水煤漿加壓氣化工藝技術(shù)優(yōu)化改造

陳西峰

（陜西延長石油集團(tuán)延安能源化工有限責(zé)任公司，陜西延安 727500）

延長石油延安能源化工有限責(zé)任公司是集團(tuán)內(nèi)第二家大型高端能源化工產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，公司以煤、油田伴生氣、煉油廠低品質(zhì)輕油為原料，生產(chǎn)高品質(zhì)聚乙烯、聚丙烯、丁醇、2-PH 和乙丙橡膠等多種化工產(chǎn)品。

公司擁有水煤漿加壓氣化裝置三套，2018年9月11日氣化裝置一次性開車成功，進(jìn)入試生產(chǎn)期，在此期間存在一些問題，通過技術(shù)優(yōu)化改造，解決了存在的問題。

1 磨煤制漿單元

1.1 低壓灰水代替生產(chǎn)水制漿

氣化裝置在運(yùn)行階段，灰水較多，外排量約180m3/h。為降低灰水外排量，節(jié)約生產(chǎn)水消耗，增收節(jié)支，配低壓灰水管線至磨煤機(jī)進(jìn)料口。

使用低壓灰水進(jìn)行磨煤制漿，低壓灰水用量大約45m3/h，可節(jié)約生產(chǎn)水使用量大約45m3/h，優(yōu)化改造后，生產(chǎn)水按照5.8元/m3計算，經(jīng)估算，全年可節(jié)約成本185.6萬元。既節(jié)約了生產(chǎn)水消耗成本，又降低了低壓灰水外排量，也減輕了污水廠廢水處理負(fù)荷。

1.2 磨煤機(jī)氣動離合器氣源改造

磨煤機(jī)氣動離合器氣源為配套空壓機(jī)，空壓機(jī)氣源壓力不穩(wěn)定，而且是自啟動設(shè)備，維護(hù)保養(yǎng)頻繁，因為氣源壓力不足、不穩(wěn)定，磨煤機(jī)氣動離合器經(jīng)常脫開跳車，長時間處理，氣化爐需要減負(fù)荷，影響氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行。

磨煤機(jī)氣動離合器氣源改為工廠空氣，工廠空氣壓力0.9MPa，而且壓力穩(wěn)定，取代空壓機(jī)，徹底解決了空壓機(jī)維護(hù)保養(yǎng)頻繁，磨煤機(jī)氣動離合器氣源壓力不穩(wěn)定、不足，引起磨煤機(jī)頻繁跳車的問題，保障了氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 抽風(fēng)排氣系統(tǒng)改造

磨煤機(jī)抽風(fēng)排氣系統(tǒng)原始設(shè)計通過風(fēng)機(jī)排向大氣，該廢氣含有硫化氫等氣體，并且產(chǎn)生凝液，廠房墻壁煤灰污染嚴(yán)重，既污染環(huán)境，又存在硫化氫危害的不安全因素。

磨煤機(jī)抽風(fēng)排氣系統(tǒng)增加噴淋塔、吸附裝置、催化裝置，處理后的廢氣排向大氣，凝液可循環(huán)利用，少量凝液排放至地溝，通過優(yōu)化改造，磨煤機(jī)抽風(fēng)排氣系統(tǒng)既環(huán)保清潔，又高效安全。

1.4 添加劑泵更換為離心泵

添加劑可以調(diào)節(jié)水煤漿的黏度，是重要的化工三劑，通過隔膜計量泵送到磨煤機(jī)。但是，隔膜計量泵經(jīng)常出現(xiàn)打量不足或不打量的現(xiàn)象，需要經(jīng)常清理添加劑泵進(jìn)口濾網(wǎng)，隔膜腔補(bǔ)油，更換隔膜，拆檢泵體，拆檢出口單向閥等維護(hù)檢修。添加劑不足，導(dǎo)致水煤漿黏度過大，不利于煤漿泵輸送，引起氣化爐跳車。

添加劑泵改為離心泵取代隔膜計量泵，離心泵運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)保養(yǎng)便捷，避免了隔膜計量泵頻繁檢修維護(hù)，添加劑加入量穩(wěn)定，水煤漿性能穩(wěn)定，有利于煤漿泵穩(wěn)定輸送，確保氣化爐平穩(wěn)運(yùn)行。

1.5 低壓煤漿泵出口管線改造

本裝置有ABC 三臺低壓煤漿泵，AB 兩個大煤漿儲槽。其中AC 低壓煤漿泵分別送至AB 大煤漿儲槽，B 低壓煤漿泵出口兩條管線分別送至AB 大煤漿儲槽。

生產(chǎn)運(yùn)行中，A 低壓煤漿泵不能送至B 大煤漿儲槽，C低壓煤漿泵不能送至A 大煤漿儲槽，當(dāng)其中兩臺磨煤機(jī)、煤稱、低壓煤漿泵出現(xiàn)故障時，一個大煤漿槽水煤漿無來源，引起一臺氣化爐減負(fù)荷，甚至停車。

對低壓煤漿泵出口管線優(yōu)化改造，在AB 大煤漿儲槽頂部增加母管，ABC 三臺低壓煤漿泵出口管線均進(jìn)入母管，通過母管分別送至AB 大煤漿儲槽，實現(xiàn)三臺磨煤機(jī)均能進(jìn)入AB大煤漿儲槽，降低了氣化減負(fù)荷，甚至停車的風(fēng)險。

2 氣化單元

2.1 抽引管線盲區(qū)增加低壓氮氣

氣化爐在開停車過程中，需要進(jìn)行低壓氮氣置換，倒抽引盲板作業(yè)，本裝置抽引管線管徑16寸，且盲區(qū)較長大約8m，存在置換盲區(qū)。

在抽引手閥前增加2寸低壓氮氣置換管線，在氣化開停車過程中，消除了置換盲區(qū)，提高了開車的安全性，降低了停車倒抽引盲板CO 等有毒有害氣體危害的風(fēng)險。

2.2 洗滌塔頂部在線分析吹掃蒸汽增設(shè)盲板

洗滌塔頂部在線分析取樣管線上吹掃蒸汽管線設(shè)計了雙閥。生產(chǎn)運(yùn)行中，由于氣化裝置運(yùn)行壓力、溫度較高，雙閥內(nèi)漏，粗煤氣串入蒸汽管線，導(dǎo)致蒸汽管網(wǎng)存在CO、H2等有毒可燃?xì)怏w，危害全廠蒸汽管網(wǎng)安全運(yùn)行。

在洗滌塔頂部在線分析取樣管線上吹掃蒸汽管線雙閥間增設(shè)盲板，進(jìn)行有效隔離，撤底解決了粗煤氣串入蒸汽管線的問題，保障了全廠蒸汽管網(wǎng)的安全運(yùn)行。

2.3 預(yù)熱水系統(tǒng)改造

氣化裝置共三套，原始設(shè)計預(yù)熱水泵和渣池泵進(jìn)口為同一根母管，兩臺預(yù)熱水泵，四臺渣池泵，節(jié)約了兩臺渣池泵。但是，生產(chǎn)運(yùn)行中，由于撈渣機(jī)渣池水含渣量較多，啟動預(yù)熱水泵建立預(yù)熱水循環(huán)烘爐。一方面預(yù)熱水泵損壞嚴(yán)重；另一方面，黑水過濾器清理頻繁，無法運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致氣化烘爐需要建立大水循環(huán)，水、電消耗大。

預(yù)熱水泵進(jìn)口管線和渣水泵進(jìn)口管線進(jìn)行單獨配管，實現(xiàn)撈渣機(jī)渣水和預(yù)熱水分離，裝置運(yùn)行和裝置烘爐獨立進(jìn)行，互不影響。建立預(yù)熱水循環(huán)烘爐，經(jīng)估算，全年水、電可節(jié)約成本301.6萬元。

2.4 氣化爐、洗滌塔排黑管線改造

氣化裝置運(yùn)行一個周期后，需要進(jìn)行單系列檢修，氣化爐、洗滌塔排黑管線需要高壓清洗。由于氣化爐、洗滌塔排黑管線較長，彎頭較多，不便于高壓清洗，清洗不徹底，投料開車后氣化爐、洗滌塔排黑管線不暢通，或減壓閥卡塞。

氣化爐、洗滌塔排黑管線分別增加兩段可拆卸短節(jié)，優(yōu)化改造后，排黑管線可以分段進(jìn)行高壓清洗，徹底將排黑管線的水垢清理出來，解決了投料開車后氣化爐、洗滌塔排黑管線不暢通，或減壓閥卡塞的問題。

2.5 鎖斗循環(huán)泵出口管線增加限流孔板

鎖斗循環(huán)泵輸送介質(zhì)為高濃度的渣水，出口管線及閥門磨損嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)磨損泄漏。為減輕鎖斗循環(huán)泵出口管線及閥門的磨損程度，進(jìn)行了優(yōu)化改造。

在鎖斗循環(huán)泵出口管線（管徑6寸）增加Φ50限流孔板，運(yùn)行中可開大出口手閥，流量可控制在45～50m3/h，減輕了出口管線和手閥的磨損程度，延長了管線和閥門的使用壽命。

2.6 撈渣機(jī)雙電機(jī)改為單電機(jī)運(yùn)行

撈渣機(jī)是氣化裝置的重要設(shè)備，撈渣機(jī)原始設(shè)計為雙電機(jī)運(yùn)行，由于雙電機(jī)形成扭矩疊加，頻繁拉裂減速機(jī)，導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)不能正常運(yùn)行，氣化爐不能正常排渣，影響氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行。

撈渣機(jī)雙電機(jī)改為單電機(jī)，運(yùn)行良好，保護(hù)了減速機(jī)運(yùn)行，撈渣機(jī)也能正常平穩(wěn)運(yùn)行，解決了雙電機(jī)運(yùn)行頻繁損壞減速機(jī)的問題。

2.7 大煤漿槽底部閥門改型更換

氣化裝置大煤漿槽底部閥門在原始設(shè)計階段，設(shè)計為半球閥，球面與煤漿槽底部之間存在死區(qū)，沉積煤渣，形成塊狀物。水煤漿易于進(jìn)入球面與閥體之間，導(dǎo)致閥門開關(guān)卡塞，損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不能沖洗煤漿管線，需要切換煤漿槽，放漿，浪費(fèi)煤漿，增加大量工作量，影響正常開停車程序。

將兩個大煤漿槽底部的4臺半球閥更換為4臺柱塞閥，消除大煤漿槽底部與閥門之間的死區(qū)，防止形成塊狀物，防止煤漿進(jìn)入閥體，可以徹底解決氣化開車前排放煤漿，停車后閥門不能關(guān)閉，切換煤漿槽排放煤漿，檢修閥門的問題

2.1 各組心臟彩超檢測指標(biāo)對比 與正常組相比，模型組小鼠LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs降低，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與模型組相比，陽性組、黃芩莖葉黃酮組 LVEF、LVFS、LVPWDd、LVPWDs升高，LVAWd、LVAWs、LVIDd、LVIDs降低，具有劑量依賴性，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)算，目前大煤漿槽底部球閥與煤漿槽底部之間存在約0.6m 死區(qū)，每次放漿大約15m3，水煤漿按照600元/m3計算，氣化爐全年開車計劃12次，可節(jié)約水煤漿成本600×15×12=10.8萬元。氣化停車期間，大煤漿槽底部閥門卡死，有時損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不能關(guān)閉，導(dǎo)致切換煤漿槽，排放剩余40%的水煤漿，大約270m3，水煤漿按照600元/m3計算，全年預(yù)計排放3次，可節(jié)約水煤漿成本600×270×3=48.6萬元。大煤漿槽底部半球閥下線檢修，維修費(fèi)用按4 000元/臺計算，全年預(yù)計維修7次，可節(jié)約維修成本4 000×7=2.8萬元。全年預(yù)計可節(jié)約成本合計：10.8+46.8+2.8=62.2萬元。

3 灰水處理單元

3.1 增加高閃分離器至火炬排放管線

灰水高閃分離器閃蒸氣排放至變換汽提塔，另外設(shè)有就地放空管線，當(dāng)汽提塔需要隔離檢修或更換填料時，高閃分離器閃蒸氣不能送至汽提塔，只能通過就地放空泄放至大氣。閃蒸氣含有大量H2S、CO 等有毒有害氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境，易于導(dǎo)致人員中毒，存在較大安全隱患。

停車需進(jìn)行高閃及高閃分離器置換，置換有毒有害氣體排放至大氣，同樣造成上述不良影響。

在高閃分離器頂部氣相增加一條管線泄放至火炬系統(tǒng)，該管線增設(shè)手閥，并在手閥前增設(shè)盲板。當(dāng)高閃及高閃分離器停車置換或變換汽提塔檢修隔離時，有毒有害氣體可通過該條管線排放至火炬系統(tǒng)，杜絕就地泄放。

3.2 除氧器凝液回收系統(tǒng)配管優(yōu)化

灰水除氧器頂部放空氣經(jīng)過循環(huán)水冷凝器冷卻回收凝液至灰水槽。在實際運(yùn)行中，循環(huán)水冷凝器氣相放空管線經(jīng)常夾帶凝液噴向框架外，既污染環(huán)境，又造成灰水除氧器壓力波動，導(dǎo)致循環(huán)水冷凝器無法正常投用。

將U 型液封下降3m，氣液相管線配平衡線，優(yōu)化改造后，循環(huán)水冷凝器氣相放空管線不再夾帶凝液，可以正常投用。

3.3 沉渣池污水排放管線改造

沉渣池污水排放通過渣水泵經(jīng)過地管直接送至南區(qū)污水廠。由于沉渣池污水含灰量較大，污水廠不能正常處理，制約沉渣池污水排放。

對沉渣池污水排放管線優(yōu)化改造，切斷沉渣池至南區(qū)污水廠地管。在渣池泵出口配管至澄清槽，通過澄清槽絮凝沉降，清液流至灰水槽，通過低壓灰水泵順利送至南區(qū)污水廠。該流程既有利于南區(qū)污水廠處理廢水，也解決了沉渣池污水排放問題。

3.4 真空過濾機(jī)清污分流

真空帶式過濾機(jī)的濾液、濾布沖洗水及濾布沖洗下來的灰渣全部通過過濾機(jī)底部排污口一并進(jìn)入濾液槽。易造成過濾機(jī)底部排污口堵塞，或濾液槽底部及濾液泵進(jìn)口管線堵塞，影響生產(chǎn)運(yùn)行。

過濾機(jī)底部清污區(qū)增設(shè)隔離墻，在灰渣區(qū)新增一根6寸的排污管線至過濾機(jī)廠房東側(cè)地溝。實現(xiàn)了真空過濾機(jī)清污分流，徹底解決了排污口、濾液槽底部及濾液泵進(jìn)口管線堵塞的問題，保障了生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

4 變換單元

4.1 增加廢鍋排污回收裝置

變換裝置運(yùn)行中，廢鍋直接排污、間歇排污的脫鹽水較干凈，長期排放，即浪費(fèi)水資源，又增加了水處理的能耗。

可進(jìn)行變換廢鍋排污收集，經(jīng)換熱器冷卻，通過兩臺泵送至真空過濾機(jī)代替生產(chǎn)水作為濾布沖洗水。節(jié)約生產(chǎn)水用量，經(jīng)估算，全年可節(jié)約成本46.4萬元。

5 熱回收單元

5.1 中壓鍋爐給水至硫回收裝置管線改造

硫回收裝置中壓鍋爐水用量4m3/h 左右，用量特別小，中壓鍋爐給水泵運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)振動、異響等故障，影響生產(chǎn)運(yùn)行。

密封水泵出口管線引出一路1寸管線至中壓鍋爐給水泵出口，向硫回收裝置供水，徹底取代了兩臺中壓鍋爐給水泵，節(jié)約了泵檢修維護(hù)成本，維護(hù)了硫回收單元的穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

我公司氣化裝置經(jīng)過試生產(chǎn)運(yùn)行期的考驗，出現(xiàn)了一些問題，并對磨煤制漿、氣化、灰水、變換、熱回收單元進(jìn)行了工藝、設(shè)備優(yōu)化改造。

通過技術(shù)優(yōu)化改造，解決了生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問題，使氣化裝置達(dá)到安全、環(huán)保、平穩(wěn)、長周期運(yùn)行。同時。結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行情況，也進(jìn)一步降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，達(dá)到增收節(jié)支、節(jié)能降耗、節(jié)約成本的目的。