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(nèi)物料平衡、維持造氣爐正常運(yùn)行的重要保障。造氣爐在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的偏灰、漏炭、風(fēng)洞、氣化不勻等都與沒有建立起較為理想的灰渣層有關(guān)，因此，建立起厚度適當(dāng)、較為均勻的灰渣層是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定爐況、降低消耗的必要條件，而合適的排灰口對(duì)建立起厚度適當(dāng)、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(shí)需增加排灰口高度

目前，山東瑞星集團(tuán)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(nèi)防流板調(diào)整安息角至40°～45°。但內(nèi)防流板，特別是安裝在夾套上的內(nèi)防流板，雖然起到了防流作用，也有弊端，在防止漏炭的同時(shí)也阻礙了灰渣的正常下降，導(dǎo)致排灰口上方灰渣層增厚；同時(shí)，由于內(nèi)防流板的存在，影響了爐箅在排灰口上方的布風(fēng)，導(dǎo)致爐內(nèi)局部溫度低而影響爐況，內(nèi)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(nèi)防流板寬度均為150 mm。為了減少內(nèi)防流板對(duì)爐況的影響，應(yīng)適當(dāng)增大外防流板寬度、縮小內(nèi)防流板寬度，并且內(nèi)防流板應(yīng)設(shè)在爐柵第2層以下，即將灰倉板內(nèi)伸，增大內(nèi)防流板與爐箅第2層之間的間隙，防止影響布風(fēng)。

2 采用低灰分煤炭制氣時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮小排灰口

在煤炭灰分低、排灰量少時(shí)，排灰口過大、排灰過量都會(huì)破壞灰渣層的形成，應(yīng)適當(dāng)縮小排灰口。利用破渣條下伸改變出灰口高度，同時(shí)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(nèi)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(shí)，使渣結(jié)成較大的渣塊難以排出，仍可導(dǎo)致造氣爐爐況不穩(wěn)定、灰渣層不均勻現(xiàn)象。如果排灰口外部的灰渣箱空間大，吹風(fēng)量易被吸收，可在下伸的破渣條外圍焊鋼板，減少漏風(fēng)，增加吹風(fēng)強(qiáng)度。

各造氣爐應(yīng)根據(jù)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(dāng)且較為均勻的灰渣層為出發(fā)點(diǎn)去調(diào)整排灰口的尺寸，為穩(wěn)定造氣爐爐況創(chuàng)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(tuán)有限公司山東東平271509 劉 偉)

100 kt/a合成氨系統(tǒng)技術(shù)改造總結(jié)

山東臨沂恒昌煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡稱恒昌公司)焦炭產(chǎn)量為1 300 kt/a，故引進(jìn)焦?fàn)t煤氣純氧轉(zhuǎn)化及低壓合成技術(shù)，于2010年建成1套以焦?fàn)t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(tǒng)生產(chǎn)的氮?dú)?，?011年新建了1套100 kt/a合成氨裝置，形成了“煤炭-焦炭-焦?fàn)t煤氣-甲醇-合成氨”的產(chǎn)業(yè)鏈。合成氨裝置采用焦?fàn)t煤氣預(yù)處理脫硫和脫萘+焦?fàn)t煤氣和甲醇弛放氣變壓吸附提氫+精脫硫系統(tǒng)+高壓合成氨工藝，以純氫、純氮制氨的合成氨裝置。針對(duì)合成氨系統(tǒng)開車以來暴露出來的問題，恒昌公司進(jìn)行了3次工藝調(diào)整和系統(tǒng)優(yōu)化，使工藝流程更合理，裝置運(yùn)行更平穩(wěn)。

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(nèi)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(xiàn)場氨味極大，污染周圍環(huán)境，同時(shí)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?dú)夤埽看窝b車后將殘余的液氨用氮?dú)鈮喝氩酃捃噧?nèi)，可回收緊急切斷閥后管道內(nèi)殘余的全部液氨。

具體改造方法：裝車站停止裝車作業(yè)，關(guān)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(nèi)的全部液氨。關(guān)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(nèi)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(nèi)物料至無氨味后為合格；在液相、氣相根部閥門后及氮?dú)飧块y后加設(shè)盲板，再進(jìn)行改造施工。在液氨裝車流量計(jì)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?dú)忾y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?dú)膺M(jìn)一步將殘余液氨壓至槽罐車內(nèi)。在2只DN20 mm 氮?dú)忾y之間加1只DN10 mm 壓力表(測量管道內(nèi)壓力)。

2 氨水槽

原氨水管僅配接在氨水槽的頂部，有時(shí)因氣氨進(jìn)入吸收塔流速過快，導(dǎo)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(jìn)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(xiàn)場排污時(shí)氨味較大，同時(shí)污水外排也帶來環(huán)保問題。

改造措施：在氨冷器4個(gè)排污口處加設(shè)盲板，并進(jìn)行徹底隔絕；在吸收塔進(jìn)口總管備用口加設(shè)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(dǎo)入吸收塔生產(chǎn)氨水，既可減輕生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)保壓力，又能回收氣氨。

4 氨回收系統(tǒng)

冰機(jī)出口氣氨經(jīng)蒸發(fā)冷凝器降溫后，管道內(nèi)冷凝的液氨沉積于蒸發(fā)冷凝器出口處形成氣阻，造成冰機(jī)出口壓力增大，多次發(fā)生因壓力超過指標(biāo)(1.55 MPa)而引起冰機(jī)聯(lián)鎖跳車事故。

改造措施：在蒸發(fā)冷凝器出口氣氨管根部配置導(dǎo)淋管，向下連接至貯氨器出口管，以此增大壓差使蒸發(fā)冷凝器出口管內(nèi)積存的液氨順利排入球罐。在冰機(jī)進(jìn)口處配管線至吸收塔，避免冰機(jī)進(jìn)口氣氨總管因壓力過高而造成閃蒸槽壓力超過0.39 MPa 進(jìn)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(tǒng)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(shè)備，其運(yùn)行好壞直接影響氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定。在選擇DG46-50×10型高壓灰水泵時(shí)，未充分考慮介質(zhì)中有一定量硬度高(鈣離子質(zhì)量濃度高達(dá)800 mg/L)、顆粒大、質(zhì)量輕的懸浮狀態(tài)硬質(zhì)顆粒對(duì)過流部件的沖刷腐蝕，故導(dǎo)致灰水中的細(xì)灰和硬質(zhì)顆粒對(duì)該泵密封環(huán)沖刷磨損非常明顯，連續(xù)運(yùn)行約1個(gè)月后密封環(huán)間隙已達(dá)1.5 mm左右，流量及密封效果下降，整機(jī)振幅增大，必須停機(jī)檢修，既影響系統(tǒng)運(yùn)行，又增加維修費(fèi)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(xiàn)場泄漏量增大，無法保證有效密封，必須停機(jī)檢修。②該泵在運(yùn)行一段時(shí)間后，經(jīng)常出現(xiàn)循環(huán)量突然降低及振幅加大的現(xiàn)象。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)，泵內(nèi)過流部件及平衡盤磨損嚴(yán)重，葉輪口環(huán)及密封環(huán)間隙達(dá)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(fèi)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(dǎo)熱性好、膨脹系數(shù)高，適應(yīng)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(zhì)量濃度高達(dá)800 mg/L)等因素，易產(chǎn)生硬化結(jié)晶，使填料失去密封作用。

(2)平衡盤材質(zhì)為灰口鑄鐵，容易磨損，導(dǎo)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(nèi)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(jí)葉輪，泵軸細(xì)而長，故對(duì)泵軸的硬度及強(qiáng)度要求較高。而原泵軸的材質(zhì)為45#鋼，不能滿足硬度要求，導(dǎo)致泵軸在較短運(yùn)行周期內(nèi)產(chǎn)生變形彎曲，同時(shí)整套轉(zhuǎn)子的平衡被打破，造成葉輪等內(nèi)件磨損，平衡盤跑偏，泵的振幅增大，運(yùn)行周期大大縮短。

3 改造措施

(1)將填料密封改為機(jī)械密封，且動(dòng)、靜環(huán)密封面采用硬質(zhì)合金，并增加沖洗水裝置，緩解灰水中固體顆粒對(duì)機(jī)封密封面的磨損。

(2)將平衡盤材質(zhì)由鑄鐵改為鑄鋼35，采用堆焊硬質(zhì)合金后調(diào)質(zhì)工藝對(duì)密封面進(jìn)行處理，提高密封面表面硬度，減緩平衡盤磨損。

(3)經(jīng)計(jì)算，決定將平衡管內(nèi)徑Φ6.0 mm加大至Φ12.7 mm，以適應(yīng)平衡管的流量，可有效平衡轉(zhuǎn)子的軸向推力。

(4)將泵軸材質(zhì)由45#鋼改為40Cr，鍛打后調(diào)質(zhì)處理，提高泵軸強(qiáng)度，葉輪全部組裝后再測試轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，保障轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中的剛度。

4 改造效果

經(jīng)對(duì)高壓灰水泵的多項(xiàng)改造，高壓灰水系統(tǒng)運(yùn)行逐漸趨于穩(wěn)定，維修費(fèi)用大幅降低，高壓灰水泵的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期和填料使用壽命均由1個(gè)月延長至6個(gè)月，創(chuàng)造了氣化系統(tǒng)連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行300 d的紀(jì)錄，為穩(wěn)定生產(chǎn)、降低消耗創(chuàng)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(nèi)反饋電機(jī)滑環(huán)系統(tǒng)問題分析及改造

1 存在的問題

山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司2臺(tái)130 t/h鍋爐配套的風(fēng)機(jī)全部由內(nèi)反饋電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，在啟動(dòng)過程中經(jīng)常發(fā)生電機(jī)滑環(huán)系統(tǒng)放電事故，造成滑環(huán)系統(tǒng)損壞，嚴(yán)重制約鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2 原因分析

原因分析：①現(xiàn)場環(huán)境較差，造成滑環(huán)系統(tǒng)各部件上積塵，影響電木絕緣性能；②滑環(huán)之間使用管狀套管對(duì)三相間及外殼進(jìn)行絕緣，絕緣距離短、強(qiáng)度低；③滑環(huán)系統(tǒng)刷座之間僅靠10 mm左右的空氣絕緣，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)因灰塵，特別是電刷粉塵，漂浮造成空間絕緣降低，產(chǎn)生放電現(xiàn)象；④滑環(huán)系統(tǒng)與外殼間距較小，因啟動(dòng)過程中滑環(huán)風(fēng)扇攪動(dòng)造成空間絕緣強(qiáng)度降低而對(duì)地短路、放電。

3 改進(jìn)措施

改進(jìn)措施：①在電機(jī)滑環(huán)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(qiáng)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(huán)系統(tǒng)鐵外殼更換為電木外殼，同時(shí)增大內(nèi)部空間；④使用絕緣漆對(duì)電機(jī)外殼等無法更換的小面積鐵質(zhì)構(gòu)件進(jìn)行絕緣防護(hù)；⑤在滑環(huán)系統(tǒng)增加強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)，有利于降溫，既形成正壓通風(fēng)杜絕外部灰塵進(jìn)入，又及時(shí)將碳刷磨損下的導(dǎo)電粉塵吹走；⑥將電機(jī)滑環(huán)系統(tǒng)材質(zhì)更換為錫青銅，既提高導(dǎo)電性，又減輕設(shè)備銹蝕；因錫青銅材質(zhì)較硬，滑環(huán)系統(tǒng)使用周期長，確保一次開車成功及正常運(yùn)行周期。

4 改進(jìn)效果

通過實(shí)施改進(jìn)措施后，6 臺(tái)鍋爐配套的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)至今未再發(fā)生一次滑環(huán)系統(tǒng)放電損壞事故，徹底解決了長期制約設(shè)備運(yùn)行的隱患。

(山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司山東章丘250200 李會(huì)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(tuán)安徽三星化工有限責(zé)任公司現(xiàn)有一期100 kt/a 和二期200 kt/a的水溶液全循環(huán)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(shè)空調(diào)、電機(jī)加裝風(fēng)扇強(qiáng)制降溫等措施，效果均不明顯，生產(chǎn)極為被動(dòng)。結(jié)合變頻器故障記錄分析，排除由電機(jī)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(wǎng)，更換潤滑油和多只油壓開關(guān)，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(fā)生波動(dòng)，再加上油壓開關(guān)精度低，沒有延時(shí)功能，就會(huì)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(guān)，并把油壓信號(hào)引入DCS。

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

(3)油壓低信號(hào)應(yīng)進(jìn)行數(shù)字濾波，由于一甲泵屬于低轉(zhuǎn)速設(shè)備，即使短時(shí)間內(nèi)缺油，也不會(huì)造成燒瓦，所以數(shù)字濾波時(shí)間設(shè)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(guān)，提高了油壓的測量精度；壓力信號(hào)進(jìn)入DCS，可以記錄油壓歷史趨勢(shì)，便于故障分析；數(shù)字濾波時(shí)間為6 s，可大大降低干擾信號(hào)和油壓波動(dòng)對(duì)一甲泵產(chǎn)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(xiàn)過類似的跳車，決定將一期尿素裝置3臺(tái)一甲泵、3臺(tái)氨泵和二期尿素裝置4臺(tái)一甲泵、4臺(tái)氨泵均進(jìn)行同樣改造，穩(wěn)定了生產(chǎn)。

(永泰集團(tuán)安徽三星化工有限責(zé)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?；视邢挢?zé)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(yùn)行，第2套Q190/950-65-3.82/450型三廢鍋爐于2012年投入運(yùn)行，運(yùn)行中均發(fā)生不同程度泄漏?，F(xiàn)僅分析50 t/h三廢鍋爐泄漏原因及改進(jìn)措施。

1 燃燒爐沸騰埋管上聯(lián)箱泄漏

50 t/h三廢鍋爐投運(yùn)5個(gè)月后，燃燒爐沸騰埋管上聯(lián)箱上部頻繁發(fā)生泄漏，隨著負(fù)荷逐漸增加，呈現(xiàn)龜裂式鼓包，明顯有過燒、過熱痕跡。主要原因是設(shè)計(jì)不合理，上聯(lián)箱原導(dǎo)氣管為水平引出，導(dǎo)致上聯(lián)箱局部氣阻，造成過熱鼓包、龜裂。

改進(jìn)措施：上聯(lián)箱水平導(dǎo)氣管改為向上45°傾角導(dǎo)氣管，并將聯(lián)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(jìn)措施，再?zèng)]有發(fā)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(yùn)2個(gè)月后發(fā)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(shí)，整體更換過熱器，但投運(yùn)后不久又發(fā)生爆管泄漏。割開換熱器發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有白色結(jié)晶體。主要原因是水質(zhì)不達(dá)標(biāo)(二氧化硅及鈉、鎂離子等含量超標(biāo))，導(dǎo)致結(jié)晶使管壁結(jié)垢而堵塞換熱管，破壞水循環(huán)，導(dǎo)致?lián)Q熱管過熱爆管。

改進(jìn)措施：在膜處理脫鹽水裝置后新增1套陰陽離子混床，嚴(yán)格控制水中二氧化硅及鈉、鎂離子含量，同時(shí)增設(shè)除氧設(shè)備，消除對(duì)設(shè)備的腐蝕。

3 蒸發(fā)管束泄漏

自2012年7月起，50 t/h三廢鍋爐蒸發(fā)管束頻繁發(fā)生泄漏，給生產(chǎn)造成很大影響。蒸發(fā)管束從前(燃燒爐側(cè))到后共分為蒸發(fā)管束Ⅰ、蒸發(fā)管束Ⅱ、蒸發(fā)管束Ⅲ，主要泄漏部位在蒸發(fā)管束及下聯(lián)箱焊口位置，且蒸發(fā)管束Ⅲ泄漏明顯多于蒸發(fā)管束Ⅰ和Ⅱ，即越往后泄漏越多。經(jīng)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(fēng)而加劇焊口的應(yīng)力疲勞開裂，最終導(dǎo)致焊口處泄漏。

改進(jìn)措施：確保下灰口擋板安裝質(zhì)量，控制擋板下灰開度，盡可能減少冷風(fēng)進(jìn)入；若下灰口高度允許，可安裝連續(xù)下灰裝置或二級(jí)灰斗，從而避免冷風(fēng)進(jìn)入；確保保溫良好，避免保溫材料破損而出現(xiàn)冷激現(xiàn)象。

鍋爐蒸發(fā)管束泄漏后應(yīng)及時(shí)檢修，生產(chǎn)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(kuò)大。同時(shí)，潮濕煙氣夾帶的灰塵會(huì)堵塞換熱管束及空氣預(yù)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(zé)任公司河北冀州053200 吳清水)