科技簡訊

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造氣爐排灰口探討

造氣爐排灰口的作用是將造氣爐制氣完成后的灰渣排出。排灰適度是保持爐內物料平衡、維持造氣爐正常運行的重要保障。造氣爐在運行過程中出現的偏灰、漏炭、風洞、氣化不勻等都與沒有建立起較為理想的灰渣層有關，因此，建立起厚度適當、較為均勻的灰渣層是實現穩定爐況、降低消耗的必要條件，而合適的排灰口對建立起厚度適當、較為均勻的灰渣層的作用非常重要。

1 采用高灰分煤炭制氣時需增加排灰口高度

目前，山東瑞星集團使用的灰倉排灰口尺寸為550 mm×1 100 mm，其排灰口高度保持在400 mm，用外防流板(灰盤外延板)、內防流板調整安息角至40°～45°。但內防流板，特別是安裝在夾套上的內防流板，雖然起到了防流作用，也有弊端，在防止漏炭的同時也阻礙了灰渣的正常下降，導致排灰口上方灰渣層增厚；同時，由于內防流板的存在，影響了爐箅在排灰口上方的布風，導致爐內局部溫度低而影響爐況，內防流板越長，影響越大。Φ2 820 mm灰盤的造氣爐外防流板寬度為250 mm；Φ3 120 mm灰盤的造氣爐外防流板寬度120 mm，內防流板寬度均為150 mm。為了減少內防流板對爐況的影響，應適當增大外防流板寬度、縮小內防流板寬度，并且內防流板應設在爐柵第2層以下，即將灰倉板內伸，增大內防流板與爐箅第2層之間的間隙，防止影響布風。

2 采用低灰分煤炭制氣時應適當縮小排灰口

在煤炭灰分低、排灰量少時，排灰口過大、排灰過量都會破壞灰渣層的形成，應適當縮小排灰口。利用破渣條下伸改變出灰口高度，同時改變破渣條底部與外防流板(灰盤外延板)之間的夾角，去掉內防流板。Φ2 820 mm灰盤的造氣爐外防流板(灰盤外延板)控制在250 mm，Φ3 120 mm灰盤的造氣爐外防流板(灰盤外延板)控制在 120 mm，破渣條下伸80～100 mm為宜，安息角在43°～41°。若破渣條下伸過多，排灰口過小，則在氣化層溫度高時，使渣結成較大的渣塊難以排出，仍可導致造氣爐爐況不穩定、灰渣層不均勻現象。如果排灰口外部的灰渣箱空間大，吹風量易被吸收，可在下伸的破渣條外圍焊鋼板，減少漏風，增加吹風強度。

各造氣爐應根據不同的原料煤特性、不同的排灰量要求，以建立起理想的、厚度適當且較為均勻的灰渣層為出發點去調整排灰口的尺寸，為穩定造氣爐爐況創造條件，保證排灰均勻，減少灰渣中可燃物，提高煤炭的利用率。

(山東瑞星集團有限公司山東東平271509 劉 偉)

100 kt/a合成氨系統技術改造總結

山東臨沂恒昌煤業集團有限責任公司(以下簡稱恒昌公司)焦炭產量為1 300 kt/a，故引進焦爐煤氣純氧轉化及低壓合成技術，于2010年建成1套以焦爐煤氣為原料的130 kt/a甲醇裝置。為充分利用甲醇弛放氣和甲醇空分系統生產的氮氣，于2011年新建了1套100 kt/a合成氨裝置，形成了“煤炭-焦炭-焦爐煤氣-甲醇-合成氨”的產業鏈。合成氨裝置采用焦爐煤氣預處理脫硫和脫萘+焦爐煤氣和甲醇弛放氣變壓吸附提氫+精脫硫系統+高壓合成氨工藝，以純氫、純氮制氨的合成氨裝置。針對合成氨系統開車以來暴露出來的問題，恒昌公司進行了3次工藝調整和系統優化，使工藝流程更合理，裝置運行更平穩。

1 裝車站液氨管

液氨緊急切斷閥后Φ57 mm管道至鶴管口長約5 m，管道內約有殘余液氨25 kg。在液氨裝車后將鶴管口伸入水槽中以便處理掉殘余的液氨，不僅使裝車現場氨味極大，污染周圍環境，同時造成液氨的損耗。

改造措施：在液氨緊急切斷閥后Φ57 mm管道上配置氮氣管，每次裝車后將殘余的液氨用氮氣壓入槽罐車內，可回收緊急切斷閥后管道內殘余的全部液氨。

具體改造方法：裝車站停止裝車作業，關閉液氨裝車管道根部閥，將鶴管液相管道控制閥微開1/10圈，卸掉液相管道內的全部液氨。關閉氣相管道根部閥門，將氣相管道控制閥門微開1/10圈，卸掉氣相管道內的全部氣氨；拆開液相、氣相根部閥后法蘭，加水置換液相、氣相管道內物料至無氨味后為合格；在液相、氣相根部閥門后及氮氣根部閥后加設盲板，再進行改造施工。在液氨裝車流量計Φ57 mm管道緊急切斷閥后100 mm處加裝DN10 mm壓力表閥，并配置管線(DN15 mm不銹鋼管)，連接至氣相減壓管壓力表，用于液氨泄壓。在DN20 mm氮氣閥閥后配管至Φ57 mm管道緊急切斷閥后100 mm處，以便于液氨減壓后氮氣進一步將殘余液氨壓至槽罐車內。在2只DN20 mm 氮氣閥之間加1只DN10 mm 壓力表(測量管道內壓力)。

2 氨水槽

原氨水管僅配接在氨水槽的頂部，有時因氣氨進入吸收塔流速過快，導致部分氣氨隨氨水排放入氨水槽，氨氣隨之從排氣管中逸出，氨水槽周圍氨味極大。

改造措施：拆掉原氨水槽頂部Φ89 mm排氣管，原Φ57 mm氨水管改接至排氣管處，并在Φ57 mm 氨水管下部配置Φ76 mm管線，伸入氨水槽底部，以便氣氨能在氨水槽中被進一步吸收，原氨水管與氨水槽連接法蘭處改為排氣管。

3 氨冷器排污

原氨冷器排污管直接通至地溝，現場排污時氨味較大，同時污水外排也帶來環保問題。

改造措施：在氨冷器4個排污口處加設盲板，并進行徹底隔絕；在吸收塔進口總管備用口加設Φ57 mm×6 mm的盲板，與吸收塔徹底隔絕；將氨冷器排污的氣氨導入吸收塔生產氨水，既可減輕生產現場環保壓力，又能回收氣氨。

4 氨回收系統

冰機出口氣氨經蒸發冷凝器降溫后，管道內冷凝的液氨沉積于蒸發冷凝器出口處形成氣阻，造成冰機出口壓力增大，多次發生因壓力超過指標(1.55 MPa)而引起冰機聯鎖跳車事故。

改造措施：在蒸發冷凝器出口氣氨管根部配置導淋管，向下連接至貯氨器出口管，以此增大壓差使蒸發冷凝器出口管內積存的液氨順利排入球罐。在冰機進口處配管線至吸收塔，避免冰機進口氣氨總管因壓力過高而造成閃蒸槽壓力超過0.39 MPa 進而使安全閥起跳。

(山東臨沂恒昌化工科技有限公司山東臨沂276132 陳世通)

氣化系統高壓灰水泵的改造

高壓灰水泵為水煤漿加壓氣化裝置中洗滌及輸渣工序的配套設備，其運行好壞直接影響氣化系統的穩定。在選擇DG46-50×10型高壓灰水泵時，未充分考慮介質中有一定量硬度高(鈣離子質量濃度高達800 mg/L)、顆粒大、質量輕的懸浮狀態硬質顆粒對過流部件的沖刷腐蝕，故導致灰水中的細灰和硬質顆粒對該泵密封環沖刷磨損非常明顯，連續運行約1個月后密封環間隙已達1.5 mm左右，流量及密封效果下降，整機振幅增大，必須停機檢修，既影響系統運行，又增加維修費用。

1 存在的問題

存在的問題：①該泵采用填料密封，投用30 d后密封效果變差，現場泄漏量增大，無法保證有效密封，必須停機檢修。②該泵在運行一段時間后，經常出現循環量突然降低及振幅加大的現象。經拆檢發現，泵內過流部件及平衡盤磨損嚴重，葉輪口環及密封環間隙達到1.5 mm左右。③每次檢修過流部件必須全部更新，且使用周期短(僅約30 d)，維修費用高。

2 原因分析

(1)該型泵使用XHC-10010聚四氟乙烯膨脹盤根填料密封。雖其導熱性好、膨脹系數高，適應用于高壓、高速度的密封部位；但由于灰水中顆粒硬度高(鈣離子質量濃度高達800 mg/L)等因素，易產生硬化結晶，使填料失去密封作用。

(2)平衡盤材質為灰口鑄鐵，容易磨損，導致平衡盤竄量增大，平衡力被破壞，使泵體振幅增大；平衡管內徑較小(Φ6.0 mm)，灰水中含灰量大，易被堵塞，平衡液向低壓端回流量小，不能確保軸向力被完全平衡。

(3)該泵共有十級葉輪，泵軸細而長，故對泵軸的硬度及強度要求較高。而原泵軸的材質為45#鋼，不能滿足硬度要求，導致泵軸在較短運行周期內產生變形彎曲，同時整套轉子的平衡被打破，造成葉輪等內件磨損，平衡盤跑偏，泵的振幅增大，運行周期大大縮短。

3 改造措施

(1)將填料密封改為機械密封，且動、靜環密封面采用硬質合金，并增加沖洗水裝置，緩解灰水中固體顆粒對機封密封面的磨損。

(2)將平衡盤材質由鑄鐵改為鑄鋼35，采用堆焊硬質合金后調質工藝對密封面進行處理，提高密封面表面硬度，減緩平衡盤磨損。

(3)經計算，決定將平衡管內徑Φ6.0 mm加大至Φ12.7 mm，以適應平衡管的流量，可有效平衡轉子的軸向推力。

(4)將泵軸材質由45#鋼改為40Cr，鍛打后調質處理，提高泵軸強度，葉輪全部組裝后再測試轉子動平衡，保障轉子在運轉中的剛度。

4 改造效果

經對高壓灰水泵的多項改造，高壓灰水系統運行逐漸趨于穩定，維修費用大幅降低，高壓灰水泵的穩定運轉周期和填料使用壽命均由1個月延長至6個月，創造了氣化系統連續安全穩定運行300 d的紀錄，為穩定生產、降低消耗創造了良好的條件。

(兗礦魯南化工有限公司山東滕州277527 李厚玉 高 波 張 偉)

內反饋電機滑環系統問題分析及改造

1 存在的問題

山東晉煤明水化工集團有限公司2臺130 t/h鍋爐配套的風機全部由內反饋電動機拖動，在啟動過程中經常發生電機滑環系統放電事故，造成滑環系統損壞，嚴重制約鍋爐正常穩定運行。

2 原因分析

原因分析：①現場環境較差，造成滑環系統各部件上積塵，影響電木絕緣性能；②滑環之間使用管狀套管對三相間及外殼進行絕緣，絕緣距離短、強度低；③滑環系統刷座之間僅靠10 mm左右的空氣絕緣，在電機啟動時因灰塵，特別是電刷粉塵，漂浮造成空間絕緣降低，產生放電現象；④滑環系統與外殼間距較小，因啟動過程中滑環風扇攪動造成空間絕緣強度降低而對地短路、放電。

3 改進措施

改進措施：①在電機滑環三相刷座之間增加厚度為5 mm的電木絕緣板，使絕緣板上部高出刷座20 mm，提高各電極之間的絕緣強度；②將原管狀相間絕緣套管改成凹凸形絕緣子，增加絕緣件的爬電距離；③將滑環系統鐵外殼更換為電木外殼，同時增大內部空間；④使用絕緣漆對電機外殼等無法更換的小面積鐵質構件進行絕緣防護；⑤在滑環系統增加強制風冷系統，有利于降溫，既形成正壓通風杜絕外部灰塵進入，又及時將碳刷磨損下的導電粉塵吹走；⑥將電機滑環系統材質更換為錫青銅，既提高導電性，又減輕設備銹蝕；因錫青銅材質較硬，滑環系統使用周期長，確保一次開車成功及正常運行周期。

4 改進效果

通過實施改進措施后，6 臺鍋爐配套的風機電動機至今未再發生一次滑環系統放電損壞事故，徹底解決了長期制約設備運行的隱患。

(山東晉煤明水化工集團有限公司山東章丘250200 李會吉 朱立艷)

尿素裝置一甲泵頻繁跳車的解決方法

1 存在的問題

永泰集團安徽三星化工有限責任公司現有一期100 kt/a 和二期200 kt/a的水溶液全循環尿素裝置各1套。2013年夏季，由于氣溫較高，一期尿素裝置的3#一甲泵頻繁跳車，采取為變頻器安裝車間增設空調、電機加裝風扇強制降溫等措施，效果均不明顯，生產極為被動。結合變頻器故障記錄分析，排除由電機和變頻器引起跳車，問題集中于一甲泵的潤滑油泵壓力上，后清洗過濾器濾網，更換潤滑油和多只油壓開關，問題依然存在。

2 原因分析

由于夏季溫度較高，造成潤滑油溫度高、油壓偏低，一旦油泵受電壓、油溫和油過濾器等因素的影響，油壓發生波動，再加上油壓開關精度低，沒有延時功能，就會造成一甲泵跳車。

3 解決方法

(1)用壓力變送器代替油壓開關，并把油壓信號引入DCS。

(2)通過DCS的控制程序，將油壓信號與設定的跳車油壓(0.2 MPa)相比較，如果油壓信號低于0.2 MPa，由DCS輸出1個DO觸點，指令一甲泵跳車。

(3)油壓低信號應進行數字濾波，由于一甲泵屬于低轉速設備，即使短時間內缺油，也不會造成燒瓦，所以數字濾波時間設為6 s。

4 改造效果

通過以上改造，用壓力變送器替代油壓開關，提高了油壓的測量精度；壓力信號進入DCS，可以記錄油壓歷史趨勢，便于故障分析；數字濾波時間為6 s，可大大降低干擾信號和油壓波動對一甲泵產生的影響。

改造后，3#一甲泵頻繁跳車問題得到徹底解決。由于效果明顯，加上此前氨泵和一甲泵都出現過類似的跳車，決定將一期尿素裝置3臺一甲泵、3臺氨泵和二期尿素裝置4臺一甲泵、4臺氨泵均進行同樣改造，穩定了生產。

(永泰集團安徽三星化工有限責任公司安徽渦陽233610 張朝陽 張曉靜 劉香嶺)

50 t/h三廢流化混燃爐泄漏原因分析

晉煤冀州銀海化肥有限責任公司第1套Q170/950-50-3.82/450型三廢流化混燃爐(以下簡稱50 t/h三廢鍋爐)于2006年12月底投入運行，第2套Q190/950-65-3.82/450型三廢鍋爐于2012年投入運行，運行中均發生不同程度泄漏。現僅分析50 t/h三廢鍋爐泄漏原因及改進措施。

1 燃燒爐沸騰埋管上聯箱泄漏

50 t/h三廢鍋爐投運5個月后，燃燒爐沸騰埋管上聯箱上部頻繁發生泄漏，隨著負荷逐漸增加，呈現龜裂式鼓包，明顯有過燒、過熱痕跡。主要原因是設計不合理，上聯箱原導氣管為水平引出，導致上聯箱局部氣阻，造成過熱鼓包、龜裂。

改進措施：上聯箱水平導氣管改為向上45°傾角導氣管，并將聯箱中上部澆筑耐火隔熱層。第2套65 t/h三廢鍋爐采用上述改進措施，再沒有發生類似泄漏問題。

2 蒸汽過熱器爆管泄漏

50 t/h三廢鍋爐在投運2個月后發生蒸汽過熱器爆管泄漏，起初沒找到根本原因，一直采取泄漏后停爐盲管處理。2008年4月停車大修時，整體更換過熱器，但投運后不久又發生爆管泄漏。割開換熱器發現管內有白色結晶體。主要原因是水質不達標(二氧化硅及鈉、鎂離子等含量超標)，導致結晶使管壁結垢而堵塞換熱管，破壞水循環，導致換熱管過熱爆管。

改進措施：在膜處理脫鹽水裝置后新增1套陰陽離子混床，嚴格控制水中二氧化硅及鈉、鎂離子含量，同時增設除氧設備，消除對設備的腐蝕。

3 蒸發管束泄漏

自2012年7月起，50 t/h三廢鍋爐蒸發管束頻繁發生泄漏，給生產造成很大影響。蒸發管束從前(燃燒爐側)到后共分為蒸發管束Ⅰ、蒸發管束Ⅱ、蒸發管束Ⅲ，主要泄漏部位在蒸發管束及下聯箱焊口位置，且蒸發管束Ⅲ泄漏明顯多于蒸發管束Ⅰ和Ⅱ，即越往后泄漏越多。經分析，其主要原因是由于下灰口擋板安裝不良及擋板開度不合理，造成下灰口漏風而加劇焊口的應力疲勞開裂，最終導致焊口處泄漏。

改進措施：確保下灰口擋板安裝質量，控制擋板下灰開度，盡可能減少冷風進入；若下灰口高度允許，可安裝連續下灰裝置或二級灰斗，從而避免冷風進入；確保保溫良好，避免保溫材料破損而出現冷激現象。

鍋爐蒸發管束泄漏后應及時檢修，生產中因多種原因而拖延檢修，致使大量泄漏高壓水帶灰沖刷臨近管束，造成泄漏面擴大。同時，潮濕煙氣夾帶的灰塵會堵塞換熱管束及空氣預熱器，造成更大的影響及加大檢修難度。

(晉煤冀州銀海化肥有限責任公司河北冀州053200 吳清水)