多元料漿氣化系統(tǒng)吹掃方案探討

趙伯平

(陜西煤化集團陜化公司化肥廠，陜西渭南 714100)

多元料漿氣化系統(tǒng)吹掃是多元料漿氣化裝置開車過程中極其重要的環(huán)節(jié)之一，氣化系統(tǒng)吹掃的質(zhì)量直接關(guān)系著氣化裝置開車的成敗。為了保證該裝置的開車工作能夠安全順利地進行，并達到預期的目的，特根據(jù)工藝流程對吹掃的過程進行如下的探討并制定合理的吹掃方案［1］。

1 煤漿系統(tǒng)的清洗

1.1 煤漿儲槽的清洗

1.1.1 煤漿儲槽的吹掃與清洗的條件

①煤漿儲槽入口管線及閥門已清洗吹掃合格。②煤漿儲槽放料閥、排污閥已打開。③高壓煤漿泵入口閥已關(guān)閉。入口閥前法蘭已斷開。④煤漿儲槽入口閥后法蘭已斷開。⑤沖洗水已接受。⑥吹掃用低壓氮氣已接入界區(qū)。

1.1.2 煤漿儲槽的吹掃與清洗

煤漿儲槽是靜止設(shè)備，靜止設(shè)備內(nèi)部的吹掃清洗，主要以打開人孔進入清理為主。進塔入罐分析合格后，操作人員進入槽內(nèi)清理固體雜物及垃圾。清理結(jié)束后，人員撤離，封閉人孔。接入沖洗水站在槽頂通過排氣人孔沖洗煤漿儲槽及攪拌槳。待煤漿儲槽放料閥、排污閥排出水的顏色和透明度與接入的沖洗水目測一致時，停沖洗水，接入干燥的低壓氮氣吹干煤漿儲槽。并作打靶測試合格。

1.2 煤漿輸送管線的清洗

1.2.1 高壓煤漿泵入口管線的清洗

煤漿儲槽放料閥關(guān)閉后，打開高壓煤漿泵入口閥，接通煤漿管線沖洗水，打開煤漿儲槽排污閥、高壓煤漿泵入口倒淋閥，沖洗高壓煤漿泵入口管線。待煤漿儲槽排污閥、高壓煤漿泵入口倒淋閥排出水的顏色和透明度與接入的沖洗水一致時，停沖洗水。關(guān)閉高壓煤漿泵入口閥、導淋閥、煤漿儲槽排污閥。

1.2.2 高壓煤漿泵出口管線的清洗

1.2.2.1 煤漿循環(huán)管線的吹掃與清洗的條件

煤漿切斷閥 XV13002關(guān)閉，煤漿循環(huán)閥XV13001關(guān)閉。煤漿循環(huán)管線煤漿儲槽入口閥關(guān)閉，煤漿循環(huán)管線去沉渣池導淋閥打開。

1.2.2.2 煤漿循環(huán)管線的清洗

確認上述閥門閥位正確后，打開煤漿循環(huán)管線沖洗水閥，接通沖洗水對煤漿循環(huán)管線進行沖洗。待煤漿循環(huán)管線去沉渣池導淋閥排出水的顏色和透明度與接入的沖洗水一致時，停沖洗水。

1.2.2.3 煤漿入爐管線的清洗條件

煤漿循環(huán)閥 XV13001關(guān)閉，煤漿切斷閥XV13002關(guān)閉。煤漿爐頭閥關(guān)閉。煤漿爐頭閥與煤漿切斷閥之間兩道導淋閥間盲板導通，兩道導淋閥打開。兩道導淋閥與沉渣池之間管線上沉渣池入口閥開。

1.2.2.4 煤漿入爐管線的清洗

確認上述閥門閥位正確后，打開高壓煤漿泵入口閥后沖洗水閥，關(guān)閉高壓煤漿泵入口閥，按單體設(shè)備操作法啟動高壓煤漿泵，打開煤漿切斷閥XV13002，通過手動調(diào)節(jié)的方法逐步提高煤漿泵轉(zhuǎn)速。沖洗煤漿入爐管線，待兩道導淋閥與沉渣池之間管線上沉渣池入口閥排出水的顏色與透明度和接入的沖洗水一致時，關(guān)閉煤漿切斷閥XV13002，停高壓煤漿泵，關(guān)沖洗水閥。打開高壓煤漿泵入口、出管線導淋閥。待高壓煤漿泵出入口管線中積水排完后，關(guān)閉高壓煤漿泵出入口管線導淋閥。至此煤漿系統(tǒng)的清洗工作結(jié)束。

2 氧氣輸送系統(tǒng)的吹掃及去脂處理

2.1 吹掃及去脂處理的原因

眾所周知，O2在常溫、常壓下為無色、透明、無嗅、無味的氣體，在一個標準大氣壓條件下，溫度降至－182.97℃時冷凝為藍色透明、易于流動的液體，密度為 1.14 kg/m3，在0 ℃，0.1 MPa 下，密度為1.429 kg/m3，當液體氧氣冷卻至 －218℃時，就成為藍色固態(tài)晶體，氧氣是一種助燃劑，在有可燃物存在的情況下可以幫助燃燒，O2是一種典型的氧化劑，在水汽存在的條件下能很快氧化鐵。

當管道內(nèi)殘存鐵銹、鐵塊、焊瘤、油脂時，在輸送氧氣的過程中被高速氣流碰撞并被氣流席卷帶走，造成顆粒與顆粒之間、顆粒與管道之間、顆粒與氧氣之間的摩擦和碰撞所做的機械功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，由于顆粒被導熱系數(shù)很小的氧氣包圍，所以存在蓄熱能，從輸氧管道的燃燒機理EMBED Equation.3→→EMBED Equation.3可以看出，鐵粉在常壓下著火溫度為300～600℃，高壓時著火溫度更低，當這種蓄熱能達到該工況下可燃雜物的著火溫度時，則會激發(fā)上述機理反應(yīng)，在管道內(nèi)自發(fā)燃燒，管道局部溫度升高，管壁發(fā)紅。任何可燃物在氧氣中的燃點要比空氣低，而且其燃點隨著氧氣壓力的升高而降低，當管道中混入油垢后，在高壓下會發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)而產(chǎn)生大量的熱量，會迅速引起在整個管道內(nèi)的可燃物燃燒而引發(fā)事故。因此輸氧系統(tǒng)不能殘存鐵銹、鐵塊、焊瘤、油脂等雜質(zhì)。為此必須對氧氣輸送系統(tǒng)管道進行吹掃和脫脂處理。

2.2 氧氣輸送系統(tǒng)進行吹掃及脫脂處理的條件

①氧氣輸送系統(tǒng)所有儀表、閥門已專用短管替換。②脫脂處理所用溶液四氯化碳已就位。③吹掃用高壓氮氣已接入界區(qū)。④氧氣管線入爐閥前法蘭已斷開。⑤氧氣儲罐頂部放空閥已開，底部排污閥已關(guān)。⑥氧氣儲罐入口氧氣管線上入口閥后法蘭已斷開。

2.3 吹掃及脫脂處理過程

圖1 吹掃及脫脂處理過程

①在圖1 所示1、2、3、4、5、6 處將氧氣輸送管線連接法蘭斷開。②在上圖所示標號為“1”的法蘭口接入吹掃用干燥的高壓氮氣對氧氣輸送系統(tǒng)管道進行吹掃，并在標號為2、3、4、5、6的法蘭口做打靶實驗。合格后停送吹掃用高壓氮氣。③通過上圖所示標號為“1”的法蘭口送氧氣輸送系統(tǒng)脫脂處理用溶液四氯化碳，待氧氣儲罐頂部放空閥有溶液溢出時，關(guān)閉放空閥。繼續(xù)送入脫脂溶液四氯化碳。待到標號為2、3、4、5、6的法蘭口有脫脂溶液四氯化碳溢出后，停送脫脂溶液，打開氧氣儲罐頂部放空閥及底部排污閥，排盡脫脂溶液后，用裝有排氣閥的盲板封閉2、3、4、5、6 處的法蘭。繼續(xù)送入脫脂溶液四氯化碳，待到有溶液從各法蘭上的排氣閥溢出時停送脫脂溶液，關(guān)閉排氣閥，浸泡1.5 h后，放盡脫脂溶液四氯化碳。④用黑色雙波(紫外)光源對系統(tǒng)管道進行檢查。無熒光反應(yīng)者為合格。否則必須對系統(tǒng)進行第二次脫脂處理直至合格。⑤用裝有排氣閥的盲板封閉2、3、4、5、6處的法蘭。通過上圖所示標號為“1”的法蘭口送氧氣，輸送系統(tǒng)鈍化處理用溶液濃硫酸，待氧氣儲罐頂部放空閥有溶液溢出時，關(guān)閉放空閥。繼續(xù)送入鈍化溶液濃硫酸，待到有溶液從各法蘭上的排氣閥溢出時停送鈍化溶液，關(guān)閉排氣閥，浸泡1.5 h后，放盡鈍化溶液。⑥檢查合格后重復第二步。⑦用脫脂溶液對系統(tǒng)所有閥門進行脫脂處理，并用黑色雙波(紫外)光源對其進行檢查。合格后進行鈍化處理后再用吹掃氮氣將其風干，并復位。⑧用吹掃氮氣對氧氣管線爐頭單向閥、中心氧氣管上單向閥、外環(huán)氧氣管線上單向閥、中心氧手動調(diào)節(jié)閥進行吹掃處理、用脫脂溶液對氧氣管線爐頭單向閥、中心氧氣管上單向閥、外環(huán)氧氣管線上單向閥、中心氧手動調(diào)節(jié)閥進行脫脂處理，并用黑色雙波(紫外)光源對其進行檢查。合格后用吹掃氮氣將其風干并復位。至此氧氣輸送系統(tǒng)以吹掃清洗完畢。

2.4 氮氣輸送管道的吹掃條件

①氮氣輸送管道上所有閥門及儀表均已用專用短管替代。②空分來的氮氣已接入界區(qū)。氮氣儲罐頂部放空閥已開。③氮氣壓縮機已安裝到位，并調(diào)試合格，具備開車條件。

2.5 氮氣輸送管道的吹掃步驟

圖2 氮氣輸送管道的吹掃

①將氮氣輸送管道從標號1、2、3、4、5處斷開。②打開氮氣儲罐頂部放空閥，打開氮氣輸送管道上放空閥。③打開氮壓機入口閥、出口閥。接入低壓氮氣。30 min后關(guān)閉氮壓機入口閥、出口閥。④對氮氣輸送管道上所有閥門儀表及管道進行脫脂處理，合格后用氮氣吹干，并復位。⑤將氮壓機壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)定值調(diào)至12.0 MPa后，打單體設(shè)備啟動氮壓機，關(guān)閉氮氣輸送管道上的放空閥。用高壓氮氣吹干氮氣輸送管道后，將氮氣輸送管道復位。至此氮氣輸送系統(tǒng)吹掃結(jié)束。

3 氣化爐燃燒反應(yīng)室、氣化爐激冷室、氣液分離器、文丘里洗滌器、洗滌塔、火炬系統(tǒng)的吹掃

為了將烘爐過程中產(chǎn)生的廢氣及氣化爐燃燒室、激冷室、氣液分離器、文丘里洗滌器、洗氣塔、火炬系統(tǒng)內(nèi)可燃成分置換到安全范圍內(nèi)，保證投料后氣化裝置能夠安全穩(wěn)定的長周期運行。在氣化裝置投料前必須用低壓氮氣對上述設(shè)備進行徹底吹掃。

3.1 吹掃流程

LN→F1301A(氣化爐燃燒反應(yīng)室、氣化爐激冷室)→V1304A(氣液分離器)→J1302(文丘里洗滌器)→T1301A(洗滌塔)→HV13005(洗滌塔頂部去火炬手動控制閥)→PV13011A(洗滌塔頂部去火炬管線壓力調(diào)節(jié)閥)→火炬放空。

3.2 吹掃條件

①FT13015A后盲板為通路。壓力調(diào)節(jié)閥PV13011全開。②洗滌塔(T1301A)頂部去火炬管線手動控制閥HV13005已打開。③粗煤氣分析公用工程系統(tǒng)(冷卻水、儀表空氣、氣液分離器、脫氧水等系統(tǒng))已投用。④質(zhì)譜在線分析儀已投用。⑤氣化爐激冷室液位在下降管以下。⑥氧氣管線低壓氮氣置換氣化爐燃燒室管道上盲板已倒通，低壓氮氣管線上兩截止閥間3/4"導淋閥關(guān)閉。⑦氣化爐中部低壓氮氣置換管線盲板為通路，低壓氮氣管線上兩截止閥間3/4"導淋閥關(guān)閉。⑧氣化爐工藝燒嘴已換好，開工抽引器已停用，抽引器管道大截止閥已關(guān)。粗煤氣去開工抽引器管道大“8”字盲板為盲路。

3.3 吹掃步驟

①全開氧氣管線低壓氮氣置換氣化爐燃燒室管道上兩個截止閥，對氣化爐燃燒室及氣液分離器、文丘里洗滌器、洗滌塔進行置換。②全開低壓氮氣去氣化爐激冷室前后兩道截止閥，對氣化爐激冷室進行置換。③10 min后在洗滌塔(T1301A)頂部分析取樣點取樣分析，氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))時，氣化爐、氣液分離器、文丘里洗滌器、洗滌塔吹掃合格。④在開工抽引器盲板前取樣口3/4"導淋閥處取樣分析，氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))時，氣化爐開工抽引管線死角處吹掃合格。⑤打開洗滌塔(T1301A)頂部出口管線兩個安全閥后小流量低壓氮氣去火炬管線閥門(各兩道)，閥間導淋閥關(guān)閉。⑥打開低壓氮氣去洗滌塔(T1301A)出口管線壓力調(diào)節(jié)閥(PV13011)后管線截止閥(兩個)，對壓力調(diào)節(jié)閥(PV13011)至火炬管線的管道進行置換，10 min后火炬管線分析取樣，O2＜0.2%。視為合格，關(guān)閉兩低壓氮氣截止閥，打開兩低壓氮氣截止閥間導淋閥。⑦關(guān)閉低壓氮氣去氧管道及激冷室中部管線上的手動截止閥，盲板前后截止閥關(guān)閉，導淋閥打開，氣化爐燃燒室及激冷室低壓氮氣管線上“8”字盲板為盲路。

3.4 置換洗氣塔粗煤氣出口至變換系統(tǒng)管線

3.4.1 置換流程

LN→T1301A頂部粗煤氣管線→變換工段壓力調(diào)節(jié)閥PV15007。

3.4.2 置換條件

①手動調(diào)節(jié)閥HV13004A及其副線閥4"閥全開;②全開去變換系統(tǒng)大閥及其副線閥2"閥。

3.4.3 置換步驟

打開低壓氮氣置換閥對洗氣塔至變換系統(tǒng)粗煤氣管線進行置換，通過變換系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥PV15007放空至火炬。在V1504頂部取樣分析氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))時視為合格，關(guān)閉低壓氮氣閥，盲板倒盲，關(guān)閉手動調(diào)節(jié)閥HV13004A及其副線閥，關(guān)閉去變換系統(tǒng)大閥及副線閥(2")。

4 灰水處理系統(tǒng)的吹掃處理

灰水處理系統(tǒng)由高壓閃蒸操作單元、低壓閃蒸操作單元、真空閃蒸操作單元組成。灰水處理系統(tǒng)吹掃處理的目的是將灰水處理過程中產(chǎn)生的酸性氣體從上述操作單元中除去，破壞易爆、易燃性氣體在該系統(tǒng)中形成的條件。

4.1 高壓閃蒸操作單元的吹掃

4.1.1 吹掃流程

LN→氣化高溫熱水器(V1401)。

LN→洗滌高溫熱水器(V1402)→灰水加熱器(E1401)→高壓閃蒸分離器(V1407)→PV1402后放空閥取樣分析。

4.1.2 吹掃條件

①氣化高溫熱水器V1401頂部放空閥開。

②壓力調(diào)節(jié)閥PV14002后盲板為通路。

③PV14002至氣提塔(T1501)截止閥關(guān)閉。

④壓力調(diào)節(jié)閥(PV14002)前后截止閥開，放空閥開。

4.1.3 吹掃步驟

打開氣化高溫熱水器V1401A、洗滌高溫熱水器V1402A低壓氮氣置換閥門，打開灰水加熱器(E1401A)主路及旁路閥，同時打開壓力調(diào)節(jié)閥(PV14002)后手動放空閥，置換10 min后關(guān)閉高壓閃蒸分離器頂部壓力調(diào)節(jié)閥(PV14002)，當PT14002A有壓力顯示后迅速打開閥門PV14002，對系統(tǒng)快速泄壓置換，如此重復三次，在PV14002A放空閥取樣分析，氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))時視為合格，關(guān)閉取樣放空閥。

關(guān)閉V1401A、V1402A置換用低壓氮氣閥門，閥間導淋全開。

打開PV14002A后至T1501氣提塔截止閥。

4.2 低壓閃蒸操作單元的吹掃

4.2.1 吹掃流程

LN→低溫熱水器(V1403)→脫氧水槽(V1411)→壓力調(diào)節(jié)閥(PV1407)放空。

4.2.2 吹掃步驟

打開低溫熱水器(V1403)閃蒸汽出口至脫氧水槽管線上的截止閥，打開低溫熱水器氮氣置換閥(氮氣通過脫氧水槽頂部壓力調(diào)節(jié)閥PV1407放空)，對低溫熱水器置換10 min后，取樣分析氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))視為合格。關(guān)閉低溫熱水器V1403低壓氮氣置換閥。

4.3 真空閃蒸操作單元的吹掃

4.3.1 吹掃流程

LN→真空閃蒸器(V1404)→真空閃蒸冷凝器(E1402)→真空閃蒸冷凝分離器(V1405)→真空泵P1403A1/A2入口導淋處取樣。

4.3.2 吹掃步驟

①打開真空泵分離罐頂部放空閥。②打開真空泵密封水閥，打開真空泵出口閥，按照單體設(shè)備操作法啟動真空泵。③打開真空泵入口閥。④打開真空閃蒸器(V1404)氮氣置換閥，置換10 min后，在真空泵分離罐頂部放空閥處取樣分析氧含量O2＜0.2%(體積分數(shù))視為合格。⑤關(guān)閉真空閃蒸器低壓氮氣置換閥。

［1］唐 煜，葉 欣，倪龍宇.德士古氣化爐原始投料前幾點問題的探討［J］.遼寧化工，2010，39(8):880 －882.