路培貴

(江蘇華昌化工股份有限公司,江蘇張家港 215634)

江蘇華昌化工股份有限公司(簡稱江蘇華昌)采用多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)，3臺Φ3 600氣化爐2開1備，氣化壓力為6.5 MPa。3臺氣化爐分兩期建設，一期項目建設2臺氣化爐，于2015年3月投入運行，二期項目建設1臺氣化爐,于2019年1投入運行。在一期項目建成后的運行中發(fā)現(xiàn)，裝置中有部分設計存在一定缺陷，因此在建設二期項目時進行了改進，近2 a的運行結(jié)果表明，改造起到了一定的效果。

1 煤漿槽設計過大

1.1 存在的問題

一期氣化裝置配套1臺Φ10 500×13 225煤漿槽，容積為1 021 m3，配凱美尼爾攪拌器，在投用0.5 a左右發(fā)現(xiàn)攪拌器的減速機發(fā)生晃動，電流波動。2016年5月攪拌器晃動加劇，最終導致減速機箱體和電機底座斷裂，被迫停車。在停車后檢查，攪拌槳葉固定良好，但攪拌軸發(fā)生彎曲變形，單邊晃動量達到80 mm，煤漿槽防腐層有輕微脫落。

1.2 原因分析

(1) 煤漿槽攪拌軸采用304.8 mm的管軸，懸臂形式，軸長10 500 mm，煤漿槽直徑大、容積大，煤漿在槽內(nèi)停留時間長，存在局部不流動或流動緩慢的死區(qū)，導致煤漿結(jié)塊，當結(jié)塊到一定程度時，就會倒塌下落，與槳葉碰撞，使攪拌器負荷突然增大。攪拌軸懸臂長度為10 m，槳葉受到不平衡力，導致攪拌軸彎曲變形，最終也導致攪拌器減速機箱體拉裂[1]。

(2) 煤漿槽擋流板設計過大。設計擋流板的目的是為了配合槳葉對煤漿槽壁層流區(qū)的煤漿起到攪動作用，但如果擋流板的寬度設計過大，反而會增加煤漿流動的死區(qū)，增大煤漿結(jié)塊的風險[2]。

(3) 煤漿槽內(nèi)防腐采用三油兩布(3道環(huán)氧煤瀝青、2道玻璃纖維布形式)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，防腐層有輕微脫落現(xiàn)象，一旦有防腐層纏繞在槳葉上，也將導致攪拌器損壞。

1.3 改進措施

(1) 采用直徑為6 000 mm左右的小煤漿槽攪拌器可以保障運行平穩(wěn)，但如果對煤漿槽進行改造不僅停車時間長，而且改造成本高，因此不考慮改造煤漿槽[3]。

(2) 根據(jù)攪拌裝置的使用經(jīng)驗，決定在攪拌軸懸臂底部增加1個軸承支撐，將攪拌軸底部固定，解決攪拌軸懸臂擺動問題。但底軸承必須一直浸泡在煤漿中，無法潤滑和冷卻，因此需要特殊的耐磨材料。某密封件廠與蘭州大學研發(fā)的特殊合金材料具有硬質(zhì)合金耐磨性的同時，還具有較好的沖擊韌性，采用粉末冶金鑄造，有很好的自潤滑性能。因此選用該材料進行改進。

該改進措施于2018年4月投用，2018年11月大修時進行檢查，軸承的單邊磨損量小于1 mm，說明該軸承的使用壽命可達3 a以上，自從增加該軸承支撐后，攪拌器運行平穩(wěn)，效果明顯。

(3) 將煤漿槽擋流板寬度由800 mm改為200 mm，既保證了煤漿槽壁層流區(qū)煤漿的攪動，又避免了煤漿流動的死區(qū)。

(4) 將煤漿槽內(nèi)防腐由三油兩布改為環(huán)氧煤瀝青防腐，防止防腐層脫落對攪拌機的損傷。

2 水洗塔內(nèi)件固閥氣體通道設計偏小

2.1 存在的問題

水洗塔的功能是完成合成氣初步凈化，使合成氣出口的含灰質(zhì)量分數(shù)小于1 mg/m3,不帶水，在對應的壓力溫度條件下，合成氣達到合適的汽氣比，為變換工藝創(chuàng)造條件。水洗塔自上而下由旋流板、泡罩塔盤(3塊，間距為750 mm)、固閥塔盤(2塊，間距為750 mm)、黑水儲槽等組成。2017年1月，A氣化系統(tǒng)水洗塔液位波動大，變換爐溫度下跌，CO含量上升，最終被迫停車。停車后檢查發(fā)現(xiàn)洗滌塔內(nèi)件嚴重損毀，五層塔盤幾乎全部被吹翻變形。

2.2 原因分析

(1) 根據(jù)水洗塔內(nèi)件的損毀情況，結(jié)合運行過程操作，認為造成A氣化系統(tǒng)水洗塔液位波動大、變換爐溫度下跌、CO含量上升的原因是由于水洗塔進出口產(chǎn)生了比較高的壓差,引起強烈的氣流沖擊[4]。檢查停車后拆除的塔盤發(fā)現(xiàn)雖然少量泡罩升氣管中有粘灰現(xiàn)象，但是塔板并未出現(xiàn)大面積的堵灰，再結(jié)合操作運行時洗滌塔未出現(xiàn)較多帶水，且氣化爐壓力較平穩(wěn)的事實，可以排除是因為塔盤被灰堵塞嚴重引起壓降升高所致。

(2) 通過調(diào)取、查看A氣化系統(tǒng)運行期間洗滌塔進出口壓力、氣化爐操作壓力、洗滌塔出口溫度、混合器前后壓差、洗滌塔液位計、變換單元合成氣進水煤氣加熱器的旁路調(diào)節(jié)閥開度等的運行趨勢線，在排除因儀表顯示出現(xiàn)偏差的情況下，初步判斷洗滌塔內(nèi)件損毀發(fā)生在2017年1月8日帶壓連投期間，由于通過水洗塔的氣量增大，導致壓差增大。

(3) 經(jīng)過計算，上層3塊泡罩塔盤的通道面積可以滿足帶壓聯(lián)投的氣量，下層2塊固閥板氣體通道面積明顯偏小，更為關(guān)鍵的是塔盤生產(chǎn)廠家沒有將固閥升氣高度拉到工藝包的14 mm，只有不到10 mm，再加上塔盤上有輕微的結(jié)灰結(jié)垢，實際的氣體通道面積更小。

2.3 改進措施

(1) 增大水洗塔固閥塔盤的氣體通道面積。在生產(chǎn)廠家的制造圖紙中，固閥塔盤的降液管結(jié)構(gòu)與工藝包提供的有偏差，但可以接受；塔盤上固閥數(shù)量接近工藝包提供的固閥數(shù)量范圍的低值，從操作運行的彈性考慮，通過減小2個固閥中心距的方法，使中心距由65 mm縮短為60 mm(見圖1)，增加每層固閥塔盤上的固閥數(shù)量，以提高固閥塔盤的開孔率，提升塔盤的操作彈性。

圖1 固閥布置調(diào)整

(2) 嚴格要求塔盤生產(chǎn)廠將固閥升氣高度拉到14 mm。

(3) 從操作上，帶壓連投是多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)的一大特點和優(yōu)勢，該技術(shù)在實踐過程中也日漸成熟，但還有完善和提升的空間。在進行帶壓連投操作時，力求調(diào)節(jié)平滑、幅度盡量小，以減小對系統(tǒng)的干擾，并從設備、儀表、操作等方面綜合考慮進一步提升帶壓連投的安全性。

2.4 改造效果

通過對水洗塔固閥進行調(diào)整改造，并嚴格要求工藝操作，運行至今，水洗塔運行平穩(wěn)，無帶水現(xiàn)場。

3 真空帶式過濾機使用效果差

3.1 存在的問題

渣水工段真空帶式過濾機過濾出來的細灰含水率為55%～60%，含水率較高，細灰無法堆積起來，占用很大的堆放面積，現(xiàn)場環(huán)境差。在外運時跑冒滴漏現(xiàn)象嚴重，無法上路，對環(huán)境和外運造成很大的影響。

3.2 原因分析

造成渣水工段真空帶式過濾機過濾出來的細灰含水率高導致細灰無法全部成型，堆放面積大、現(xiàn)場環(huán)境差的主要原因為真空帶式過濾機使用效果差，難以滿足工藝包細灰含水率在40%的要求。

3.3 改造措施

4 結(jié)語

氣化裝置下游有合成氨、多元醇、純堿、硝酸、尿素等裝置，其穩(wěn)定運行至關(guān)重要。結(jié)合江蘇華昌實際情況，還對以下5個方面進行了技術(shù)改造，也取得了滿意的效果：(1)將渣水除氧槽補水由河水改為尿素解吸廢液，解決了尿素解吸廢液的出處問題；(2)將預熱水回水設置在流量計后，可以看到流量計顯示預熱水流量；(3)將去高溫熱水罐補水閥的手閥改為調(diào)節(jié)閥，可以及時補水；(4)在渣水工段抽真空的蒸汽噴射器后設置冷凝器，解決了現(xiàn)場蒸汽放空的環(huán)境問題；(5)氣化爐出口合成氣管增加高壓水槍沖洗口，方便停爐時用高壓水槍沖洗。

通過這幾年在運行中發(fā)現(xiàn)的問題，江蘇華昌進行了一系列的改造，保證了氣化乃至全廠的穩(wěn)定運行，改造效果良好。