摘 要：本文通過多噴嘴對(duì)置式氣化裝置運(yùn)行特點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)行中實(shí)際發(fā)生的問題，摸索出氣化爐在因空分裝置短停后，利用后備氧系統(tǒng)為氣化爐提供投料條件，縮短合成氨系統(tǒng)開車時(shí)間的創(chuàng)新實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：后備氧；氣化爐；倒?fàn)t；烘爐

中圖分類號(hào)：TQ545 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0268-02

1 后備氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)作用介紹

新疆心連心能源化工有限公司氣化裝置項(xiàng)目配備2臺(tái)氣化爐，采用多噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化技術(shù)，為后系統(tǒng)提供粗煤氣，運(yùn)行方式為一開一備，單爐日處理原煤量約1500t。項(xiàng)目配套了1套45000Nm3/h空分裝置，同時(shí)新增1套后備氧系統(tǒng)。后備氧系統(tǒng)主要包含1臺(tái)150m3低壓液氧貯槽、1臺(tái)液氧泵、1臺(tái)水浴式汽化器，設(shè)計(jì)液氧汽化輸送能力為15000Nm3/h，主要作用為滿足氣化爐周期倒?fàn)t所需氧氣量。

氣化爐達(dá)到運(yùn)行到周期需要進(jìn)行倒?fàn)t操作，即保證后系統(tǒng)不停車的前提下，將兩臺(tái)氣化爐進(jìn)行運(yùn)行切換。

1.1 氣化倒?fàn)t主要步驟

（1）氣化備用爐建立兩對(duì)燒嘴氧氣開工流量至5000Nm3/h，同時(shí)注意避免運(yùn)行爐氧量波動(dòng)；

（2）備用爐一對(duì)燒嘴投料，確認(rèn)投料成功爐溫升至1000℃以上，另一對(duì)燒嘴投料；

（3）確認(rèn)投料成功后，分別升壓至1.0MPa、2.0MPa、3.5MPa查漏；（2h以內(nèi)完成）；

（4）3.5～5.0MPa升壓過程同時(shí)提高備用爐負(fù)荷至82%、每支燒嘴氧氣量7000Nm3/h；

（5）氣化爐壓力升至5.3MPa，高于系統(tǒng)壓力0.1～0.2MPa，溫度≥220℃，備用爐向系統(tǒng)并氣；

（6）備用爐緩慢打開合成氣出工段閥，同時(shí)關(guān)閉背壓放空閥向系統(tǒng)并氣。待停爐逐漸關(guān)閉合成氣出工段閥，同時(shí)逐漸打開背壓放空閥向火炬切氣（注意待停爐提前30min熔渣）切氣時(shí)間控制在1h以內(nèi)；

注：倒?fàn)t切氣過程注意保持氣化及系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

（7）待停爐合成氣出工段閥全關(guān)后，聯(lián)系空分按下待停爐“一對(duì)燒嘴停車”按鈕，（注意關(guān)小合成氣背壓放空閥控制待停爐系統(tǒng)壓力），待氧氣壓力穩(wěn)定后，中控按下待停爐另“一對(duì)燒嘴停車”按鈕，同時(shí)關(guān)閉待停爐合成氣放空閥，系統(tǒng)保壓循環(huán)；待停爐前聯(lián)系空分，在氣化停爐時(shí)空分利用主系統(tǒng)放空閥進(jìn)行放空，待氣化爐停車后，空分再進(jìn)行主系統(tǒng)放空與后備氧停車的切換控制，在后備氧停車過程中，保證外送氧氣壓力、流量穩(wěn)定；

（8）新開氣化系統(tǒng)調(diào)整負(fù)荷，倒?fàn)t完成。

1.2 空分具體氧氣用量

（1）待停爐減負(fù)荷至82%，此時(shí)用氧量為28000Nm3/h，若此時(shí)將新開爐投用，則空分裝置主系統(tǒng)氧量不足以提供28000×2=56000Nm3/h氧氣（設(shè)計(jì)45000Nm3/h），仍少11000Nm3/h氧氣，需要后備氧系統(tǒng)提供；

（2）后備氧槽儲(chǔ)存量最大為150m3，為了保證安全液位按照100m3/h計(jì)算，能夠提供70000Nm3/h氧氣，在整個(gè)倒?fàn)t過程中需要根據(jù)氣化投料、升壓、并氣時(shí)間合理使用后備氧系統(tǒng)提供的氧氣；

（3）新開爐引氧投料需要20000Nm3/h氧氣，在引氧前空分裝置需要穩(wěn)定外送28000+20000=480000Nm3/h氧氣，其中空分主系統(tǒng)提供42000Nm3/h（包含主系統(tǒng)放空，約4000Nm3/h，外送38000Nm3/h），后備氧系統(tǒng)提供10000Nm3/h；

（4）根據(jù)氣化爐壓力負(fù)荷曲線在3.5MPa后進(jìn)繼續(xù)升壓時(shí)需要加負(fù)荷（與待停爐負(fù)荷一致28000Nm3/h），這就需要新開爐3.5MPa前，空分需要提負(fù)荷保證氧氣流量在560000Nm3/h以上，其中空分主系統(tǒng)提供42000Nm3/h，后備氧系統(tǒng)提負(fù)荷至14000Nm3/h；

（5）新開爐至并氣結(jié)束整個(gè)階段，空分始終需要保持提供56000Nm3/h氧氣。

從表1中可以看出，后備氧槽（70000Nm3/h）可以單獨(dú)提供氣化倒?fàn)t所用氧氣量，但前提是氣化倒?fàn)t過程中未出現(xiàn)影響開車進(jìn)度的狀況?？辗盅b置還有兩個(gè)液氧儲(chǔ)罐（100m3），保守可以提供78×700×2=109200Nm3/h，可以維持氣化運(yùn)行3～4h。

在倒?fàn)t過程中，新開爐處于并氣開始前時(shí)，若空分出現(xiàn)故障導(dǎo)致不能正常供氧時(shí)，立即停新開爐，并聯(lián)系空分控制氧氣壓力盡快穩(wěn)定，氣化注意運(yùn)行爐氧氣流量，避免出現(xiàn)過氧現(xiàn)象。

在倒?fàn)t過程中，新開爐處于并氣開始至并氣結(jié)束前，若空分出現(xiàn)故障導(dǎo)致不能正常供氧時(shí)，氣化系統(tǒng)停車，聯(lián)系空分注意氧氣壓力。以實(shí)際情況來定，若是并氣初期，可停新開的爐，若是并氣后期，可停需停的爐。

2 后備氧系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新

當(dāng)空分短停時(shí)，根據(jù)空分計(jì)劃供氧氣時(shí)間及氣化爐爐溫情況，啟動(dòng)后備氧系統(tǒng)保證氧量在12000Nm3/h以上，氣化爐壓力降低至1.0MPa進(jìn)行一對(duì)燒嘴連投，待氣化爐溫升至1200℃穩(wěn)定運(yùn)行1～2h后停車（代替烘爐），保證氣化爐溫度在投料溫度范圍內(nèi)，確保氣化隨時(shí)具備投料條件。

2016年9月6日4：45空分故障造成系統(tǒng)停車，氣化爐跳車后保壓循環(huán)。根據(jù)空分查找原因及開車情況，初步計(jì)劃14：00能夠正常供氧氣。根據(jù)爐溫情況及其他公司類似情況，悶爐10h能夠不烘爐投料。但空分開車具備供氧氣條件最終推遲至19點(diǎn)以后，爐溫必定低于投料溫度。

經(jīng)過討論決定啟動(dòng)后備氧系統(tǒng)一對(duì)燒嘴投料，提高爐溫后停車，確保爐溫在空分主系統(tǒng)開車供氧氣時(shí)能夠達(dá)到投料溫度。15：50空分后備氧加載并保持氧氣外送流量12000Nm3/h，16：06分A2/A4燒嘴投料（引氧時(shí)爐溫920℃，投料溫度885℃），溫度升至1200℃，穩(wěn)定運(yùn)行40min后停車。19：55A1/3/、A2/4投料（引氧時(shí)爐溫926℃，投料溫度890℃）。避免了氣化系統(tǒng)切水泄壓、系統(tǒng)置換、拆封堵轉(zhuǎn)、烘爐，節(jié)省了開車時(shí)間20h，這也是公司首次采用后備氧系統(tǒng)烘爐并實(shí)踐成功的案例，為今后類似事件提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3 后備氧應(yīng)用創(chuàng)新注意事項(xiàng)

（1）確認(rèn)燒嘴的使用時(shí)間小于30d；

（2）如果煤漿沒有入爐會(huì)造成停車，或氣化爐過氧，如按下“投料”按鈕后15S內(nèi)，兩煤漿管線第三塊流量表均沒有流量顯示，或煤漿管線壓力遠(yuǎn)高于正常值，控制室立即拍停連投“燒嘴”；

（3）一對(duì)燒嘴運(yùn)行期間適當(dāng)提高氧煤比運(yùn)行，避免一對(duì)燒嘴運(yùn)行時(shí)間過長；

（4）一對(duì)燒嘴運(yùn)行期間注意高壓氮?dú)庀陆邓俾?，確保高壓氮?dú)鈮毫Α?1.0MPa；

（5）由于后備氧系統(tǒng)臨時(shí)投用，在投用前要做好低溫液體泵的冷泵工作，包括液氧汽化所需要的水浴。同時(shí)在向系統(tǒng)送氣的過程中保證主系統(tǒng)氧氣管線不受影響；

（6）由于空分處于停車處理問題階段，人員比較緊張。投入后備氧系統(tǒng)運(yùn)行，增加了操作工作量，需要注意協(xié)調(diào)增加操作人員，加強(qiáng)操作管控。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

由于空分后備氧系統(tǒng)與空分主系統(tǒng)是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，在主系統(tǒng)出現(xiàn)故障短車檢修時(shí)，不須要等待檢修完成即可通過后備氧系統(tǒng)維持氣化爐爐溫，節(jié)省開車時(shí)間。按照目前我公司合成氨產(chǎn)量42t/h，可提前20h生產(chǎn)合成氨約840t，同時(shí)大大減少開停車過程工作量。

5 結(jié)束語

面對(duì)化工產(chǎn)品市場競爭日益激烈的現(xiàn)狀，針對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)一方面要保證長周期穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面積極尋找節(jié)能關(guān)鍵點(diǎn)，但在生產(chǎn)過程中難免會(huì)遇到工藝、設(shè)備出現(xiàn)的問題，當(dāng)問題出現(xiàn)時(shí)縮短開車時(shí)間就成為了關(guān)鍵。隨著化工生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，化工企業(yè)操作人員相對(duì)減少，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也是擺在化工生產(chǎn)管理者面前的現(xiàn)狀。公司2016年成功實(shí)踐的后備氧系統(tǒng)代替氣化爐烘爐，為系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)創(chuàng)造了新一層面上的效益，為化工生產(chǎn)人員思維的拓展提供了借鑒意義。

收稿日期：2018-8-31

作者簡介：茹祥會(huì)（1979-），男，主要從事氣化生產(chǎn)運(yùn)行管理工作，任新疆能源化工有限公司氣化車間副主任。

曹 鑫（1989-），男，助理工程師，主要從事空分氣化的工藝研究管理工作。