德士古氣化爐鎖斗系統(tǒng)儀表故障分析及解決方法

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陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司 陜西榆林 719000

德士古水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，但仍有一些問(wèn)題未得到解決，鎖斗系統(tǒng)故障率高尤為突出，泄露、堵塞、沖刷等問(wèn)題較為嚴(yán)重，本文主要對(duì)鎖斗系統(tǒng)出現(xiàn)的這幾項(xiàng)突出問(wèn)題進(jìn)行分析并提出防范措施。

1 鎖斗流程描述

激冷室底部的渣和水在收渣階段經(jīng)鎖斗收渣閥、鎖斗安全閥進(jìn)入鎖斗。鎖斗安全閥處于常開(kāi)狀態(tài)，僅當(dāng)由激冷室液位低低引起的氣化爐停車，鎖斗安全閥才關(guān)閉。鎖斗循環(huán)泵從鎖斗頂部抽取相對(duì)潔凈的水送回激冷室底部，幫助將渣沖入鎖斗。

鎖斗循環(huán)分為泄壓、清洗、排渣、充壓、收渣五個(gè)階段，由鎖斗程序自動(dòng)控制。循環(huán)時(shí)間一般為30分鐘，可以根據(jù)具體情況設(shè)定。鎖斗程序啟動(dòng)后，鎖斗泄壓閥打開(kāi)開(kāi)始泄壓，鎖斗內(nèi)壓力泄至鎖斗沖洗水罐。泄壓后，泄壓管線清洗閥打開(kāi)清洗泄壓管線，清洗時(shí)間到后清洗閥關(guān)閉。鎖斗沖洗水閥和鎖斗排渣閥及充壓閥打開(kāi)，開(kāi)始排渣。當(dāng)沖洗水罐液位低時(shí)，鎖斗排渣閥、充壓閥和沖洗水閥關(guān)閉。鎖斗充壓閥打開(kāi)，用高壓灰水泵來(lái)的灰水開(kāi)始充壓，當(dāng)氣化爐與鎖斗壓差低時(shí)，鎖斗收渣閥打開(kāi)，鎖斗充壓閥關(guān)閉。鎖斗循環(huán)泵進(jìn)口閥打開(kāi)，循環(huán)閥關(guān)閉，鎖斗開(kāi)始收渣，收渣計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)收渣時(shí)間到鎖斗循環(huán)泵循環(huán)閥打開(kāi)，進(jìn)口閥關(guān)閉，鎖斗循環(huán)泵自循環(huán)。鎖斗收渣閥關(guān)閉，泄壓閥打開(kāi)，鎖斗重新進(jìn)入泄壓步驟。如此循環(huán)[1]。

2 鎖斗程序步序

鎖斗程序初始條件滿足，DCS上鎖斗啟動(dòng)按鈕置 ON，鎖斗程序啟動(dòng)并按以下步驟運(yùn)行：

（1）鎖斗泄壓閥開(kāi)（收渣閥全關(guān)啟動(dòng)）。

（2）鎖斗泄壓清洗閥開(kāi)（泄壓閥全關(guān)、延時(shí)啟動(dòng)）。

（3）鎖斗泄壓清洗閥關(guān)（清洗時(shí)間到啟動(dòng)）。

（4）鎖斗沖洗閥開(kāi)（收渣閥關(guān)、沖洗水罐液位高、清洗閥全關(guān)啟動(dòng)）。

（5）鎖斗排渣閥開(kāi)，鎖斗充壓閥開(kāi)（收渣閥關(guān)、循環(huán)閥關(guān)、沖洗水閥全開(kāi)啟動(dòng)）。

（6）鎖斗排渣閥關(guān)，鎖斗充壓閥關(guān)（沖洗水罐液位低或排渣時(shí)間到啟動(dòng)）。

（7）鎖斗沖洗閥關(guān)，鎖斗泄壓閥關(guān)（排渣閥全關(guān)啟動(dòng)）。

（8）鎖斗充壓閥開(kāi)（排渣閥關(guān)、泄壓閥全關(guān)啟動(dòng)）。

（9）鎖斗收渣閥開(kāi)（排渣閥關(guān)、沖洗水閥關(guān)、鎖斗壓差低啟動(dòng)）。

（10）鎖斗充壓閥關(guān)（收渣閥全開(kāi)啟動(dòng)）。

（11）鎖斗循環(huán)泵進(jìn)口閥開(kāi)，鎖斗循環(huán)泵循環(huán)閥關(guān)（沖壓閥全關(guān)啟動(dòng)）。

（12）鎖斗循環(huán)泵循環(huán)閥開(kāi)，鎖斗循環(huán)泵進(jìn)口閥關(guān)（收渣時(shí)間到或按下排渣按鈕啟動(dòng)）。

（13）鎖斗收渣閥關(guān)（循環(huán)閥全關(guān)啟動(dòng)）。

3 鎖斗系統(tǒng)故障及解決方法

（1）鎖斗沖洗管線振動(dòng)大。

原因分析：

其一，由于德士古氣化爐鎖斗系統(tǒng)排渣時(shí)鎖斗內(nèi)沖洗水高速下沖后排渣閥突然關(guān)閉，這樣沖洗水突然遇阻就會(huì)形成流體反向沖擊力，此沖擊力無(wú)法從其他處釋放故而造成管線振動(dòng)過(guò)大。

其二，鎖斗沖洗水罐對(duì)空管線管徑太小，由于沖洗水管線較粗，沖洗水閥打開(kāi)數(shù)秒就能排空鎖斗沖洗水罐，而鎖斗對(duì)空管線過(guò)細(xì)無(wú)法快速充滿大氣，這樣鎖斗沖洗水罐內(nèi)就會(huì)形成部分真空，因此也能加大流體反向沖擊力。

主要是通過(guò)減小反向沖擊力來(lái)解決振動(dòng)大問(wèn)題，第一是將排渣閥由原來(lái)動(dòng)作速度3s調(diào)整為8s（反復(fù)試驗(yàn)得出），通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)排氣加裝調(diào)節(jié)閥手閥來(lái)控制閥門動(dòng)作速度，將反向力從排渣閥緩解釋放；第二是鎖斗沖洗水罐對(duì)空管線管徑加大，消除沖洗時(shí)形成的部分真空待，也能降低反向沖擊力[2]。

（2）鎖斗循環(huán)水管線節(jié)流件磨損沖刷嚴(yán)重。

原因分析：

雖然打循壞是從鎖斗上部抽水，但水里帶煤渣顆粒依然很多，再加上高溫高壓和高流速，使得節(jié)流件管壁處沖刷嚴(yán)重泄漏，經(jīng)常造成緊急搶修或停車。

解決方法：第一是楔式流量計(jì)的選材上突破，選擇碳化鎢內(nèi)襯可以延長(zhǎng)沖刷泄漏時(shí)間至10年以上，可以解決這一問(wèn)題，再就是選擇其他無(wú)節(jié)流式流量計(jì)，比如電磁流量計(jì)，只需做好耐磨襯里和耐磨電極即可。

（3）鎖斗壓差表導(dǎo)壓管堵和積液。

原因分析：

由于合成氣出口至鎖斗距離達(dá)二十多米，采用φ14的導(dǎo)壓管引壓，而合成氣內(nèi)含雜質(zhì)和結(jié)晶物，導(dǎo)致導(dǎo)壓管頻繁堵塞，再就是合成氣內(nèi)含水蒸氣量大，造成導(dǎo)壓管經(jīng)常積液，無(wú)法正常測(cè)量。

解決方法：

實(shí)驗(yàn)組實(shí)習(xí)生的實(shí)踐、理論平均成績(jī)均明顯超過(guò)了2015年實(shí)習(xí)生的實(shí)踐、理論平均成績(jī),兩項(xiàng)平均成績(jī)數(shù)據(jù)差異明顯,具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

重新選型，將原來(lái)老式導(dǎo)壓管取壓測(cè)量改為分體式壓力表差來(lái)測(cè)量，上下兩臺(tái)壓力表之間是用同步電纜連接，這樣就用電信號(hào)替代了原有的導(dǎo)壓管引壓的壓力信號(hào)，從而解決了導(dǎo)壓管堵塞和積液兩個(gè)問(wèn)題。

（4）鎖渣閥故障率高。

原因分析：

安全閥，由于安全閥只有在氣化爐激冷室液位計(jì)低低聯(lián)鎖時(shí)才觸發(fā)其關(guān)閉，平時(shí)一直處于開(kāi)狀態(tài)，時(shí)間久了閥門就會(huì)卡死在開(kāi)位置，真正需要?jiǎng)幼鲿r(shí)無(wú)法關(guān)閉存在重大安全隱患；

收渣閥，閥體閥內(nèi)件故障：鎖斗系統(tǒng)每30分鐘一個(gè)循環(huán)動(dòng)作頻繁，介質(zhì)含固定煤渣量大，高溫高壓，閥體和閥芯閥座沖刷嚴(yán)重，再就是閥座下的碟簧使用久了就會(huì)壓平起不到作用，這樣閥球和閥座間就會(huì)有縫隙，極易造成沖刷損傷，嚴(yán)重時(shí)只能報(bào)廢；執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障：隨著高頻度的工作以及時(shí)間增長(zhǎng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)各接觸部分摩擦力就會(huì)增大，從而損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)撥叉各連接件以及導(dǎo)向槽，各軟密封磨損泄漏等，這些都會(huì)造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)法正常動(dòng)作。

排渣閥，和收渣閥故障原因相當(dāng)，區(qū)別是閥長(zhǎng)期處于高壓差下工作，而且排渣時(shí)壓差大沖刷更為嚴(yán)重。

解決方法：

安全閥，實(shí)行定期動(dòng)作預(yù)防卡死現(xiàn)象，通過(guò)長(zhǎng)期觀察試驗(yàn)安全閥每周動(dòng)作一次，并記錄閥門動(dòng)作時(shí)間以及有無(wú)其他異常等，完全可以解決安全閥長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作導(dǎo)致卡死這一故障。

收渣閥，排渣閥，實(shí)施定期保養(yǎng)維護(hù)，定期噴涂閥球閥座和流道可以解決這一問(wèn)題，通過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)和檢修總結(jié)，收渣閥每使用300天（停爐不計(jì)）定期進(jìn)行一次保養(yǎng)維護(hù)，清理閥體結(jié)焦、更換碟簧、檢查涂層、校正閥座、研磨閥球閥座等，更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)各連接件、密封圈、潤(rùn)滑油等，每1000天進(jìn)行一次閥球、閥座、流道襯套噴涂，可確保鎖渣閥安全運(yùn)行[3]。

4 實(shí)踐檢驗(yàn)

（1）2015年改造后鎖斗沖洗水管線再未出現(xiàn)連接波紋管破裂和連接法蘭泄漏等現(xiàn)象。

（2）2013年改造后再未出現(xiàn)鎖斗循環(huán)管線流量計(jì)沖刷泄漏現(xiàn)象。

（3）2016年開(kāi)始定期維護(hù)保養(yǎng)鎖渣閥，再未出現(xiàn)因鎖渣閥故障導(dǎo)致停車事故。

（4）2017年后徹底告別撈渣機(jī)搶修。

5 結(jié)語(yǔ)

德士古水煤漿氣化工藝盡管很成熟，但由于各使用單位之間缺乏信息互動(dòng)，而且使用工藝也有所區(qū)別，很難形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于裝置出現(xiàn)的問(wèn)題以及分析方法和處理經(jīng)驗(yàn)是有一定的借鑒意義的，希望各單位能夠分享經(jīng)驗(yàn)，為中國(guó)煤化工事業(yè)多做貢獻(xiàn)。