殼牌粉煤氣化關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)

胡亮亮

（河南省能源化工集團(tuán)中原大化集團(tuán)公司，河南濮陽457004）

殼牌粉煤氣化關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)

胡亮亮

（河南省能源化工集團(tuán)中原大化集團(tuán)公司，河南濮陽457004）

河南能源化工集團(tuán)中原大化氣化廠被殼牌公司授予2014和2015年度最佳運(yùn)行獎(jiǎng)。本公司在2013～2015年度的開車時(shí)間都達(dá)到了300d以上，能夠擁有這么高的全年開車率和對氣化裝置系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)密不可分的。本文著重介紹驟冷氣循環(huán)壓縮機(jī)，高溫高壓飛灰過濾器，強(qiáng)制水循環(huán)高壓泵，磨煤機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)。

磨煤機(jī)；驟冷氣循環(huán)壓縮機(jī)；濾棒；強(qiáng)制水循環(huán)高壓泵

殼牌干煤粉加壓氣化工藝具有安全、產(chǎn)氣比率高、環(huán)境污染較小等技術(shù)特點(diǎn)。作為一種相對成熟的工藝技術(shù)，能夠安全穩(wěn)定的保持較高的開車率才是其價(jià)值體現(xiàn)，然而在完成生產(chǎn)長周期目標(biāo)的過程中，對于關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)是重中之重。因?yàn)椋@不但關(guān)系著裝置長周期的運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)效益的回饋，更關(guān)系著整套設(shè)備的使用壽命以及未來的前景規(guī)劃。

本文著重介紹驟冷氣循環(huán)壓縮機(jī)，高溫高壓飛灰過濾器，強(qiáng)制水循環(huán)高壓泵，磨煤機(jī)這幾個(gè)氣化系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的安全保護(hù)。下面是簡單的工藝流程圖見圖1。

圖1　殼牌氣化工藝流程圖

1　磨煤機(jī)的安全保護(hù)

磨煤機(jī)負(fù)責(zé)給殼牌氣化爐提供所需的合格干煤粉，本公司采用的是滿負(fù)荷70t/h的輥式磨煤機(jī)，共有兩套分A/B系列，供給氣化爐四條煤燒嘴。由于氣化爐100%負(fù)荷耗煤量為72t/h，所以需要兩套磨煤機(jī)同時(shí)運(yùn)行。若有一套出現(xiàn)故障，就需要另外一套高負(fù)荷贏得檢修時(shí)間，嚴(yán)重的話需要?dú)饣癄t降氧負(fù)荷，甚至于氣化爐無煤或者防止燒嘴偏燒導(dǎo)致系統(tǒng)停車。

對于磨煤機(jī)的安全保護(hù)，本公司分為日常運(yùn)行班組巡檢和計(jì)劃停車設(shè)備檢查兩項(xiàng)內(nèi)容。日常運(yùn)行中，每4 h由班長或副班長負(fù)責(zé)現(xiàn)場巡檢一次，并在巡檢記錄上簽字；磨煤現(xiàn)場人員和主控人員每1h需巡檢一次，并記錄工藝參數(shù)。計(jì)劃停車后，由工藝和設(shè)備工程師共同負(fù)責(zé)檢查并檢修運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障，并留下記錄備案。設(shè)備檢查項(xiàng)目表見表1。

為了更好地保護(hù)磨煤機(jī)設(shè)備的安全，工藝與儀表相結(jié)合，多次進(jìn)行磨煤系統(tǒng)的聯(lián)鎖修改，確保在緊急事故狀態(tài)下，磨煤系統(tǒng)的設(shè)備安全。

2　驟冷氣循環(huán)壓縮機(jī)的安全保護(hù)

殼牌氣化工藝采用冷合成氣驟冷技術(shù)，就是將冷的230℃左右的合成氣經(jīng)急冷氣循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后去給從氣化爐反應(yīng)室出來的1400℃的合成氣驟冷至900℃左右，以達(dá)到加快灰滴轉(zhuǎn)化成干灰的過程，從而減少后續(xù)合成氣換熱器盤管上的積灰進(jìn)度。

表1　磨煤機(jī)檢修項(xiàng)目表

急冷氣壓縮機(jī)設(shè)備參數(shù)：

位號：K-1302

型號：SV12-M離心壓縮機(jī)

制造廠家：沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司（總成）

壓縮機(jī)制造廠家：沈鼓齒輪機(jī)廠

液力耦合器制造廠家：大連液力機(jī)械有限公司

電動(dòng)機(jī)制造廠家：南陽防爆集團(tuán)有限公司

進(jìn)口法蘭尺寸：DN400出口法蘭尺寸：DN450

驅(qū)動(dòng)：電機(jī)調(diào)速：液力耦合器

一階臨界轉(zhuǎn)速：5070rpm/min

二階臨界轉(zhuǎn)速：15000rpm/min

入口流量：78.63kg/s入口溫度：205℃

入口壓力：3.75MPa出口溫度：222.6℃

出口壓力：4.23MPa額定轉(zhuǎn)速：8982rpm/min

電機(jī)額定功率：2240kW電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1485rpm/min

電機(jī)額定電流：253A電機(jī)潤滑油：N46液耦：8#液力傳動(dòng)油

對于驟冷氣循環(huán)壓縮機(jī)的安全保護(hù)，本公司采用的是工藝日常巡檢，儀表聯(lián)鎖停車保護(hù)，以及廠家的定時(shí)溝通檢查和大修時(shí)的必要清理。

主要的安全保護(hù)措施:

1）每1h針對壓縮機(jī)高速軸端振值趨勢的巡查，且設(shè)置聯(lián)鎖在高高報(bào)120UM，直接跳車，保護(hù)壓縮機(jī)。

2）啟動(dòng)大型高壓電（6000V）設(shè)備時(shí)，監(jiān)護(hù)壓縮機(jī)電機(jī)電流值。

3）啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值在液耦輸出20%左右時(shí)，直接調(diào)到45%，以極短的時(shí)間把一階臨界轉(zhuǎn)速超過去，避免長時(shí)間形成共振，損壞設(shè)備，并保持在8000rpm/min以上運(yùn)行。

4）為了壓縮機(jī)三級密封的效果，保證合成氣不泄露造成設(shè)備腐蝕，必須保證所用熱高壓氮?dú)?，高壓氮?dú)?，低壓氮?dú)饬康某渥恪?/p>

5）開車點(diǎn)火前，必須對壓縮機(jī)入口過濾器進(jìn)行多次更換清洗，最后再清洗葉輪，去掉入口過濾器（入口過濾器碎網(wǎng)進(jìn)入葉輪內(nèi)）。

6）與沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠家進(jìn)行定期溝通，并結(jié)合所給建議進(jìn)行工藝操作，以及大修時(shí)的改造。

3　高溫高壓飛灰過濾器的安全保護(hù)

殼牌氣化工藝采用的是干法除灰流程，就是借用高溫高壓飛灰過濾器將干灰從粗合成氣中分離出來，氣提合格后定時(shí)排出系統(tǒng)外。而過濾器的主體是濾棒，若是濾棒損壞，合成氣中將攜帶大量灰，則會對下游濕洗、水處理等工序，以及后續(xù)甲醇工段的管線以及設(shè)備造成堵塞和腐蝕。

在2014年1月以前，我公司均采用的是PALL公司陶瓷濾芯濾棒，之后到現(xiàn)在已經(jīng)全部置換成北京安泰生產(chǎn)的燒結(jié)金屬濾芯濾棒，目前運(yùn)行良好。相對于陶瓷濾芯濾棒，金屬濾芯濾棒具有更好地抗壓，運(yùn)輸安裝過程中不易折斷等優(yōu)點(diǎn)。對于高溫高壓飛灰過濾器的安全保護(hù)，分為日常運(yùn)行和開停車及檢修期間。

日常運(yùn)行期間主要是日常工藝操作監(jiān)護(hù)。工藝操作主要注意事項(xiàng)：

1）反吹壓力控制不低于氣化爐1.7～2倍壓力，即6.8～7.9MPa。

2）V-1501下灰破橋時(shí)，平衡閥壓差不得在高于50KPa打開。

3）每個(gè)小時(shí)巡查一下24組反吹閥的趨勢圖，確保反吹閥的無故障開關(guān)。

4）手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力時(shí)開關(guān)去甲醇裝置16pv0008A時(shí)不可連續(xù)操作開或關(guān)10格以上。

5）現(xiàn)場巡檢注意高溫高壓飛灰過濾器進(jìn)出口處安全閥有無起跳異響。

6）監(jiān)護(hù)每個(gè)班的濕洗單元的水樣濁度，通常在10μg/L左右。

開停車及檢修期間需要注意事項(xiàng)：

1）停車時(shí)需注意反吹壓力隨氣化爐泄壓一塊降低，且必須高于氣化爐壓力，待氣化爐降至10bar時(shí)，切除串級控制，并一直保持15bar壓力，待吹掃完畢，停止反吹。

2）開車時(shí)反吹壓力需和氣化爐升壓一起升高，且必須高于氣化爐壓力，并在氣化爐達(dá)到10bar以上時(shí)投串級控制即可。

3）開車時(shí)投用反吹氣，必須先保證反吹氣的溫度在200℃以上。

4）開車時(shí)隨氣化爐升溫，還要保證伴熱的良好狀態(tài)，使設(shè)備保持在200℃左右。

5）停車檢修，若更換濾棒，則需要按照濾棒公司提供的指導(dǎo)手冊進(jìn)行拆卸和安裝，以及采用原廠配件進(jìn)行濾棒固定，保證濾棒的使用壽命和工藝性能。

6）停車檢查如不需要更換，則必須進(jìn)行濾棒的清掃，以及每組濾棒24個(gè)分布管板的測距工作和原尺寸對比以待后期的矯正。

7）停車檢查測量濾棒的壓差取樣點(diǎn)，并疏通確保儀表測量顯示值的準(zhǔn)確度。并檢查設(shè)備容器壁，濾棒頂端的腐蝕情況，必要時(shí)修補(bǔ)。

常見的故障及處理見表2。

表2　

由于高溫高壓飛灰過濾器是殼牌氣化工藝中保證環(huán)保達(dá)標(biāo)的重要一環(huán)，而且是在裝置設(shè)備投資中所占比例較大，所以它的安全保護(hù)尤其顯得重要。

4　強(qiáng)制水循環(huán)高壓泵的安全保護(hù)

強(qiáng)制水循環(huán)高壓泵是氣化爐膜式水冷壁進(jìn)行水冷換熱的驅(qū)動(dòng)裝置。進(jìn)口為汽包底部的大約265℃左右的水，出口一路去給空分來的氧氣預(yù)熱，另外就是去氣化爐反應(yīng)室、輸送段、換熱器給從反應(yīng)室產(chǎn)出的粗合成氣進(jìn)行換熱到370℃左右。因此，它的作用毋庸置疑，影響著整個(gè)氣化裝置的中心氣化爐的設(shè)備安全。

本公司采用了以下幾點(diǎn)來進(jìn)行安全保護(hù)：

1）由于泵的介質(zhì)是高壓水且溫度較高，易形成高溫腐蝕，機(jī)封容易泄露，不單一使用一個(gè)廠家提供的機(jī)封制品，運(yùn)行期間備件充足，一旦發(fā)生泄漏，及時(shí)進(jìn)行倒泵檢修更換。

2）采用2開1備的狀態(tài)，并設(shè)置聯(lián)鎖在一臺跳泵后，備泵自啟。

3）由于電機(jī)額定電壓在6000V，設(shè)置三臺電機(jī)不在同一個(gè)變電站，防止出現(xiàn)突發(fā)狀況的跳泵或者備泵自啟動(dòng)時(shí)電壓不足。

4）由原來的必須有兩臺泵運(yùn)行否則聯(lián)鎖氣化爐停車改成根據(jù)出口流量低于462.4kg/s聯(lián)鎖氣化爐停車。

5）冬季長時(shí)間停車后，需把電機(jī)加熱器打開預(yù)熱一定時(shí)間后才允許啟動(dòng)。

6）制定三個(gè)月運(yùn)行泵更換軸承箱油，其余時(shí)間定期檢查油質(zhì)油位的管理方案。

5　總結(jié)

1）殼牌粉煤氣化裝置，除了本身中心氣化爐外，我們還要關(guān)注其他影響整個(gè)裝置開長周期的關(guān)鍵設(shè)備，并做好它們的日常維護(hù)與事故設(shè)備安全保護(hù)。

2）對于每個(gè)殼牌氣化裝置而言，影響長周期的關(guān)鍵設(shè)備不完全相同，本文從本公司實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)探討，望同行多多交流。

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.04.013

TQ455

C

1008-1267（2016）04-0039-04

2016-01-21

胡亮亮（1987～），男，本科，2011年畢業(yè)于安陽工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，主要從事Shell煤氣化技術(shù)工作。