shell煤氣化渣系統(tǒng)存在問題的分析及改造

摘 要：介紹殼牌煤氣化工藝排渣系統(tǒng)，對排渣系統(tǒng)泄壓進(jìn)程中存在的問題進(jìn)行分析，并針對這些問題確定了改造措施，且改造后效果非常明顯，裝置獲得長周期高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：殼牌煤氣化，排渣，泄壓，撈渣機(jī)，改造

河南煤業(yè)化工集團(tuán)龍宇煤化工年產(chǎn)50萬噸甲醇項目，氣化裝置采用殼牌粉煤加壓氣化工藝，該工藝采用干煤粉氣流床加壓氣化，合成氣冷卻器采用水冷壁結(jié)構(gòu)，無耐火磚襯里，維護(hù)量較少，可使氣化反應(yīng)在1400℃—1600℃溫度下運(yùn)行，碳轉(zhuǎn)化率高，有效氣成分（CO+H2）和冷煤氣效率也很高。渣系統(tǒng)采用液態(tài)排渣，本文針對排渣系統(tǒng)泄壓過程中出現(xiàn)的問題和以及相關(guān)的改造進(jìn)行討論。

一、排渣系統(tǒng)簡介

渣系統(tǒng)設(shè)立的目的是冷卻，造粒和排放渣。為此在氣化爐底部安裝一個渣池V1401，當(dāng)液態(tài)渣流入渣池時，它被激冷、固化并分散成顆粒。大渣塊經(jīng)破渣機(jī)X1401破碎，然后進(jìn)入渣收集罐V1402。

排渣通過排渣程序進(jìn)行。首先，渣鎖斗V1403和渣收集罐V1402連通，收渣30分鐘后隔離；然后渣鎖斗V1403泄壓，第一階段通過14XV0021向火炬泄壓，壓力低報后（0.25MPa）后，通過14XV0019向S1601泄壓，泄壓至常壓后，V1403向T1401排渣。排出的渣通過撈渣機(jī)和短、長短皮帶輸送至渣場。排渣結(jié)束后，V1403沖水，待液位高報后用高壓氮?dú)饧訅?，壓力條件滿足后，再與V1402連通，完成一個循環(huán)。

二、排渣期間存在的問題

在渣鎖斗V1403泄壓及排渣后，主要存在著如下問題：

1.第一階段泄壓期間，由于壓力在短時間內(nèi)從3.9MPa泄至0.25MPa，高壓氣體經(jīng)一個調(diào)節(jié)閥14PV0013A、一個開關(guān)閥14XV0008和孔板泄壓，降壓節(jié)流后水汽直接排放至火炬管線，因V1403內(nèi)主要是渣水混合物，僅含有少量氣體，在泄壓時會帶出部分渣水，渣水隨氣體進(jìn)入火炬管線；V1403大約每小時排渣一次，經(jīng)過多次排渣泄壓累積，就有大量的水帶入火炬管線，造成火炬管線帶水嚴(yán)重，極容易在使用火炬管線時導(dǎo)致水擊。為解決該問題，后來對火炬導(dǎo)淋進(jìn)行加粗處理，但沒有從根本上解決問題，火炬帶水問題一直是影響我公司安全生產(chǎn)的一個重大隱患。

2.在第二階段向氣液分離器S1601泄壓期間，壓力從0.25Mpa泄至常壓，由于安裝14PV0013A閥時，閥體上帶有較細(xì)的變徑，將DN80的泄壓管線變?yōu)镈N40，氣體通過該管段泄壓較慢，而且變徑處容易被氣體夾帶的渣水混合物堵塞，造成第二階段泄壓時間過長，影響正常排渣。

3.撈渣機(jī)不能正常工作。撈渣機(jī)原設(shè)計為單側(cè)驅(qū)動、頭部張緊方式。由于排查系統(tǒng)為間歇式排放，在高負(fù)荷的情況下（最高106%氧負(fù)荷）V1403的每次收渣量約為18噸，大量的渣在3分鐘之內(nèi)排進(jìn)渣脫水槽T1401內(nèi)，經(jīng)常造成撈渣機(jī)瞬間負(fù)荷過高，單側(cè)驅(qū)動鏈拉力過大，致使機(jī)頭內(nèi)部主軸偏斜，引起刮板偏斜，出現(xiàn)刮板卡滯滑道的現(xiàn)象，造成撈渣機(jī)超負(fù)荷跳車、刮板拉壞、鏈條拉斷、減速機(jī)底座移位等故障，迫使進(jìn)行臨時排渣，檢修撈渣機(jī)。

三、改造措施

1.為解決火炬管線帶水問題，經(jīng)過分析后決定在泄壓管線14XV0021閥后增加一個旋風(fēng)氣液分離器，將V1403排放氣直接通過該氣液分離器放空。混合物從側(cè)向進(jìn)入分離器，分離出的氣體通過頂部DN150的放空管線引至標(biāo)高90m放空。分離出的液體分成兩股，一股用底部DN150的管線排入渣脫水槽T1401內(nèi)，以循環(huán)利用；另外一股在撈渣機(jī)故障時排入地溝，同時為了防止分離出的渣水堵塞底部排放管線，在排放管上增加一股DN50的循環(huán)水對管線進(jìn)行沖洗。

為了在該氣液分離器故障時不影響正常生產(chǎn)，在14XV0021閥后和氣液分離器后分別安裝一個插板閥，以便在火炬泄壓和分離器泄壓之間進(jìn)行切換。

2.對于第二階段泄壓時間過長問題，拆除泄壓管線上的壓力調(diào)節(jié)閥14PV0013A，用同等管徑DN80短節(jié)代替，取消第二階段通過14PV0013A和14XV0019向U1600單元泄壓，直接通過該氣液分離器將V1403泄至常壓。沖壓時使用14PV0013B進(jìn)行調(diào)節(jié)。這也避免了渣水進(jìn)入后系統(tǒng)造成的影響。

最后對U1400的順控程序14KS0001進(jìn)行相應(yīng)的變更，使之與現(xiàn)場改造相適應(yīng)。

3.針對撈渣機(jī)經(jīng)常因為拉偏導(dǎo)致斷鏈的問題，將撈渣機(jī)由原來的單側(cè)驅(qū)動改為雙側(cè)驅(qū)動，有效的解決了主軸偏斜的問題，從而使刮板卡滯、鏈條拉斷等問題相應(yīng)改善。另外將刮板數(shù)量增加，由原來的10環(huán)鏈裝一塊刮板改為8環(huán)鏈裝一塊，增大了撈渣量，使撈渣機(jī)的正常運(yùn)行電流由原來的11A左右降至8A左右，提高了撈渣機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行時間。另外對原有的電控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使之適應(yīng)改造后的撈渣機(jī)運(yùn)行。

四、結(jié)論

2018年5月系統(tǒng)大修期間，我們經(jīng)過認(rèn)真分析計算后，對渣系統(tǒng)泄壓管道進(jìn)行了全面的改造，后來開車及高負(fù)荷運(yùn)行結(jié)果證明，改造完全成功，不但能完全滿足生產(chǎn)要求，還徹底解決了火炬帶水，撈渣機(jī)不能長周期運(yùn)行的問題，消除了影響安全生產(chǎn)的重大隱患，為系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

隨著對殼牌煤氣化運(yùn)行經(jīng)驗的不斷積累，并通過國內(nèi)同行和殼牌公司的技術(shù)交流，采取合理的技術(shù)創(chuàng)新和技改技措，我公司煤氣化裝置高負(fù)荷運(yùn)行周期不斷突破記錄，截至目前氣化爐滿負(fù)荷負(fù)荷下運(yùn)行最高160天。筆者相信國內(nèi)殼牌煤氣化裝置會運(yùn)行的越來越好。

作者簡介：

劉保平，1983年6月出生，男，河南封丘人，，畢業(yè)院校 ：平頂山工學(xué)院，專科，助理工程師.