航天爐粉煤氣化系統(tǒng)鎖斗充壓邏輯程序優(yōu)化運(yùn)行總結(jié)

黃保才，童維風(fēng)

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400)

航天爐粉煤氣化系統(tǒng)鎖斗充壓邏輯程序優(yōu)化運(yùn)行總結(jié)

黃保才，童維風(fēng)

(安徽晉煤中能化工股份有限公司，安徽臨泉 236400)

介紹航天爐粉煤氣化裝置及其渣鎖斗的工藝流程，闡述了排渣邏輯程序的控制情況。通過對航天爐粉煤氣化系統(tǒng)渣鎖斗程序進(jìn)行優(yōu)化改造，穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，提高航天爐裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

航天爐；氣化；鎖斗；優(yōu)化

安徽晉煤中能化工股份有限公司航天爐粉煤氣化示范裝置自2008年投料運(yùn)行以來，通過幾年來的不斷努力，氣化爐的運(yùn)行負(fù)荷不斷提高，裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)率也逐年提高，航天爐裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、有效性得到一定程度的體現(xiàn)。作為示范裝置，該套航天爐裝置總體設(shè)計較為合理，但在一些細(xì)節(jié)方面仍需不斷地優(yōu)化和完善，才能使裝置更加穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 工藝簡介

航天爐粉煤氣化裝置包括1100單元(磨煤及干燥裝置)、1200單元(煤加壓及進(jìn)煤裝置)、1300單元(氣化及合成氣洗滌裝置)、1400單元(渣及灰水處理裝置)及公用工程單元，其中1400單元灰水處理采用二級閃蒸工藝。

航天爐渣鎖斗系統(tǒng)是承接1300單元與1400單元的中間環(huán)節(jié)，承擔(dān)著氣化爐灰渣的排放，是氣化裝置穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在，直接關(guān)系到航天爐裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。在航天爐粉煤加壓氣化裝置中，粉煤進(jìn)入氣化爐與氧氣燃燒產(chǎn)生灰渣，灰渣經(jīng)激冷室激冷后，粗渣沉降進(jìn)入渣鎖斗系統(tǒng)，通過集渣、排渣2個過程將氣化爐燃燒產(chǎn)生的粗渣排入撈渣機(jī)系統(tǒng)，粗渣在大渣池中進(jìn)行沉降，澄清液溢流至小渣池，通過渣池泵將黑水從小渣池中取出，以保證氣化裝置的連續(xù)正常運(yùn)行。

從氣化爐底部激冷室中收集的粗渣被破渣機(jī)破碎，然后通過渣鎖斗系統(tǒng)排至撈渣機(jī)。為了確保順利排渣，在氣化爐激冷室和渣鎖斗之間設(shè)有1臺鎖斗循環(huán)泵，使渣水在渣鎖斗和氣化爐激冷室之間進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)渣鎖斗與氣化爐激冷室連通并經(jīng)過一段預(yù)定的時間(一般為30 min)后，鎖斗卸料程序?qū)印?/p>

2 排渣邏輯程序控制

本邏輯主要功能是保證氣化爐激冷室內(nèi)的粗渣按步驟安全、順利地排入渣池，排渣過程如下。

(1) 當(dāng)鎖斗與氣化爐隔離后，鎖斗泄壓閥(13XV- 0605)開啟進(jìn)行鎖斗卸壓。

(2) 當(dāng)鎖斗壓力低于0.18 MPa(表壓)時，溢流閥(14XV- 0001A/B)關(guān)閉，渣水溢流停止；卸壓管沖洗閥(13XV- 0606)開啟，清洗卸壓管中的固體物質(zhì)。

(3) 關(guān)閉卸壓管沖洗閥(13XV- 0606)，清洗停止。

(4) 渣鎖斗沖洗水閥(13XV- 0604)開啟，沖洗鎖斗。此步驟的前提是鎖斗沖洗水罐高液位(13LSH- 0007)。

(5) 鎖斗泄料閥(13XV- 0603)開啟，鎖斗開始排渣，同時開啟鎖斗加壓閥(13XV- 0607)來協(xié)助排渣。

(6) 鎖斗泄渣2 min或渣鎖斗沖洗水罐液位低(13LSL- 0007)，關(guān)閉鎖斗泄料閥(13XV- 0603)和鎖斗加壓閥(13XV- 0607)，鎖斗卸渣停止。

(7) 鎖斗泄料閥(13XV- 0603)關(guān)閉，鎖斗重新注滿水(13LSH- 0010)后，關(guān)閉渣鎖斗沖洗水閥(13XV- 0604)和鎖斗泄壓閥(13XV- 0605)；鎖斗泄料閥(13XV- 0603)關(guān)閉5 min后再開啟渣池溢流閥(14XV- 0001A/B)。

(8) 確認(rèn)鎖斗泄料閥、鎖斗沖洗水閥、鎖斗泄壓閥關(guān)閉后，開啟鎖斗加壓閥(13XV- 0607)對鎖斗加壓。

(9) 當(dāng)渣鎖斗與氣化爐合成氣出口壓差低時(13PdSL- 0021：0.18 MPa)，開鎖斗集渣閥(13XV- 0602)收渣。

(10) 鎖斗集渣閥(13XV- 0602)打開后，關(guān)閉鎖斗加壓閥(13XV- 0607)，同時啟動渣鎖斗集渣時鐘(約30 min)。

(11) 鎖斗加壓閥(13XV- 0607)關(guān)閉后，開啟鎖斗循環(huán)泵入口閥(13XV- 0608)，關(guān)閉鎖斗再循環(huán)閥(13XV- 0609)，鎖斗循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。

(12) 如果渣鎖斗集渣時間用完，關(guān)閉鎖斗集渣閥(13XV- 0602)，開啟鎖斗再循環(huán)閥(13XV- 0609)，然后關(guān)閉鎖斗循環(huán)泵入口閥(13XV- 0608)。此時鎖斗邏輯系統(tǒng)有3個模式可供選擇：①集渣保持模式，是指渣鎖斗系統(tǒng)始終處于收渣狀態(tài)，不受時間限制；②排渣模式，是指在此步驟按下排渣模式按鈕后，馬上進(jìn)行排渣；③如在此步驟不作選擇，則鎖斗邏輯系統(tǒng)在集渣時間用完后，自動按鎖斗循環(huán)程序進(jìn)行。

(13) 確認(rèn)閥位后，復(fù)位渣鎖斗集渣時鐘。

(14) 鎖斗重新開始循環(huán)。

3 渣鎖斗工藝流程

渣鎖斗工藝流程如圖1所示。

圖1 渣鎖斗工藝流程

4 渣鎖斗優(yōu)化實施情況

由于渣鎖斗屬于間斷排渣，需要高壓灰水泵間斷充壓和輔助排渣。目前，只要打開鎖斗加壓閥(13XV- 0607)，就會引起進(jìn)入洗滌塔的高壓灰水流量驟降，在關(guān)閉鎖斗加壓閥(13XV- 0607)后，又引起去洗滌塔的高壓灰水流量突增，進(jìn)而引起洗滌塔液位波動、合成氣溫度波動、系統(tǒng)壓力波動等諸多問題，很容易導(dǎo)致氣化系統(tǒng)工況出現(xiàn)異常并給后工序帶來不必要的波動。

(1) 通過與設(shè)計院進(jìn)行溝通、現(xiàn)場論證，鎖斗排渣程序調(diào)整后不會帶來其他不利影響因素，無安全、工藝故障風(fēng)險，具有可行性。

(2) 由于高壓灰水管道由孔板進(jìn)行限流，流量較小，輔助排渣意義不大。

(3) 修改程序如下：將排渣程序第4步“鎖斗泄料閥(13XV- 0603)開啟，鎖斗開始排渣，同時開啟鎖斗加壓閥(13XV- 0607)幫助排渣”修改為“打開13XV- 0603排渣時，取消打開13XV- 0607輔助排渣”即可。

(4) 經(jīng)過連續(xù)多次手動測試，這種排渣程序可以大大降低間斷排渣給系統(tǒng)帶來的波動，有利于生產(chǎn)的穩(wěn)定。

5 優(yōu)化前、后技術(shù)參數(shù)對比

優(yōu)化前、后技術(shù)參數(shù)對比如表1所示。

6 結(jié)語

將排渣程序中第4步“鎖斗泄料閥(13XV- 0603)開啟，鎖斗開始排渣，同時開啟鎖斗加壓閥(13XV- 0607)幫助排渣”修改為“打開13XV- 0603排渣時，取消打開13X- V0607輔助排渣”后，取得較好運(yùn)行效果：洗滌塔液位波動降低了3.02%；合成氣出口溫度波動降低了4.93 ℃，穩(wěn)定了變換系統(tǒng)的運(yùn)行；高壓灰水泵電流波動降低0.73 A，高壓灰水泵出口壓力波動降低了0.03 MPa，穩(wěn)定了高壓灰水泵的運(yùn)行，高壓灰水泵葉輪的使用周期由半年更換1次延長至1年1次。

綜上所述，渣鎖斗程序的優(yōu)化是成功的，為航天爐裝置的長周期、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。

表1 優(yōu)化前、后技術(shù)參數(shù)對比

TQ546

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1674- 2931(2017)03- 0001- 02

2016- 05- 09)