方勝付

(武漢桓創(chuàng)技術(shù)服務(wù)有限公司，武漢 430000)

水煤漿氣化工藝是以水煤漿和純氧為原料，采用氣流床反應(yīng)器，在加壓非催化條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)。煤漿制備單元生產(chǎn)的水煤漿和空分裝置生產(chǎn)的氧氣在氣化爐上部燃燒室發(fā)生反應(yīng)，生成以CO+H2為有效成分的工藝氣；經(jīng)氣化爐下部激冷室水浴和洗滌塔洗滌后的潔凈工藝氣，被送往變換工段，作為生產(chǎn)甲醇、合成氨或其他產(chǎn)品的原料氣[1]。氣化反應(yīng)生成的粗渣在激冷室沉淀后經(jīng)渣鎖斗定期排出，少量細(xì)渣隨氣化爐和洗滌塔排出的黑水進(jìn)入灰水處理單元，經(jīng)過黑水閃蒸、渣水分離及加藥后返回氣化爐及氣體洗滌單元循環(huán)使用。

1 燒嘴冷卻水入口流量上漲

燒嘴冷卻水的作用是保護(hù)伸入氣化爐燃燒室的燒嘴頭部避免因高溫?zé)彷椛涠鴵p壞。某日，氣化中控操作人員發(fā)現(xiàn)氣化爐燒嘴冷卻水入口流量緩慢上漲，而出口流量卻沒有變化，正常情況下兩者應(yīng)該一致?，F(xiàn)場檢查燒嘴冷卻水泵及燒嘴冷卻水進(jìn)出口管線后均未發(fā)現(xiàn)異常，儀表檢查也正常。燒嘴冷卻水入口流量是氣化裝置關(guān)鍵控制指標(biāo)，進(jìn)入安全連鎖系統(tǒng)大連鎖，如果該問題無法解決，則開車運(yùn)行會(huì)受到影響。燒嘴冷卻水工藝流程見圖1。

圖1 燒嘴冷卻水工藝流程示意圖

燒嘴冷卻水入口流量計(jì)屬于孔板流量計(jì)，安裝在豎管上。經(jīng)專業(yè)人員討論分析，判斷燒嘴冷卻水入口流量計(jì)導(dǎo)壓管里可能存在氣體[2]。

解除燒嘴冷卻水連鎖后，儀表工打開入口流量計(jì)導(dǎo)淋，果然有氣體排出，數(shù)秒后氣體排完；關(guān)閉導(dǎo)淋后入口流量隨之下降，且與出口流量一致。

2 閃蒸系統(tǒng)氣相管線水擊現(xiàn)象

在壓力管道中，由于液體流速急劇改變，造成瞬時(shí)壓力顯著、反復(fù)、迅速變化，此現(xiàn)象稱為水擊(水錘)[2]。低壓閃蒸系統(tǒng)示意見圖2。某日，操作人員發(fā)現(xiàn)閃蒸框架有管線水擊聲音，現(xiàn)場檢查后判斷是從低壓閃蒸冷凝器到低壓閃蒸分離器管線段發(fā)生了水擊，于是立即分析并排查原因。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，從低壓閃蒸罐頂部出來的低壓閃蒸氣應(yīng)該在低壓閃蒸冷凝器中被大部分冷凝，冷凝液夾帶少量的氣體進(jìn)入低壓閃蒸分離器，未被冷凝的氣體從分離器頂部放空。因發(fā)生水擊的管線溫度比平時(shí)高很多，據(jù)此判斷低壓閃蒸冷凝器換熱效果差，導(dǎo)致冷凝液少，而大部分未被冷凝的氣體夾帶冷凝液在管道中高速流動(dòng)，當(dāng)遇到閥門或彎頭時(shí)便形成撞擊，產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。除此之外，低壓閃蒸冷凝器循環(huán)冷卻水管線發(fā)燙，判斷循環(huán)冷卻水發(fā)生氣堵現(xiàn)象。于是，安排現(xiàn)場操作人員打開低壓閃蒸冷凝器循環(huán)冷卻水出口高點(diǎn)導(dǎo)淋排氣，初始只有氣體排出，1 min后有水流出，該管道水擊聲音逐漸減?。淮蠹s10 min后，水擊聲音消失，管道溫度恢復(fù)正常。

圖2 低壓閃蒸系統(tǒng)示意圖

3 除氧器滿液位

某日，操作人員上報(bào)除氧器液位因緊急停車后一直處于滿液位，儀表處理不了。除氧器設(shè)置了遠(yuǎn)傳液位計(jì)和現(xiàn)場磁翻板液位計(jì)，但現(xiàn)場液位計(jì)因上部連接管易形成碳酸氫銨結(jié)晶導(dǎo)致堵塞(因水質(zhì)和溫度原因)，疏通數(shù)次后就沒有再處理，所以失去參考價(jià)值。除氧水系統(tǒng)示意見圖3。

圖3 除氧水系統(tǒng)示意圖

調(diào)出中控DCS曲線，發(fā)現(xiàn)除氧水泵入口壓力在除氧器滿液位期間漲至240 kPa左右。除氧器液位正常期間，除氧水泵入口壓力為200 kPa左右，說明操作人員在液位計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)按照“寧高勿低”的原則操作，導(dǎo)致除氧器一直處于滿液位狀態(tài)。中控逐漸減少除氧器補(bǔ)水，同時(shí)監(jiān)控除氧水泵入口壓力。一段時(shí)間后除氧器液位慢慢下降，除氧水泵入口壓力恢復(fù)到200 kPa左右。

4 澄清槽底流泵不打量

現(xiàn)場操作工反應(yīng)澄清槽底流泵不打量，原因是澄清槽錐底堵渣。操作工將泵入口切為沖洗水，泵打量正常，關(guān)泵入口第一道手閥，接著打開澄清槽底部沖洗水手閥反沖，判斷過水后關(guān)閉沖洗水手閥，打開澄清槽底部排地溝閥門后有渣水流出，判斷已經(jīng)疏通澄清槽錐底。再將泵入口沖洗水切回澄清槽渣水，澄清槽底流泵仍不打量。澄清槽系統(tǒng)示意見圖4。

圖4 澄清槽系統(tǒng)示意圖

現(xiàn)場打開澄清槽錐底排地溝手閥，發(fā)現(xiàn)確有渣水流出，判斷原因?yàn)槌吻宀鄣琢鞅萌肟诠芫€堵塞或泵自身問題。澄清槽底流泵打沖洗水正常，故排除了泵自身故障原因；又因?yàn)楸萌肟诘谝坏朗珠y離主管距離最短，走沖洗水正常，故否定了泵入口管線堵塞原因。于是分析商討對策，判斷泵入口可能存在氣體，打開泵入口導(dǎo)淋后，確實(shí)有氣體排出，澄清槽底流泵打量恢復(fù)正常。

澄清槽內(nèi)渣水溫度約為60 ℃，泵入口走沖洗水時(shí)是常溫介質(zhì)，突然加入熱水后，產(chǎn)生氣體并在泵入口形成氣堵[3]，導(dǎo)致澄清槽底流泵不打量。

5 磨機(jī)出料槽泵打量異常

磨煤單元磨煤機(jī)磨制出的合格煤漿進(jìn)入磨機(jī)出口槽，再通過磨機(jī)出口槽泵送到煤漿槽，供氣化爐及氣體洗滌單元使用。磨機(jī)出口槽泵進(jìn)出口流程見圖5。在磨機(jī)開停車期間，不合格的煤漿送磨煤排放池。項(xiàng)目試車期間，磨機(jī)出口槽泵在向磨煤排放池送料時(shí)，經(jīng)常不受控，變頻泵打量降不下來。磨機(jī)出口槽泵往煤漿槽送煤漿時(shí)一直正常，說明泵沒有問題?，F(xiàn)場對磨機(jī)出口槽泵及其前后設(shè)備、管線進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。

圖5 磨機(jī)出口槽泵進(jìn)出口流程示意圖

磨機(jī)出口槽安裝在磨煤框架一樓頂部，懸掛在半空，磨機(jī)出口槽泵安裝在磨煤框架一樓地面，泵出口去煤漿槽和磨煤排放池設(shè)計(jì)在磨煤框架二樓地面上約1 m高度。通過分析磨機(jī)出口槽泵進(jìn)出口設(shè)備、管線高度分布，發(fā)現(xiàn)是虹吸現(xiàn)象導(dǎo)致[4]。所幸不打量只發(fā)生磨機(jī)出口槽泵往磨煤排放池送不合格煤漿時(shí)段，對正常生產(chǎn)沒有影響。

6 結(jié)語

化工生產(chǎn)裝置試車期間，設(shè)計(jì)、采購、施工、操作會(huì)出現(xiàn)各種問題，試車的目的是檢驗(yàn)設(shè)備、管道、電氣、儀表及各控制回路是否正常工作，整套裝置能否按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。發(fā)現(xiàn)并解決問題是試車的本質(zhì)，可從化工原理出發(fā)，結(jié)合設(shè)計(jì)理念，找出解決問題的方法，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。