黃偉，尹興(黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 畢節(jié) 551500)

0 引言

黔希煤化工投資有限責(zé)任公司是年產(chǎn)30萬噸乙二醇，采用HT-L氣流床氣化工藝，它是一種并流氣化，用高壓二氧化碳?xì)鈱⒘６龋?0 μm占85%的煤粉輸送至氣化爐內(nèi)，粉煤在高于其灰熔點(diǎn)的溫度下與氣化劑(氧氣+水蒸汽)發(fā)生燃燒和化學(xué)反應(yīng)，其部分熔渣飛濺在水冷壁上形成以渣抗渣的動(dòng)態(tài)平衡保護(hù)水冷壁，熔渣以液態(tài)的形式排出氣化爐，為實(shí)現(xiàn)長周期安穩(wěn)生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益，于是對目前影響長周期安穩(wěn)運(yùn)行的瓶頸問題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)[1]。

1 水系統(tǒng)問題

1.1 碳滌塔給料泵供給問題

碳滌塔給料泵是氣化關(guān)鍵的動(dòng)設(shè)備，是系統(tǒng)水循環(huán)的紐帶，運(yùn)行好壞直接影響到氣化爐能否長滿優(yōu)安穩(wěn)運(yùn)行。因文丘里除塵增濕增重的洗滌水由原來的激冷水泵供給改為洗滌塔給料泵供給，導(dǎo)致洗滌塔給料泵供水按原設(shè)計(jì)不能滿足工藝生產(chǎn)要求，使供給量小于需求量約32 m3/h(泵體名牌標(biāo)識(shí)162 m3/h ＜文丘里量46.6 m3/h+碳洗塔量125 m3/h+激冷室合成氣出口噴淋水20.7 m3/h+渣鎖斗充壓時(shí)1.5 m3/h=193.8 m3/h)這時(shí)為滿足生產(chǎn)需求，不可能每套系統(tǒng)的兩臺(tái)洗滌塔給料泵都運(yùn)行，這樣即增加生產(chǎn)成本又無備泵，且系統(tǒng)長周期運(yùn)行得不到保障。其次高速離心泵故障率高、檢修周期長、維修費(fèi)用高，若兩臺(tái)泵中有其中一臺(tái)故障，將無法滿足生產(chǎn)供給水量，系統(tǒng)將被迫減負(fù)荷或停車處理?；谏a(chǎn)實(shí)際和節(jié)能降耗及長周期運(yùn)行需求，最簡最省最直接辦法是將三套洗滌塔給料泵出口管互串(其他項(xiàng)目新增了一臺(tái)多級離心泵，多級離心泵運(yùn)行，高速離心泵備泵)，如圖1所示。

圖1 水系統(tǒng)前后改造對比

將三套系統(tǒng)的洗滌塔給料泵出口回流管線串聯(lián)在一起，在回流管線上增加一個(gè)PV調(diào)節(jié)閥，就能滿足兩套氣化爐系統(tǒng)運(yùn)行只需開三臺(tái)泵的工藝條件，而6臺(tái)洗滌塔給料泵中只要有三臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備泵就能滿足生產(chǎn)需求；其次，當(dāng)泵出口壓力過高時(shí)可通過PV閥調(diào)節(jié)維持壓力穩(wěn)定，避免引起系統(tǒng)的波動(dòng)，泵故障時(shí)也有足夠的檢修時(shí)間。這樣既能維持系統(tǒng)長滿優(yōu)安穩(wěn)運(yùn)行又降低生產(chǎn)成本。

1.2 事故激冷水量不足之處

氣化爐激冷水連續(xù)進(jìn)入氣化爐激冷環(huán)隙，主要作用是急速冷卻高溫合成氣和保護(hù)下降管，當(dāng)激冷水流量較低后無法起到保護(hù)冷卻作用。750 t氣化爐激冷水正常流量控制范圍為150～250 m3/h，當(dāng)激冷水流量低低低低106 m3/h，會(huì)導(dǎo)致激冷環(huán)水分布不均勻，燒壞下降管。氣流床氣化爐在水煤漿領(lǐng)域設(shè)置有事故激冷水，在激冷水出現(xiàn)故障時(shí)，打開事故激冷水替代激冷水作用，避免停車及損壞設(shè)備事故。航天爐對事故激冷水設(shè)計(jì)主要是在停車后保護(hù)下降管，無法起到避免停車作用，其原設(shè)計(jì)存在以下問題：(1)當(dāng)過濾器出現(xiàn)堵塞，造成激冷水流量低，事故激冷水無法滿足供給量；(2)當(dāng)調(diào)節(jié)閥故障，造成激冷水流量低，事故激冷水無法滿足供應(yīng)；(3)當(dāng)激冷水泵故障，開啟事故激冷水后，流量壓力和流量均達(dá)不到激冷水最低流量要求。

由于原事故激冷水由洗滌塔給水泵(高速離心泵)提供，在正常運(yùn)行期間由于氣化爐壓力與高速離心泵出口壓力的壓差只有1 MPa，無法在8 s的時(shí)間內(nèi)滿足激冷水事故補(bǔ)水壓力和流量。進(jìn)而在原事故激冷水不變的情況下新增一條6.5 MPa中壓鍋爐水(MBW)作為事故激冷水，當(dāng)激冷水流量低低低時(shí)，事故激冷水調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開，在2.5 MPa壓差下事故激冷水可以快速滿足激冷水量要求，將原事故激冷水聯(lián)鎖修改為：當(dāng)激冷水流量低低低(135 m3/h)，自動(dòng)開原始事故激冷水流量調(diào)節(jié)閥50%閥位和新增事故激冷水閥，關(guān)閉洗滌塔補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥，以及激冷水流量低低低低(106 m3/h)觸發(fā)氣化爐大聯(lián)鎖停車修改為當(dāng)激冷水流量低低低低(106 m3/h)與新增事故激冷水流量低低低低(106 m3/h)同時(shí)滿足二選二條件觸發(fā)氣化爐大聯(lián)鎖停車，保證了氣化爐的運(yùn)行安全避免了停車。

1.3 激冷水管線進(jìn)激冷環(huán)盲端積渣問題

將新增的鍋爐水(MBW 6.0 MPa或PD 4.85 MPa)事故激冷水管線改接至激冷水管線一分二，二分四盲端處，同時(shí)在新增的事故管線上安裝流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥，用于正常生產(chǎn)時(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)加入量，而加入量只是激冷水加入量的一小部分，然而該調(diào)節(jié)閥需標(biāo)定兩個(gè)開度的流量，即正常生產(chǎn)時(shí)保證加入的量是一定的，若波動(dòng)可能影響到激冷環(huán)進(jìn)水分布不均，當(dāng)無激冷水時(shí)，調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖開啟瞬時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)的事故激冷水流量，維持氣化爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)，即可消除止回閥、盲端死角處長期渣積沉結(jié)垢堵塞現(xiàn)象，同時(shí)防止了事故激冷水投用時(shí)渣進(jìn)入激冷環(huán)環(huán)隙堵塞導(dǎo)致激冷水分布不均，也降低了激冷環(huán)、下降管沖刷磨蝕和改善了激冷室內(nèi)傳熱傳質(zhì)環(huán)境狀況及水質(zhì)，延長了氣化爐安全穩(wěn)定運(yùn)行周期，也節(jié)省了開停車的消耗，也有效管控了開停車次數(shù)和規(guī)避了開停車過程的風(fēng)險(xiǎn)，有效降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本[2]。

2 沉降過濾系統(tǒng)問題

沉降槽底流泵過載出口管堵塞磨蝕調(diào)節(jié)閥卡等問題。由于沉降后渣濃度高，容易堵塞管道設(shè)備，磨損沖刷厲害極容易造成泵出口管道調(diào)節(jié)閥沖刷磨蝕，流量難以控制穩(wěn)定，調(diào)節(jié)閥前易堵泵過載等問題，導(dǎo)致過濾機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，沉降槽渣積多電流增大。長時(shí)間可能導(dǎo)致沉降槽攪拌器故障，引起沉降過濾系統(tǒng)崩潰，過濾機(jī)給料泵輸送的渣漿濃度高，含固體顆粒多且粒徑大。還經(jīng)常拆檢維修調(diào)節(jié)閥或更換新的調(diào)節(jié)閥，不但大大增加了生產(chǎn)成本而且影響著沉降過濾系統(tǒng)的運(yùn)行，從而導(dǎo)致裝置系統(tǒng)水質(zhì)難控難調(diào)變差，氣化爐長滿優(yōu)穩(wěn)定運(yùn)行得不到保障。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際問題將過濾機(jī)給料泵進(jìn)行變頻改造，同時(shí)取消調(diào)節(jié)閥，減少渣對管道沖刷磨蝕閥前堵塞，一是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少頻繁停運(yùn)，過濾系統(tǒng)消堵消漏，滿足提高生產(chǎn)效率、提高設(shè)備自動(dòng)化程度等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本，減少啟動(dòng)電流對電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊，延長了電機(jī)的使用壽命。使泵實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)能運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況自動(dòng)控制泵出量，從而保證系統(tǒng)水質(zhì)和沉降過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 渣水系統(tǒng)泄漏問題

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一臺(tái)氣化爐對應(yīng)一套渣水系統(tǒng)，由于渣水系統(tǒng)黑水角閥容易堵塞、管道設(shè)備磨損沖刷厲害極容易造成渣水系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。當(dāng)渣水系統(tǒng)故障后，對應(yīng)氣化爐只能面臨停車處理，因此提出將三套渣水系統(tǒng)互相備用，當(dāng)一套渣水系統(tǒng)故障后切換為另一套渣水系統(tǒng)使用，待故障處理完成后再切回使用，不影響氣化爐運(yùn)行。氣化爐、洗滌塔黑水(4.0 MPa 214 ℃)含固量高達(dá)10%，固體顆粒粒徑較大，很容易堵塞黑水角閥，對管道磨損嚴(yán)重，還會(huì)造成減壓閥后管道、防沖人字擋板磨損變形。隨著氣化爐運(yùn)行時(shí)間逐漸延長，渣水系統(tǒng)故障率不斷上升，成為氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸問題。針對渣水系統(tǒng)實(shí)際情況進(jìn)行互備改造，當(dāng)一套系統(tǒng)出現(xiàn)問題，可以切為備用系統(tǒng)運(yùn)行，保證氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定，確保出現(xiàn)故障系統(tǒng)能夠安全隔離交出檢修，如圖2所示，云線為改造內(nèi)容。

圖2 渣水互備改造

4 磨煤機(jī)出口管磨穿問題

磨煤機(jī)出口管線內(nèi)襯有耐磨陶瓷的位置沒有被磨穿，從磨機(jī)出口至第一個(gè)彎頭處沒加耐磨陶瓷的位置常被磨穿，被迫頻繁倒磨并對出口管線進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊處是普通鋼板，沒有增加耐磨內(nèi)襯，10 d左右又被煤粉磨穿了，嚴(yán)重影響了磨煤機(jī)長周期穩(wěn)定運(yùn)行，頻繁倒磨影響下游工序的穩(wěn)定運(yùn)行同時(shí)增加生產(chǎn)成本和倒磨過程的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對磨煤機(jī)出口管線增加耐磨陶瓷解決管線磨穿問題顯得尤為必要，其改造如圖3所示。

圖3 磨機(jī)改造位置

通過改造后磨機(jī)出口管線均未被磨穿，耐磨陶瓷不脫落，也不會(huì)因磨機(jī)出口管線被磨穿而頻繁倒磨補(bǔ)焊，不僅降低了檢維修費(fèi)用和倒磨檢維修過程的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)延長了磨機(jī)運(yùn)行周期和消耗。

5 結(jié)語

通過以上工藝措施優(yōu)化改進(jìn)，解決了影響長周期運(yùn)行的瓶頸，從根本上消除了隱患，也從根本上解決了問題，避免了一些設(shè)備故障和跑冒滴漏引起的停車，不僅降低了開停車和檢維修過程中的風(fēng)險(xiǎn)，也為氣化裝置實(shí)現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)，達(dá)到了本質(zhì)安全生產(chǎn)的目標(biāo)，創(chuàng)造了最佳經(jīng)濟(jì)效益。