殼牌煤氣化飛灰系統(tǒng)高壓膨脹節(jié)泄漏的操作處理

付永杰 ， 張鴻儒 ， 王欽華 ， 趙威委

(河南龍宇煤化工有限公司 , 河南 永城 476600)

河南龍宇煤化工有限公司一期裝置為50萬(wàn)t/a甲醇和20萬(wàn)t/a二甲醚項(xiàng)目，其配套煤氣化裝置采用單系列配置的殼牌煤氣化技術(shù)，氣化爐煤處理量為2 100 t/d。氣化爐、高溫高壓飛灰過(guò)濾器、激冷氣壓縮機(jī)等是殼牌煤氣化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量是整套裝置穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。

干法除灰系統(tǒng)是煤氣化裝置的重要生產(chǎn)工序，在操作中，干法除灰系統(tǒng)是按照飛灰處理清除程序，氣提/冷卻程序、飛灰排放以及干灰臨時(shí)儲(chǔ)存程序來(lái)完成的。干法除灰系統(tǒng)是將合成氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾，煤氣通過(guò)篩孔分離出飛灰的辦法，HPHT飛灰過(guò)濾器S1501內(nèi)過(guò)濾元件共24組、每組48根過(guò)濾元件，過(guò)濾后粗煤氣中飛灰含量控制在20 mg/Nm3以下，一般控制在5 mg/Nm3左右。潔凈的煤氣通過(guò)過(guò)濾器，而灰塵落在過(guò)濾孔外，長(zhǎng)時(shí)間飛灰堆積會(huì)造成過(guò)濾器阻力上升，為防止工藝操作中過(guò)濾器前后壓降超過(guò)35 kPa，在一定的間隙時(shí)間內(nèi)對(duì)過(guò)濾器一組濾芯反吹一次，依次逐個(gè)反吹，清除積灰、降低壓降。由于膨脹節(jié)在V1501與V1502聯(lián)通及泄壓過(guò)程中存在壓力交變和溫度的變化，易產(chǎn)生疲勞應(yīng)力或上下管線同軸度偏差較大導(dǎo)致從而導(dǎo)致泄漏。

1 飛灰處理系統(tǒng)流程簡(jiǎn)介

殼牌氣化爐生成的粗煤氣被輸送至飛回排放系統(tǒng)，被HPHT飛灰過(guò)濾器S1501過(guò)濾的飛灰經(jīng)反吹后收集在過(guò)濾器底部的灰收集器V1501，排入灰鎖斗V1502。當(dāng)積灰計(jì)時(shí)器走完或鎖斗料位高時(shí)，順空程序?qū)㈥P(guān)閉灰收集器的排料閥，隔離灰鎖斗V1502，泄壓排料。飛灰收集系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1。

圖1 飛灰收集簡(jiǎn)單流程圖

2 膨脹節(jié)存在問(wèn)題及處理措施

由于在V1501與V1502聯(lián)通及泄壓過(guò)程中存在壓力交變和溫度的變化，在V1502頂部與隔離閥門03之間設(shè)計(jì)有高壓膨脹節(jié)。在裝置運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)V-1502頂部膨脹節(jié)存在漏點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)初期，該漏點(diǎn)較小，可燃?xì)怏w泄漏量約60×10-6，由于泄漏量小，未出現(xiàn)“冒灰”情況，不影響裝置運(yùn)行，安排進(jìn)行特護(hù)運(yùn)行，每班每小時(shí)檢測(cè)一次。在該處漏點(diǎn)特護(hù)運(yùn)行兩個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)膨脹節(jié)泄漏過(guò)大，泄漏點(diǎn)處“冒灰”。在正常收灰時(shí)，V1501與V1502聯(lián)通約6 h，長(zhǎng)時(shí)間聯(lián)通收灰，大量飛灰泄漏至大氣中，造成飛灰污染，導(dǎo)致環(huán)保事件，嚴(yán)重影響裝置的安全運(yùn)行。

由于在V1501與V1502聯(lián)通及泄壓過(guò)程中存在壓力交變和溫度的變化，膨脹節(jié)存在有一定的活動(dòng)量，無(wú)法進(jìn)行帶壓堵漏；同時(shí)，由于高壓膨脹節(jié)備件沒(méi)有到貨，即便停車也無(wú)法及時(shí)更換。通過(guò)評(píng)估分析，進(jìn)行了以下操作并在備件到貨后在線更換作業(yè)。

2.1 高壓膨脹節(jié)泄漏的飛灰排放操作

在無(wú)泄漏情況下的正常操作，V1501與V1502聯(lián)通積灰約6 h，飛灰全部收集在V1502內(nèi)。為保證裝置安全運(yùn)行，膨脹節(jié)泄漏后將V1501作為收灰容器操作按以下操作執(zhí)行。

對(duì)V1501作為收灰容器進(jìn)行收灰能力核算，為避免V1501合成氣進(jìn)口出現(xiàn)飛灰“飛揚(yáng)”，按照合成氣進(jìn)口下2 m以下錐底作為收灰容器，飛灰密度按照0.45 kg/L(低于設(shè)計(jì)值0.55 kg/L)計(jì)算，V1501作為收灰容器可收灰約10 h。為了設(shè)備安全，避免出現(xiàn)S-1501壓差上漲，將V1501作為收灰容器，收灰4～5 h后V1502沖壓與V1501聯(lián)通，聯(lián)通30 min，將飛灰排放至V1502，然后V1502泄壓排灰到飛灰氣提冷卻罐進(jìn)行氣提。這樣可以減少V1502高壓收灰時(shí)間，降低膨脹節(jié)泄漏擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)，避免出現(xiàn)膨脹節(jié)因長(zhǎng)期使用而造成漏點(diǎn)擴(kuò)大。

操作注意事項(xiàng)：①在V1501與V1502準(zhǔn)備聯(lián)通時(shí)，安排人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察，防止待排灰過(guò)程中出現(xiàn)膨脹節(jié)突然漏大；②S1501反吹閥每小時(shí)查看反吹趨勢(shì)，確保反吹正常，關(guān)注S1501壓差變化趨勢(shì)；③應(yīng)盡量保持氣化爐壓力的穩(wěn)定，壓力波動(dòng)大時(shí)應(yīng)及時(shí)跟調(diào)度聯(lián)系，調(diào)整后系統(tǒng)的壓力。

2.2 泄漏高壓膨脹節(jié)處理

利用閥門填料密封的原理，制作簡(jiǎn)單壓蓋，利用填料函密封減少V1501與V1502聯(lián)通積灰時(shí)飛灰的泄漏。在膨脹節(jié)泄漏短接處制作圓形填料壓蓋環(huán)，將緊固螺栓焊接在膨脹節(jié)端面，尋找與膨脹節(jié)口徑一致的承插焊法蘭，將承插焊法蘭一分為二，承插焊法蘭反向扣在膨脹節(jié)泄漏短接處，制作成填料壓蓋，內(nèi)部裝填石墨盤根，利用承插焊法蘭凸臺(tái)壓緊填料，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泄漏量的大小來(lái)緊固填料壓蓋。

自制的填料密封壓蓋，在保證膨脹節(jié)的正常軸向位移伸縮，又能避免膨脹節(jié)波紋管泄漏造成的污染，可以保證裝置安全的前提下保持一段時(shí)間的運(yùn)行，為備件的到貨贏取時(shí)間。

2.3 高壓膨脹節(jié)在線更換工藝操作

進(jìn)行工藝隔離，將V-1502泄至常壓，同時(shí)為了防止在更換中出現(xiàn)其他現(xiàn)象，導(dǎo)致膨脹節(jié)在線更換時(shí)間延長(zhǎng)，氣化爐負(fù)荷盡可能低負(fù)荷運(yùn)行。停飛灰收集排放順控15KS0001；確認(rèn)V-1501與V-1502處于隔離狀態(tài)， 02/03/處于關(guān)閉狀態(tài)，V-1502處于泄壓(灰排完)狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)隔離手閥全部關(guān)閉，將V-1502沖壓至0.6 MPa然后泄壓，反復(fù)多次置換，直至分析合格。

3 結(jié)論

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)殼牌煤氣化裝置飛灰系統(tǒng)膨脹節(jié)在線更換操作進(jìn)行了討論分析，為同類裝置問(wèn)題的處理提供一定的參考。高溫高壓飛灰處理系統(tǒng)是殼牌煤氣化裝置的核心設(shè)備之一，對(duì)殼牌煤氣化整套裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，在日常生產(chǎn)中應(yīng)穩(wěn)定工藝操作，加大巡檢力度，確保裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。