交流。

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.013

TQ455

C

1008-1267（2016）04-0039-04

2016-01-21

胡亮亮（1987～），男，本科，2011年畢業(yè)于安陽工學院應用化學專業(yè)，主要從事Shell煤氣化技術工作。