水煤漿水冷壁氣化爐高壓黑水管道改造

史曉東 朱朝霞 王建

摘要：針對氣化爐黑水管線普遍存在的管道堵塞、設(shè)備磨損問題，分析具體原因，提出改造措施。

關(guān)鍵詞：水煤漿;氣化;黑水管線;堵塞;磨損

陽煤集團(tuán)壽陽化工年產(chǎn)22萬噸乙二醇項(xiàng)目，采用水煤漿水冷壁加壓氣化技術(shù)，運(yùn)行壓力4.0MPA。氣化裝置運(yùn)行過程中，高壓黑水管線存在不同程度的堵塞情況，而且不合理的管線設(shè)置又造成了設(shè)備的磨損，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對此類情況，專門進(jìn)行討論，分析具體原因，提出改進(jìn)措施。

1、工藝概述

氣化爐激冷室的黑水經(jīng)過減壓閥門13FV1012與合成氣洗滌塔C-13101底部來的黑水經(jīng)過減壓閥門13FV1004分別進(jìn)入高壓閃蒸罐V-14101。在高壓閃蒸罐V-14101中閃蒸后壓力從4.0MPA降到0.5MPA。從高壓閃蒸罐V-14101底部排出的水含有較多的固體顆粒，這部分黑水通過液位控制閥14LV1003送到真空閃蒸罐V-14104進(jìn)一步閃蒸，黑水壓力從0.5MPA降到-0.05MPA。閃蒸后的黑水直接插入沉降槽V-14009中心桶內(nèi)，經(jīng)沉降處理后進(jìn)入灰水槽內(nèi)，返回系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。

2、高壓黑水管道堵塞情況及改造措施

氣化合成氣經(jīng)過下降管在氣化爐激冷室內(nèi)進(jìn)行洗滌后，經(jīng)過文丘里進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行二次洗滌，洗滌過合成氣的水中鈣鎂離子含量較多，在管線中容易結(jié)垢。壽陽化工氣化爐黑水去高閃管線及洗滌塔黑水去高閃管線設(shè)計(jì)管路走向時，沿著公用管廊鋪設(shè)。黑水管道鋪設(shè)長，彎頭多，且存在U形彎，開車時系統(tǒng)壓力低，管路堵塞嚴(yán)重，使黑水無法外送。系統(tǒng)長期運(yùn)行，垢片在U形彎管內(nèi)堆積加速堵塞管路，停車時因?yàn)槿鄙贆z修短節(jié)，彎頭較多管道沖洗存在盲點(diǎn)，長時間運(yùn)行管道堵塞造成了停車事故。

2.1改造措施：

防止該段管道堵塞的措施主要有以下幾項(xiàng)：1、在氣化和渣水框架中間新增加管廊平臺，黑水管線走捷徑直線鋪設(shè)，消除U型彎，可削減管道長度100米，減少開車管道堵塞情況發(fā)生。2、氣化爐黑水管線DN250增加檢修短節(jié)1處、洗滌塔黑水管線DN150增加檢修短節(jié)1處。將黑水管線上的彎頭改為三通形式共計(jì)8處，減少管路沖洗盲點(diǎn)。3、加強(qiáng)對黑水管線的檢查沖洗，每次停車必須對該管線進(jìn)行徹底的高壓沖洗，確保管路通暢。

3、高閃黑水管道磨損情況及改造措施

氣化爐及洗滌塔黑水壓力4.0MPA、溫度220℃，黑水中含有大量的碳粒及垢片。開車后隨著系統(tǒng)負(fù)荷的增加，氣化爐及碳洗塔黑水排放量相應(yīng)增加。由于黑水角閥前后壓差大，氣化爐黑水經(jīng)過13FV1012、洗滌塔黑水經(jīng)過13FV1004角閥后流速迅速增大，并且由于壓降閃蒸出大量水汽。黑水中的碳粒在高速流體的夾帶下，對高閃內(nèi)的折流板形成巨大的沖擊力。系統(tǒng)停車檢修高閃罐，就會發(fā)現(xiàn)高閃擋板有不同程度的損壞，主要存在的是進(jìn)口人字板處磨出了豁口，擋板發(fā)生變形損壞、擋板部分位置磨穿。解決以上問題，只能利用停車檢修時間進(jìn)行補(bǔ)焊加固，持續(xù)的磨損既影響高閃的使用壽命，又不利于系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.1改造措施：

在氣化爐黑水角閥13FV1012及洗滌塔黑水角閥13FV1004后各增加1個緩沖罐，使高壓黑水經(jīng)過緩沖罐緩沖后在進(jìn)入高閃罐。改造前后的流程對比如圖：

改造后，檢修期間對高閃罐進(jìn)行檢查，黑水角閥后人字板完好無損，擋板未變形無明顯磨損。緩沖罐內(nèi)壁無磨損，底部法蘭盲頭表面存在5mm凹面磨損情況，說明緩沖罐底部承受了黑水沖刷，隨即在緩沖罐底部焊接10mm鋼板。緩沖罐的增加，減少了黑水對高閃的沖擊，延長了高閃的使用壽命，確保了系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

4、結(jié)語

氣化黑水中含有大量的固體顆粒，開車階段極易堵塞管道，運(yùn)行后水中的碳粒又會對管道設(shè)備，造成磨損沖刷。只有不斷的對管線進(jìn)行改進(jìn)，消除堵塞、較少磨損才能使系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。