德士古氣化裝置運行過程中特殊工況的處理

張 軍，劉 敏

(陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西神木 719319)

德士古水煤漿加壓氣化是一種氣流床加壓氣化技術(shù)，氧氣和煤漿通過特制的工藝燒嘴，混合后噴入氣化爐內(nèi)[1-3]。在爐內(nèi)水煤漿和氧氣發(fā)生不完全氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生水煤氣，為達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率，采用部分氧化釋放熱能，維持氣化爐在煤灰熔點溫度以上反應(yīng)，以滿足液態(tài)排渣的需要，反應(yīng)溫度根據(jù)煤種不同一般為1 250～1 300 ℃，氣化爐操作壓力在3.9 MPa左右。反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速，煤粒在爐內(nèi)停留時間一般僅數(shù)秒鐘，反應(yīng)生成的水煤氣中甲烷含量較少，一般僅為0.1%(體積分?jǐn)?shù))以下，碳的轉(zhuǎn)化率較高。由于反應(yīng)溫度較高，不生成焦油、酚及高級烴等易凝聚的副產(chǎn)物，所以對環(huán)境的污染較小[4-5]。

陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司氣化裝置采用美國德士古公司水煤漿加壓氣化技術(shù)，工序主要由磨煤系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)、灰水處理系統(tǒng)以及火炬系統(tǒng)組成。該裝置首次投料以來，一、二期裝置已分別安全穩(wěn)定運行了12年和9年，但在運行期間也出現(xiàn)了一些特殊工況。在對這些特殊工況進(jìn)行處理的過程中積累了一些經(jīng)驗。

1 磨煤系統(tǒng)

1.1 磨機主軸承溫度高

原因：①循環(huán)油供油量少或油質(zhì)變壞；②冷卻循環(huán)水溫度高或循環(huán)水水量?。虎圯S及軸瓦配合不協(xié)調(diào)；④磨機長時間空負(fù)荷運轉(zhuǎn)。

處理措施：①加大供油量或更換新油；②降低循環(huán)水溫度或增大循環(huán)水量；③停車查找原因并檢修；④及時投加物料減少空轉(zhuǎn)時間。

1.2 亂棒

原因：①磨機未及時沖洗干凈；②停車未按要求盤車。

處理措施：停車及時沖洗干凈磨機，按要求盤車。

1.3 磨機進(jìn)煤量低

原因：①煤倉架橋或下料口堵；②煤稱量給料機故障；③磨機進(jìn)口溜槽堵。

處理措施：①啟動振蕩器敲打煤倉錐部，疏通下料口；②檢查煤稱量給料機；③停煤稱量給料機并清除雜物。

1.4 磨機給水低

原因：①研磨水流量調(diào)節(jié)閥故障；②供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

處理措施：①檢修研磨水流量調(diào)節(jié)閥；②檢查處理供水系統(tǒng)故障。

1.5 磨機給水高

原因：研磨水流量調(diào)節(jié)閥故障。

處理措施：檢修研磨水流量調(diào)節(jié)閥。

1.6 磨機電流低

原因：①給料量減少；②鋼棒加入較少。

處理措施：①調(diào)節(jié)進(jìn)料量；②增加鋼棒數(shù)量。

1.7 磨機出料槽液位高

原因：①低壓煤漿泵打量不足；②低壓煤漿泵進(jìn)口堵；③磨機負(fù)荷大；④液位計故障。

處理措施：①提高轉(zhuǎn)速并檢查；②檢查煤漿濃度、清理管道；③調(diào)整負(fù)荷；④檢修液位計。

2 煤漿制備系統(tǒng)

2.1 煤漿黏度大

原因：①添加劑用量不當(dāng)；②煤漿粒度變細(xì)；③濃度過高。

處理措施：①調(diào)整添加劑用量；②降低濃度。

2.2 煤漿管道堵塞

原因：①管內(nèi)物料停留時間過長；②管內(nèi)進(jìn)入較大雜物。

處理措施：①加水疏通管道；②拆檢疏通管道。

2.3 煤漿粒度變粗

原因：①加煤量太多；②鋼棒級配不合理；③煤質(zhì)發(fā)生變化；④滾筒篩的篩網(wǎng)破。

處理措施：①減少進(jìn)料量；②調(diào)整鋼棒級配；③上報調(diào)度處理；④換篩網(wǎng)。

2.4 煤漿粒度變細(xì)

原因：①給料量太少；②鋼棒級配不合理；③煤質(zhì)發(fā)生變化。

處理措施：①增加給料量；②調(diào)整鋼棒級配；③上報調(diào)度處理。

2.5 低壓煤漿泵打量不足

原因：①進(jìn)口管堵塞；②泵故障(如進(jìn)出口單向閥堵、壞，軟管破等)；③磨機出料槽液位低。

處理措施：①疏通進(jìn)口管道；②拆檢泵；③提高液位。

2.6 煤漿流量低

原因：①高壓煤漿泵打量不正常；②進(jìn)口管線堵塞；③煤漿特性不正常；④流量計故障；⑤煤漿管線或循環(huán)閥泄漏。

處理措施：①控制好爐溫；②檢查高壓煤漿泵；③檢查調(diào)整煤漿濃度、黏度、粒度分布；④檢查流量計；⑤檢查煤漿管線或循環(huán)閥。

3 氣化系統(tǒng)

3.1 氧氣流量不正常

原因：①燒嘴壓差變化不正常；②氧氣壓力不正常；③下游粗煤氣壓力突變；④調(diào)節(jié)閥故障。

處理措施：①調(diào)節(jié)氧氣、煤漿流量；②調(diào)節(jié)負(fù)荷；必要時停車；③聯(lián)系調(diào)度處理；檢查氧氣管線是否有泄漏，調(diào)節(jié)氧氣流量，維持正常操作溫度；④檢查下游操作情況；⑤調(diào)節(jié)氧煤比；檢修調(diào)節(jié)閥。

3.2 激冷水流量低

原因：①激冷水泵打量不足；②激冷環(huán)堵；③激冷水過濾器壓差升高；④激冷水管線堵。

處理措施：①檢查激冷水泵；②若流量低，打開去氣化爐補充灰水調(diào)節(jié)閥；③檢查激冷水泵出口壓力待停車后，消堵；④切換激冷水過濾器；⑤檢查，停車后清洗管線。

3.3 燒嘴壓差高

原因：①燒嘴堵塞或損壞；②煤漿流量增加；③煤漿流動性差；④氣化爐壓力驟降；⑤爐頭煤漿管線堵。

處理措施：①減負(fù)荷；必要時停車換燒嘴；②減少煤漿量，調(diào)節(jié)氧氣量；③調(diào)整煤漿性能；④維持爐內(nèi)溫度穩(wěn)定；⑤調(diào)整工況；待停車后處理。

3.4 燒嘴壓差低

原因：①燒嘴燒壞；②煤漿流量減少；③氣化爐壓力驟升。

處理措施：①增加煤漿量，調(diào)節(jié)氧氣量；②檢查氣化爐壓差，確認(rèn)氣化爐排渣口、導(dǎo)氣管和氣體出口是否堵塞；③檢查氣化爐和洗滌塔出口壓力。

3.5 氣化爐爐溫低

原因：①氧氣流量偏低；②煤漿流量增加；③煤漿濃度升高；④氧氣純度下降；⑤熱電偶損壞。

處理措施：①檢查CH4含量及其它氣體成分變化情況；②逐漸增加氧氣流量，檢查氧氣壓力；③減少煤漿流量，檢查煤漿泵；④提高氧煤比；⑤檢查煤漿槽中煤漿濃度，調(diào)整磨機給料量；⑥聯(lián)系調(diào)度，提高氧氣純度；⑦增加氧氣量，提高爐溫；⑧檢查其他熱電偶；⑨通過氣體組分變化、粗煤氣出口溫度、渣樣及氣化爐壓差判斷爐溫高低。

3.6 氣化爐爐壁溫度高

原因：①爐溫過高；②負(fù)荷過大；耐火磚局部脫落；③磚縫過大，竄氣嚴(yán)重；④長時間運行，耐火磚變薄；燒嘴偏噴，火焰角度嚴(yán)重沖刷壁磚。

處理措施：①降低爐溫；②視情況降低負(fù)荷；③測量爐壁溫度，若溫度不正常，停車；④換磚。

3.7 激冷室?guī)?/h3>

原因：①負(fù)荷過大；②系統(tǒng)波動大；③系統(tǒng)水質(zhì)差；④激冷室溫度過高；⑤激冷室液位高；

處理措施：①減負(fù)荷；②維持系統(tǒng)穩(wěn)定；③控制水質(zhì)；④降低系統(tǒng)熱負(fù)荷；⑤降低液位。

3.8 燒嘴冷卻水出口溫度高

原因：①燒嘴冷卻水流量低；②燒嘴冷卻水冷卻器換熱效果差；③燒嘴損壞；④燒嘴冷卻盤管漏。

處理措施：①檢查燒嘴冷卻水泵；調(diào)節(jié)各系統(tǒng)冷卻水量分配；②若法蘭連接處泄漏，緊固；③增加循環(huán)冷卻水量；④排氣，消除氣阻；增加入燒嘴冷卻水槽脫鹽水量，降低槽內(nèi)水溫；⑤根據(jù)需要停車除垢；⑥檢查燒嘴壓差及爐溫；⑦檢查氧氣、煤漿流量；⑧檢查CO報警溫度、流量。

3.9 鎖斗充壓速度慢

原因：①鎖斗內(nèi)有氣體；②鎖斗泄壓閥、排渣閥、清洗閥、沖洗閥內(nèi)漏；③鎖斗充壓閥堵或有故障；④沖洗水罐中沖洗水的水溫過高；⑤鎖斗法蘭漏。

處理措施：①提高液位；②停鎖斗系統(tǒng)，檢查，消堵；③降低水溫；④消漏。

3.10 粗煤氣中甲烷含量高

原因：①氣化爐爐溫低；②渣口堵；③燒嘴偏噴，霧化效果不好。

處理措施：①提高氣化爐爐溫；②緩慢提溫清渣口；③降負(fù)荷運行。

3.11 渣拉絲

原因：①溫度過高；②渣口堵；③下降管堵。

處理措施：①降低溫度；②提溫清渣。

3.12 烘爐過程中發(fā)生回火

原因：①激冷室液位高，②封住下降管；③柴油或施放氣瞬間加量過大；④抽引蒸汽量瞬間減少或斷汽；⑤預(yù)熱流程上有泄漏處(如人孔未封等)。

處理措施：①降低液位至預(yù)熱液位；②開柴油或施放氣閥門時要緩慢；③保證蒸汽量；④消除抽引管線漏點。

3.13 系統(tǒng)過氧爆炸

原因：①煤漿管線泄漏或?qū)Я芪搓P(guān)；②煤漿管線進(jìn)口沖洗水閥未關(guān)；③閥位信號錯誤，無煤漿入爐；④氮氣置換不完全或存在置換死角。

處理措施：①開車前仔細(xì)確認(rèn)；②關(guān)閉沖洗水閥；③停車檢修；④嚴(yán)格按規(guī)程置換。

4 灰水系統(tǒng)

4.1 洗滌塔液位不正常

原因：①激冷水泵打量不正常；②塔板上變換冷凝液量變化過大；③洗滌塔底部進(jìn)灰水量變化過大；氣化爐帶水；洗滌塔黑水排放管線或閥門堵；④洗滌塔帶水。

處理措施：①檢查泵，必要時開備用泵；②調(diào)節(jié)塔板上冷凝水流量；③調(diào)節(jié)灰水入洗滌塔分配；④檢查除氧灰水泵，必要時倒泵；⑤檢查洗滌塔液位調(diào)節(jié)閥；減少洗滌塔底進(jìn)水；⑥增加洗滌塔黑水排放；⑦調(diào)整氣化爐操作工況；⑧切換黑水排放調(diào)節(jié)閥，疏通管線、閥門；控制在低液位操作；⑨控制進(jìn)水量，調(diào)整系統(tǒng)水質(zhì)。

4.2 高壓閃蒸罐液位不正常

原因：①進(jìn)黑水量不正常；②底部排黑水管線堵塞；③液位調(diào)節(jié)閥故障。

處理措施：①檢查高壓閃蒸罐進(jìn)口閥，必要時切換閥門；②檢查排黑水管線及液位調(diào)節(jié)閥；③切至旁路，檢修液位調(diào)節(jié)閥。

4.3 真空閃蒸罐液位不正常

原因：①進(jìn)黑水量不正常；②底部排黑水管線堵；③液位調(diào)節(jié)閥故障；④進(jìn)口黑水管線堵或角閥堵；真空泵故障。

處理措施：①檢查進(jìn)口管線；②切至旁路，處理閥門；③切至旁路，疏通管線；④檢查真空泵，必要時倒泵。

4.4 灰水槽液位不正常

原因：①高壓灰水泵故障；②低壓灰水泵能力下降；③進(jìn)水調(diào)節(jié)閥中液位調(diào)節(jié)閥故障；④沉降槽排放水量變化大。

處理措施：①檢查高壓灰水泵，必要時倒泵；②檢查低壓灰水泵，必要時倒泵；③檢查液位調(diào)節(jié)閥；④檢查排水量。

4.5 真空閃蒸罐壓力高

原因：①真空閃蒸冷凝器氣阻，換熱器列管堵；②真空泵故障；③閃蒸汽管線泄漏；④真空閃蒸分離器滿罐。

處理措施：①增加循環(huán)冷卻水量；②排氣；待停冷凝器后處理；③檢查真空泵或倒泵；④檢查閃蒸汽管線、安全閥；降低分離器液位。

4.6 粗煤氣出洗滌塔溫度不穩(wěn)

原因：①洗滌塔實際液位過高，導(dǎo)致帶水；②洗滌塔塔板損壞；③塔板上洗滌水分布不均或有攔液現(xiàn)象；④洗滌塔頂除霧器堵塞或損壞；⑤激冷室?guī)畤?yán)重；⑥洗滌塔進(jìn)出水量波動大。

處理措施：①降低洗滌塔液位；②調(diào)整冷凝液進(jìn)塔板流量；③消除帶液；④穩(wěn)定洗滌塔進(jìn)出水量。

5 結(jié)語

除了上述問題，在德士古氣化爐運行中還有很多值得注意的地方，比如煤漿泵軟管破裂、北方地區(qū)冬季防凍等問題，需要在生產(chǎn)運行中精細(xì)管理，多思考、多積累，細(xì)心發(fā)現(xiàn)每一個問題出現(xiàn)的跡象，將隱患消除于無形之中，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷運行。