多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏的思考

趙伯平

(陜西陜化煤化工集團有限公司， 陜西渭南 714100)

黑水過濾器是多元料漿氣化裝置中不可或缺的重要設備，其在生產過程中擔負著入爐激冷水的過濾任務。黑水過濾器的壓差對入爐激冷水流量影響巨大，黑水過濾器壓差高，入爐激冷水流量降低，當激冷水嚴重不足時，激冷室內件容易損壞。多元料漿氣化裝置運行至中后期時，黑水過濾器的端蓋密封法蘭出現泄漏，泄漏嚴重時，也會導致入爐激冷水流量降低，影響氣化爐激冷室內件的使用壽命。因此有必要對多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏的原因進行分析，并找出預防泄漏的措施。

1 黑水過濾器的配置

為了滿足多元料漿氣化裝置長周期滿負荷安全運行，通常配置2臺黑水過濾器。當在用黑水過濾器發生故障(如壓差高、密封法蘭泄漏)時，可在線切換至備用黑水過濾器繼續運行，配置形式見圖1。

FV13010A—入爐激冷水流量調節閥； FICA13010—入爐激冷水流量計； S1301A、S1301B—黑水過濾器； SDF04—S1301B激冷水出口閥； SDF010—S1301B均壓閥； SDF05、SDF06—S1301A卸壓閥； SDF07、SDF08—S1301B卸壓閥； HV13002A—入爐激冷水直補水手動遙控閥； HIC13002A—入爐激冷水直補水手動遙控器； P1305—灰水循環泵； P1407—高壓灰水泵； P1304A—渣池泵； P1405A—低壓灰水泵。

由于場地的限制，陜西陜化煤化工集團有限公司(簡稱陜化煤化工)多元料漿氣化裝置黑水過濾器的配置與通用配置略有不同，配置形式見圖2。

圖2 陜化煤化工入爐激冷水工藝流程

2 黑水過濾器的結構

陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器由筒體、過濾框、密封端蓋、密封法蘭、激冷水進出口、卸壓口、排污口組成(見圖3)[1]。

1—支腿； 2—接地板； 3—封頭； 4—濾框； 5—銘牌； 6—筒體； 7—接管法蘭； 8—設備法蘭； 9—設備法蘭蓋； 10—雙頭螺栓； 11—螺母； N1—激冷水進口； N2—激冷水出口； N3—沖洗水進口； N4—排放口； N5—泄壓口。

3 密封泄漏原因分析

陜化煤化工多元料漿氣化裝置檢修清理時，裝置區域內所有管線均采用高壓水射流工藝分段清理。由于多種原因造成所有無法蘭連接彎管、環形管(如激冷水外環管)無法徹底清理。導致無法蘭連接的彎管、環形管殘存灰渣、水垢等沉積物。

陜化煤化工多元料漿氣化裝置檢修清理后，一般情況下都要進行氣密性能測試。所用介質為系統經處理后的循環灰水和壓力為6.0 MPa的中壓氮氣。在氣密性能測試中，氣化爐入爐激冷水管線彎管、 激冷水外環管處殘存的灰渣、水垢等沉積物會隨激冷水進入黑水過濾器內。為了保證檢修質量，在氣化裝置氣密性能測試結束后，會對黑水過濾器進行二次清理[2]。黑水過濾器二次清理結束后，受設備、工藝、時間所限無法對黑水過濾器正常生產狀態下的工況進行模擬，無法發現和消除其存在泄漏隱患，從而造成投料開車后，氣化裝置穩定運行一段時間后氣化裝置的黑水過濾器端蓋密封法蘭出現泄漏現象。另外，造成氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏還有以下幾點因素:

(1) 由于陜化煤化工黑水過濾器端蓋密封法蘭采用對焊長頸法蘭式的法蘭，密封面形式為平凸面，密封端蓋采用平板端蓋，密封面形式為平凸面[3]。密封墊為纏繞墊，緊固件為雙頭全螺紋螺柱及螺帽。該密封形式對安裝精度、安裝人員技術水平要求極高。

(2) 由于檢修作業時間緊、作業環境艱苦、作業機械化程度較低，在黑水過濾器密封端蓋拆卸、安裝的過程中無法保證密封端蓋及法蘭各個方向所受到的預緊力大小相同，從而無法保證密封墊不產生形變。

(3) 黑水過濾器二次清理后，無法進行試壓試漏。

(4) 黑水過濾器端蓋密封法蘭墊片采購過程中墊片質量把關不嚴。

4 黑水過濾器端蓋密封法蘭在線消漏

4.1 輕微泄漏時的在線消漏

多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏初期，法蘭與密封大蓋之間的環形縫隙有滲水飄汽現象。此時可以通過緊固連接螺栓的方法消除漏點。具體方法是：緊固飄汽處的法蘭連接螺栓，直至無飄汽現象為止;然后再將整圈連接螺栓緊固一遍[4]。多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏中期，法蘭與密封大蓋之間的環形縫隙有刺汽滴水現象，此時可以通過以下步驟在線消漏：

(1) 緊固密封法蘭連接螺栓，使泄漏量逐步減小。

(2) 辦理動火作業工作票，準備圍焊密封法蘭環形縫隙時所要用到的工器具、材料，通知相關人員。

(3) 對密封法蘭環形縫隙實施圍焊，并預留注膠口(注膠口的數量視密封法蘭的大小而定)。

(4) 實施多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭環形縫隙的注膠作業，直至漏點消失。

上述工作完成后，交付工藝監護使用，并要求工藝班組加強巡檢力度，發現飄汽滲水現象及時聯系維保部門進行補膠作業。

在多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭輕微泄漏時的在線消漏作業期間應注意以下事項：

(1) 為了縮短作業時間，在緊固密封法蘭連接螺栓的同時，可以進行圍焊密封法蘭環形縫隙的準備工作。

(2) 在多元料漿氣化裝置黑水過濾器密封法蘭消漏期間，工藝班組、工藝技術人員、機械技術人員應進行不間斷地監護和技術支持。

(3) 作業人員應做好個人防護，嚴防燙傷。

(4) 參加消漏作業的各工種應合理分工，密切配合，以求在最短的時間內消除漏點。

4.2 嚴重泄漏時的在線消漏

4.2.1 在線消漏前的準備工作

陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器的配置與通用配置不同，兩者之間最大區別是在2臺黑水過濾器之間設置了連通閥，沒有設置黑水過濾器激冷水進、出口閥。因此，陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭在線消漏前的準備工作與通用配置多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭在線消漏的準備工作有著本質區別。陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭在線消漏前需要完成的準備工作為：

(1) 聯系維保部門備齊在線消漏所需要的工器具、材料(胎具、堵漏膠等)，通知各工種作業人員。

(2) 聯系相關人員為所有參與消漏的員工準備性能良好的個人防護用品。

(3) 聯系質檢部門分析作業環境可燃性氣體、有害氣體含量，泄漏部位泄漏物中可爆、可燃氣體含量，并辦理一級安全動火作業票。

4.2.2 在線消漏步驟

陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏初期，法蘭與密封大蓋之間的環形縫隙有滲水飄汽現象。此時可以通過緊固連接螺栓的方法消除漏點。具體方法是：先緊固飄汽處的法蘭連接螺栓，直至無飄汽現象為止；然后再將整圈連接螺栓緊固一遍。多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏中期，法蘭與密封大蓋之間的環形縫隙有刺汽滴水現象，此時可以通過以下步驟在線消漏：

(1) 緊固密封法蘭連接螺栓，使泄漏量逐步減小。

(2) 辦理動火作業工作票，準備圍焊密封法蘭環形縫隙時所要用到的工器具、材料，通知相關人員。

(3) 對密封法蘭環形縫隙實施圍焊，并預留注膠口。

(4) 實施多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭環形縫隙的注膠作業，直至漏點消失。

上述工作完成后，交付工藝監護使用，并要求工藝班組加強巡檢力度，發現飄汽滲水現象及時聯系維保部門進行補膠作業。當黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏量大的時候，無法實現在線消漏。

4.2.3 在線消漏的注意事項

多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭輕微泄漏時的在線消漏作業應注意以下事項：

(1) 為了縮短作業時間，緊固密封法蘭連接螺栓的同時，可以進行圍焊密封法蘭環形縫隙的準備工作。

(2) 在多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭消漏期間，工藝班組、工藝技術人員、機械技術人員應進行不間斷地監護和技術支持。

(3) 作業人員應做好個人防護，嚴防燙傷。

(4) 參加消漏作業的各工種應合理分工，密切配合，以求在最短的時間內消除漏點 。

5 預防措施

(1) 多元料漿氣化裝置黑水過濾器檢修清理期間，做好密封元件的清理檢查工作。重點檢查黑水過濾器密封端蓋、密封法蘭密封面有無損傷，如有損傷，根據損傷程度采用最適宜的修復工藝修復。

(2) 多元料漿氣化裝置黑水過濾器檢修后進行必要的氣密性能檢測。

(3) 選用合格的密封元件。

(4) 在緊固密封法蘭連接螺栓時，嚴格按照作業規程采用相同大小的預緊力對角緊固密封法蘭連接螺栓，以確保密封元件均勻受力[3]。

(5) 交付使用后嚴格執行工藝紀律，嚴禁超溫、超壓運行。

(6) 與黑水過濾器生產廠商聯合對黑水過濾器的端蓋密封面、密封法蘭的密封面的形式進行必要的改進，使之更符合生產對密封法蘭密封性能的要求。

6 陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器密封泄漏引發的兩個設想

設想1：聯合黑水過濾器生產廠家、設計單位對陜化煤化工多元料漿氣化裝置黑水過濾器密封端蓋、密封法蘭的密封面形式進行改造,使密封性能更好，不易泄漏，拆裝方便。

設想2：在現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后入爐激冷水直補水前加裝手動閘板閥及均壓閥。設想中入爐激冷水流程見圖4。

在現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后、入爐激冷水直補水前加裝手動閘板閥以后，當在用黑水過濾器端蓋密封發生泄漏后，按以下步驟即可將出現端蓋密封泄漏的黑水過濾器由入爐激冷水管線切出并進行適當的工藝處理后交出檢修。

(1) 投用氣化爐入爐直補水，退出氣化爐入爐激冷水，氣化裝置降負荷運行。

SDF02—S1301A激冷水出口閥;SDF09—S1301A均壓閥；SDF03—S1301B激冷水入口閥；SDF01—S1301A激冷水入口閥;PIA1301、PIA1302—壓力表。

現場操作員確認氣化裝置如氣化爐激冷水直補水手動總閥已開至規定閥位，入氣化爐激冷水直補水供應正常，脫氧水泵出口管線壓力達標。

匯報車間專業領導、公司調度室，多元料漿氣化裝置在用黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏嚴重，需要進行黑水過濾器在線切出操作，請求摘除入爐激冷水流量低低氣化爐跳車聯鎖，氣化爐降負荷運行。

得到批準后，氣化爐降負荷運行。調節氣化爐生產負荷，摘除入爐激冷水流量低低氣化爐跳車聯鎖。根據脫氧水泵出口管線壓力的變化，逐步緩慢增大HV13002的閥位，減小入爐激冷水流量調節閥(FV13010)的閥位，直至FV13010的閥位歸零。入爐激冷水流量達到工藝要求，中控操作員確認氣化爐運行穩定正常后，進行第二步操作。

(2) 關閉新增現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后、入爐激冷水直補水前加裝的氣動閥，關閉氣化爐入爐激冷水流量調節后手動閥，增大入文丘里循環灰水流量調節閥閥位，灰水循環泵打循環，調節碳洗塔排黑量，穩定碳洗塔液位。

確認HV13002的閥位并調節到位，入爐激冷水直補水流量達到工藝要求，確認氣化爐運行穩定正常。關閉新增現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后、入爐激冷水直補水前加裝的手動閘板閥，關閉氣化爐入爐激冷水流量調節后手動閥。增大入文丘里循環灰水流量調節閥閥位，灰水循環泵打循環，調節碳洗塔排黑量，穩定碳洗塔液位。

(3) 確認新增現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后、入爐激冷水直補水前加裝的手動閘板閥，氣化爐入爐激冷水流量調節后手動閥關閉到位后，對已由入爐激冷水管線切出的黑水過濾器進行卸壓、排污操作。確認新增現有的2臺黑水過濾器入爐激冷水出口后、入爐激冷水直補水前加裝的氣動門閥、氣化爐入爐激冷水流量調節后手動閥關閉到位后，對已切出黑水過濾器進行泄壓操作。

全開已切出黑水過濾器卸壓管線去渣池第一道手動球閥，待該閥打開到位后，緩慢打開已切出黑水過濾器卸壓管線去渣池第二道手動球閥,將余壓全部壓卸。

待已切出黑水過濾器余壓卸完后，打開該黑水過濾器排污閥排盡余水后交付檢修。

(4) 交付維保進行清理、檢修作業。

7 結語

筆者首先從多元料漿氣化裝置黑水過濾器的不同配置出發，介紹了多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏時的現象，分析了泄漏發生的原因。隨后對多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭在線消漏的步驟及注意事項做了闡述。最后提出了預防多元料漿氣化裝置黑水過濾器端蓋密封法蘭泄漏的措施及設想。該設想實施后，不僅可以為黑水過濾器的在線消漏創造安全的檢修環境，而且還會使黑水過濾器的在線切出清理工作的進行成為現實。當然，該設想所提到的閥門均應是帶有自清潔功能的高質量高壓球閥，所采用的閥門執行機構可以是電動的，也可以是手動的。否則，會使黑水過濾器的切換工作勞動強度大幅上漲，極有可能無法完成。