德士古氣化裝置運行過程中特殊工況的處理

張 軍，劉 敏

(陜西神木化學工業有限公司，陜西神木 719319)

德士古水煤漿加壓氣化是一種氣流床加壓氣化技術，氧氣和煤漿通過特制的工藝燒嘴，混合后噴入氣化爐內[1-3]。在爐內水煤漿和氧氣發生不完全氧化還原反應產生水煤氣，為達到較高的轉化率，采用部分氧化釋放熱能，維持氣化爐在煤灰熔點溫度以上反應，以滿足液態排渣的需要，反應溫度根據煤種不同一般為1 250～1 300 ℃，氣化爐操作壓力在3.9 MPa左右。反應進行得非常迅速，煤粒在爐內停留時間一般僅數秒鐘，反應生成的水煤氣中甲烷含量較少，一般僅為0.1%(體積分數)以下，碳的轉化率較高。由于反應溫度較高，不生成焦油、酚及高級烴等易凝聚的副產物，所以對環境的污染較小[4-5]。

陜西神木化學工業有限公司氣化裝置采用美國德士古公司水煤漿加壓氣化技術，工序主要由磨煤系統、氣化系統、灰水處理系統以及火炬系統組成。該裝置首次投料以來，一、二期裝置已分別安全穩定運行了12年和9年，但在運行期間也出現了一些特殊工況。在對這些特殊工況進行處理的過程中積累了一些經驗。

1 磨煤系統

1.1 磨機主軸承溫度高

原因：①循環油供油量少或油質變壞；②冷卻循環水溫度高或循環水水量小；③軸及軸瓦配合不協調；④磨機長時間空負荷運轉。

處理措施：①加大供油量或更換新油；②降低循環水溫度或增大循環水量；③停車查找原因并檢修；④及時投加物料減少空轉時間。

1.2 亂棒

原因：①磨機未及時沖洗干凈；②停車未按要求盤車。

處理措施：停車及時沖洗干凈磨機，按要求盤車。

1.3 磨機進煤量低

原因：①煤倉架橋或下料口堵；②煤稱量給料機故障；③磨機進口溜槽堵。

處理措施：①啟動振蕩器敲打煤倉錐部，疏通下料口；②檢查煤稱量給料機；③停煤稱量給料機并清除雜物。

1.4 磨機給水低

原因：①研磨水流量調節閥故障；②供水系統出現故障。

處理措施：①檢修研磨水流量調節閥；②檢查處理供水系統故障。

1.5 磨機給水高

原因：研磨水流量調節閥故障。

處理措施：檢修研磨水流量調節閥。

1.6 磨機電流低

原因：①給料量減少；②鋼棒加入較少。

處理措施：①調節進料量；②增加鋼棒數量。

1.7 磨機出料槽液位高

原因：①低壓煤漿泵打量不足；②低壓煤漿泵進口堵；③磨機負荷大；④液位計故障。

處理措施：①提高轉速并檢查；②檢查煤漿濃度、清理管道；③調整負荷；④檢修液位計。

2 煤漿制備系統

2.1 煤漿黏度大

原因：①添加劑用量不當；②煤漿粒度變細；③濃度過高。

處理措施：①調整添加劑用量；②降低濃度。

2.2 煤漿管道堵塞

原因：①管內物料停留時間過長；②管內進入較大雜物。

處理措施：①加水疏通管道；②拆檢疏通管道。

2.3 煤漿粒度變粗

原因：①加煤量太多；②鋼棒級配不合理；③煤質發生變化；④滾筒篩的篩網破。

處理措施：①減少進料量；②調整鋼棒級配；③上報調度處理；④換篩網。

2.4 煤漿粒度變細

原因：①給料量太少；②鋼棒級配不合理；③煤質發生變化。

處理措施：①增加給料量；②調整鋼棒級配；③上報調度處理。

2.5 低壓煤漿泵打量不足

原因：①進口管堵塞；②泵故障(如進出口單向閥堵、壞，軟管破等)；③磨機出料槽液位低。

處理措施：①疏通進口管道；②拆檢泵；③提高液位。

2.6 煤漿流量低

原因：①高壓煤漿泵打量不正常；②進口管線堵塞；③煤漿特性不正常；④流量計故障；⑤煤漿管線或循環閥泄漏。

處理措施：①控制好爐溫；②檢查高壓煤漿泵；③檢查調整煤漿濃度、黏度、粒度分布；④檢查流量計；⑤檢查煤漿管線或循環閥。

3 氣化系統

3.1 氧氣流量不正常

原因：①燒嘴壓差變化不正常；②氧氣壓力不正常；③下游粗煤氣壓力突變；④調節閥故障。

處理措施：①調節氧氣、煤漿流量；②調節負荷；必要時停車；③聯系調度處理；檢查氧氣管線是否有泄漏，調節氧氣流量，維持正常操作溫度；④檢查下游操作情況；⑤調節氧煤比；檢修調節閥。

3.2 激冷水流量低

原因：①激冷水泵打量不足；②激冷環堵；③激冷水過濾器壓差升高；④激冷水管線堵。

處理措施：①檢查激冷水泵；②若流量低，打開去氣化爐補充灰水調節閥；③檢查激冷水泵出口壓力待停車后，消堵；④切換激冷水過濾器；⑤檢查，停車后清洗管線。

3.3 燒嘴壓差高

原因：①燒嘴堵塞或損壞；②煤漿流量增加；③煤漿流動性差；④氣化爐壓力驟降；⑤爐頭煤漿管線堵。

處理措施：①減負荷；必要時停車換燒嘴；②減少煤漿量，調節氧氣量；③調整煤漿性能；④維持爐內溫度穩定；⑤調整工況；待停車后處理。

3.4 燒嘴壓差低

原因：①燒嘴燒壞；②煤漿流量減少；③氣化爐壓力驟升。

處理措施：①增加煤漿量，調節氧氣量；②檢查氣化爐壓差，確認氣化爐排渣口、導氣管和氣體出口是否堵塞；③檢查氣化爐和洗滌塔出口壓力。

3.5 氣化爐爐溫低

原因：①氧氣流量偏低；②煤漿流量增加；③煤漿濃度升高；④氧氣純度下降；⑤熱電偶損壞。

處理措施：①檢查CH4含量及其它氣體成分變化情況；②逐漸增加氧氣流量，檢查氧氣壓力；③減少煤漿流量，檢查煤漿泵；④提高氧煤比；⑤檢查煤漿槽中煤漿濃度，調整磨機給料量；⑥聯系調度，提高氧氣純度；⑦增加氧氣量，提高爐溫；⑧檢查其他熱電偶；⑨通過氣體組分變化、粗煤氣出口溫度、渣樣及氣化爐壓差判斷爐溫高低。

3.6 氣化爐爐壁溫度高

原因：①爐溫過高；②負荷過大；耐火磚局部脫落；③磚縫過大，竄氣嚴重；④長時間運行，耐火磚變薄；燒嘴偏噴，火焰角度嚴重沖刷壁磚。

處理措施：①降低爐溫；②視情況降低負荷；③測量爐壁溫度，若溫度不正常，停車；④換磚。

3.7 激冷室帶水

原因：①負荷過大；②系統波動大；③系統水質差；④激冷室溫度過高；⑤激冷室液位高；

處理措施：①減負荷；②維持系統穩定；③控制水質；④降低系統熱負荷；⑤降低液位。

3.8 燒嘴冷卻水出口溫度高

原因：①燒嘴冷卻水流量低；②燒嘴冷卻水冷卻器換熱效果差；③燒嘴損壞；④燒嘴冷卻盤管漏。

處理措施：①檢查燒嘴冷卻水泵；調節各系統冷卻水量分配；②若法蘭連接處泄漏，緊固；③增加循環冷卻水量；④排氣，消除氣阻；增加入燒嘴冷卻水槽脫鹽水量，降低槽內水溫；⑤根據需要停車除垢；⑥檢查燒嘴壓差及爐溫；⑦檢查氧氣、煤漿流量；⑧檢查CO報警溫度、流量。

3.9 鎖斗充壓速度慢

原因：①鎖斗內有氣體；②鎖斗泄壓閥、排渣閥、清洗閥、沖洗閥內漏；③鎖斗充壓閥堵或有故障；④沖洗水罐中沖洗水的水溫過高；⑤鎖斗法蘭漏。

處理措施：①提高液位；②停鎖斗系統，檢查，消堵；③降低水溫；④消漏。

3.10 粗煤氣中甲烷含量高

原因：①氣化爐爐溫低；②渣口堵；③燒嘴偏噴，霧化效果不好。

處理措施：①提高氣化爐爐溫；②緩慢提溫清渣口；③降負荷運行。

3.11 渣拉絲

原因：①溫度過高；②渣口堵；③下降管堵。

處理措施：①降低溫度；②提溫清渣。

3.12 烘爐過程中發生回火

原因：①激冷室液位高，②封住下降管；③柴油或施放氣瞬間加量過大；④抽引蒸汽量瞬間減少或斷汽；⑤預熱流程上有泄漏處(如人孔未封等)。

處理措施：①降低液位至預熱液位；②開柴油或施放氣閥門時要緩慢；③保證蒸汽量；④消除抽引管線漏點。

3.13 系統過氧爆炸

原因：①煤漿管線泄漏或導淋未關；②煤漿管線進口沖洗水閥未關；③閥位信號錯誤，無煤漿入爐；④氮氣置換不完全或存在置換死角。

處理措施：①開車前仔細確認；②關閉沖洗水閥；③停車檢修；④嚴格按規程置換。

4 灰水系統

4.1 洗滌塔液位不正常

原因：①激冷水泵打量不正常；②塔板上變換冷凝液量變化過大；③洗滌塔底部進灰水量變化過大；氣化爐帶水；洗滌塔黑水排放管線或閥門堵；④洗滌塔帶水。

處理措施：①檢查泵，必要時開備用泵；②調節塔板上冷凝水流量；③調節灰水入洗滌塔分配；④檢查除氧灰水泵，必要時倒泵；⑤檢查洗滌塔液位調節閥；減少洗滌塔底進水；⑥增加洗滌塔黑水排放；⑦調整氣化爐操作工況；⑧切換黑水排放調節閥，疏通管線、閥門；控制在低液位操作；⑨控制進水量，調整系統水質。

4.2 高壓閃蒸罐液位不正常

原因：①進黑水量不正常；②底部排黑水管線堵塞；③液位調節閥故障。

處理措施：①檢查高壓閃蒸罐進口閥，必要時切換閥門；②檢查排黑水管線及液位調節閥；③切至旁路，檢修液位調節閥。

4.3 真空閃蒸罐液位不正常

原因：①進黑水量不正常；②底部排黑水管線堵；③液位調節閥故障；④進口黑水管線堵或角閥堵；真空泵故障。

處理措施：①檢查進口管線；②切至旁路，處理閥門；③切至旁路，疏通管線；④檢查真空泵，必要時倒泵。

4.4 灰水槽液位不正常

原因：①高壓灰水泵故障；②低壓灰水泵能力下降；③進水調節閥中液位調節閥故障；④沉降槽排放水量變化大。

處理措施：①檢查高壓灰水泵，必要時倒泵；②檢查低壓灰水泵，必要時倒泵；③檢查液位調節閥；④檢查排水量。

4.5 真空閃蒸罐壓力高

原因：①真空閃蒸冷凝器氣阻，換熱器列管堵；②真空泵故障；③閃蒸汽管線泄漏；④真空閃蒸分離器滿罐。

處理措施：①增加循環冷卻水量；②排氣；待停冷凝器后處理；③檢查真空泵或倒泵；④檢查閃蒸汽管線、安全閥；降低分離器液位。

4.6 粗煤氣出洗滌塔溫度不穩

原因：①洗滌塔實際液位過高，導致帶水；②洗滌塔塔板損壞；③塔板上洗滌水分布不均或有攔液現象；④洗滌塔頂除霧器堵塞或損壞；⑤激冷室帶水嚴重；⑥洗滌塔進出水量波動大。

處理措施：①降低洗滌塔液位；②調整冷凝液進塔板流量；③消除帶液；④穩定洗滌塔進出水量。

5 結語

除了上述問題，在德士古氣化爐運行中還有很多值得注意的地方，比如煤漿泵軟管破裂、北方地區冬季防凍等問題，需要在生產運行中精細管理，多思考、多積累，細心發現每一個問題出現的跡象，將隱患消除于無形之中，保證系統安全、穩定、長周期、滿負荷運行。