李曉鵬

(新疆天業(yè)匯合新材料有限公司, 新疆石河子 832000)

水煤漿氣化裝置是將煤漿與空分送來(lái)的氧氣通過(guò)燒嘴送入到氣化爐內(nèi)，進(jìn)行欠氧燃燒。氣化爐產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)過(guò)氣化爐水浴、合成氣文丘里洗滌器以及洗滌塔，除去合成氣中的飛灰送后工段進(jìn)一步處理。氣化爐和洗滌塔產(chǎn)生的氣化黑水，經(jīng)過(guò)高壓閃蒸罐、低壓閃蒸罐、真空閃蒸罐三級(jí)濃縮處理，黑水溫度由230 ℃降至65 ℃左右。黑水與絮凝劑在管道混合器中混合后，進(jìn)入沉降槽，實(shí)現(xiàn)渣水沉降分離。沉降槽底部含固量較高的細(xì)渣由過(guò)濾機(jī)給料泵送過(guò)濾機(jī)進(jìn)一步處理，其上清液溢流進(jìn)入灰水槽供系統(tǒng)循環(huán)利用。氣化爐開(kāi)車時(shí)，沉降槽設(shè)備罐壁的掛渣層以及氣化黑水管線內(nèi)的垢片脫落，進(jìn)入過(guò)濾機(jī)給料泵，卡在葉輪內(nèi)，造成沉降槽細(xì)渣出料不暢[1-2]。如此，過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線的疏通檢修頻次升高，隨著氣化系統(tǒng)運(yùn)行，沉降槽底部大塊渣和細(xì)渣無(wú)法及時(shí)排除，造成沉降槽底部堵塞，電流升高導(dǎo)致超負(fù)荷跳停，甚至損壞，影響氣化大系統(tǒng)運(yùn)行。

1 沉降槽出料不暢的原因分析

1.1 發(fā)生管線堵塞時(shí)間

根據(jù)2020年8—10月氣化生產(chǎn)運(yùn)行沉降槽出料管線堵塞次數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。2020年8月21日02:48:00，C套氣化爐開(kāi)車，沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。2020年9月23日03:41:00，B套氣化爐開(kāi)車，沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。2020年10月27日15:43:00，D套氣化爐開(kāi)車，沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表1 C套氣化爐沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)

表2 B套氣化爐沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)

表3 D套氣化爐沉降槽出料管線堵塞頻次統(tǒng)計(jì)

由表1至表3數(shù)據(jù)可以看出:沉降槽底部出料管線堵塞均發(fā)生在氣化爐開(kāi)車當(dāng)日以及開(kāi)車后的3～4 d。由此可以確定，沉降槽底部黑水出料管線堵塞與氣化爐開(kāi)車有關(guān)。系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)垢受溫度影響脫落，進(jìn)入沉降槽，從而堵塞過(guò)濾機(jī)給料泵，造成沉降槽出料不暢。

1.2 沉降槽底部出料固體物分析

在正常生產(chǎn)時(shí)，隨機(jī)抽取物料做檢測(cè)分析(見(jiàn)表4和表5)，黑水密度為1 050 kg/m3。

表4 黑水含固量 %

表5 黑水固體顆粒粒度分布 %

由表4和表5可以看出：沉降槽底部出料含固量在10%左右，其粒度分布為14目以上的占到了99.5%。正常運(yùn)行狀態(tài)下，不會(huì)造成過(guò)濾機(jī)給料泵不打量。

1.3 渣塊來(lái)源分析

根據(jù)工藝流程設(shè)置，沉降槽底部出料管線連接過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口。為了查找渣塊來(lái)源，收集每次管線檢修清理出的渣塊，與裝置檢修時(shí)設(shè)備運(yùn)行后的結(jié)渣比對(duì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線的渣塊分為兩種：一種呈薄片狀，半圓形，厚度為2～5 mm，跟設(shè)備管線的垢片相吻合；另一種呈不規(guī)則硬塊，大小不一，直徑為30～100 mm，與檢修黑水管線清洗出的渣塊相似。由此可見(jiàn)，堵塞沉降槽底部出料管線的渣塊來(lái)自原有系統(tǒng)設(shè)備壁附著的垢片、管線垢片、管線結(jié)渣、管線清洗殘留渣塊(見(jiàn)圖1)。

(a) 管線垢片

這些渣塊在系統(tǒng)檢修完成后，隨著水循環(huán)運(yùn)行，被帶入并沉淀于沉降槽底部。根據(jù)工藝流程圖(見(jiàn)圖2)可以看出:沉降槽內(nèi)質(zhì)量較大的顆粒物，在沉降槽耙灰器的作用下，沉淀于沉降槽中間底部。過(guò)濾機(jī)給料泵運(yùn)行后，渣塊隨細(xì)渣流出，由于給料泵進(jìn)口較小，此大塊渣無(wú)法通過(guò)，進(jìn)而堵塞給料泵，造成過(guò)濾機(jī)給料泵不打量。渣塊的數(shù)量較多時(shí)，過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口堵塞的概率和頻次升高，同時(shí)也增加了現(xiàn)場(chǎng)檢修次數(shù)。

1—沉降槽耙灰器；2—沉降槽溢流堰；3—沉降槽；4—沉降槽耙灰器耙板；5—沉降槽耙灰器刮泥板；6—過(guò)濾機(jī)給料泵；K1—沉降槽放料閥；K2—沉降槽排污閥；F1—過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線沖洗水閥；F3—過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口倒淋閥。

2 預(yù)防沉降槽出料管線堵塞的措施

固體顆粒在絮凝劑的作用下體積變大，受重力影響，固體顆粒沉淀于沉降槽底部，實(shí)現(xiàn)固液分離[3-4]。為了防止大渣塊進(jìn)入過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線，根據(jù)渣塊沉降原理，在沉降槽底部加裝沉渣鎖斗(見(jiàn)圖3)。

3 沉降槽沉降鎖斗使用方法

氣化系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線使用沉降槽底部管線，抽取沉降槽底部細(xì)渣，保持鎖斗為空。當(dāng)準(zhǔn)備系統(tǒng)開(kāi)車時(shí)，管線有沉降槽底部切換至沉降鎖斗。確認(rèn)關(guān)閉沉降鎖斗排渣閥K4、關(guān)閉沉降鎖斗沖洗水閥F2，打開(kāi)沉降槽鎖斗進(jìn)口閥K2、沉降槽鎖斗出料閥K3，關(guān)閉沉降槽放料閥K1，沉降槽出料切至沉渣鎖斗運(yùn)行，過(guò)濾機(jī)給料泵抽取鎖斗上部含固量較少的細(xì)渣。達(dá)到一定時(shí)間后，停過(guò)濾機(jī)給料泵，關(guān)閉K3、K2，打開(kāi)F2、K4，排出沉渣鎖斗內(nèi)的大塊渣。操作完成后，關(guān)閉K4和F2，打開(kāi)K3、K2，重新啟動(dòng)過(guò)濾機(jī)給料泵，如此重復(fù)運(yùn)行48 h，就將脫落的渣塊從系統(tǒng)中排出，大大減少過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線疏通檢修頻次。

1—沉降槽耙灰器；2—沉降槽溢流堰；3—沉降槽；4—沉降槽耙灰器耙板；5—沉降槽耙灰器刮泥板；6—過(guò)濾機(jī)給料泵；7—沉降槽沉渣鎖斗；8—沉渣鎖斗人孔；K1—沉降槽放料閥；K2—沉降槽鎖斗進(jìn)口閥；K3—沉降槽鎖斗出料閥；K4—沉降鎖斗排渣閥；F1—過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線沖洗水閥；F2—沉降鎖斗沖洗水閥；F3—過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口倒淋閥。

圖3 沉降槽底部加裝沉渣鎖斗

另外，在遇到沉降槽檢修時(shí)，可使用沉降鎖斗放料排渣，能夠有效降低作業(yè)人員工作量，改善檢修作業(yè)環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

沉降槽底部加裝沉降鎖斗后，利用鎖斗沉降緩沖，可以有效預(yù)防過(guò)濾機(jī)給料泵進(jìn)口管線堵塞，降低管線疏通檢修頻次，改善檢修作業(yè)環(huán)境，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保持沉降槽耙灰器穩(wěn)定運(yùn)行，維持氣化系統(tǒng)正常生產(chǎn)。在遇到沉降槽設(shè)備檢修時(shí)，也可使用沉降鎖斗放料排渣。