水煤漿氣化爐運行與維護(hù)技術(shù)總結(jié)

王文權(quán)，張寶利，段文娟

(陜西渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司,陜西 渭南 714000)

1 概況

渭化公司一二期裝置年產(chǎn)合成氨30萬噸、尿素52萬噸、甲醇20萬噸、二甲醚11萬噸，渭化三期裝置年產(chǎn)40萬噸甲醇。氣化工段均采用美國GE公司 6.5 MPa 級水煤漿加壓氣化技術(shù)，一二期氣化四臺氣化爐，三開一備，三期氣化三臺氣化爐，兩開一備。一直以來，提高氣化爐的運行效率是后續(xù)裝置高質(zhì)量運行的關(guān)鍵因素。通過氣化爐運行與維護(hù)工作開展，可以有效減少倒?fàn)t頻次，減少各參檢單位的工作量，降低生產(chǎn)運行維護(hù)費用，提高氣化爐的運行效率，提升企業(yè)的市場競爭力。

2 目標(biāo)描述

通過提高日常檢維修質(zhì)量、提升工藝維護(hù)、加強(qiáng)設(shè)備管理，以及進(jìn)行技術(shù)改造等手段提高氣化爐運行質(zhì)量與運行周期，具體目標(biāo)為：

1)三期氣化煤漿質(zhì)量濃度≥62.5%。

在氣化裝置運行中，煤漿濃度對系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有著重要影響，煤漿濃度的高低，直接影響著氣化爐的產(chǎn)氣率。

2)氣化爐工藝氣有效氣體積分?jǐn)?shù)≥81%。

工藝氣成分含量是氣化爐運行參考中的一項重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，參與碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率、比氧耗、比煤耗等工藝指標(biāo)的計算。其中，有效氣成分含量直接影響中間產(chǎn)品(甲醇)的產(chǎn)量，也能有效的降低氣化爐殘?zhí)肌?/p>

3)氣化爐運行時間≥85天。

氣化爐運行時間的長短，是衡量氣化爐運行與維護(hù)的一個重要指標(biāo)。氣化爐運行天數(shù)越長，可降低倒?fàn)t次數(shù)，不僅可以減少異常倒?fàn)t產(chǎn)生的原料消耗，降低人員工作量的同時，也確保了氣化爐備爐檢修的頻次。同時，氣化爐全年檢修次數(shù)的減少可以降低現(xiàn)場檢修作業(yè)過程中所產(chǎn)生的安全風(fēng)險。另外，也節(jié)約了原材料和人力，避免了由于系統(tǒng)開停車過程中所產(chǎn)生的異常噪音和排放以及開停車過程中的安全和環(huán)保風(fēng)險。

4)工藝燒嘴使用壽命≥100天。

工藝燒嘴為氣化系統(tǒng)中最核心部件之一。燒嘴質(zhì)量的好壞，直接影響著氣化系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行，同時對氣化爐有效氣產(chǎn)率，碳轉(zhuǎn)化率也有一定的影響。

3 具體管控措施

在氣化爐運行與維護(hù)專項工作控制過程中，為了達(dá)到目標(biāo)值，通過控制磨機(jī)煤漿濃度、氣化爐有效氣含量、氣化爐運行天數(shù)，燒嘴使用壽命等分別從工藝管理、設(shè)備管理、電儀管理、備爐管理以及系統(tǒng)優(yōu)化等方面來評價氣化爐運行質(zhì)量。

3.1 工藝管理方面

認(rèn)真執(zhí)行《化工工藝技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)》《工藝巡檢管理標(biāo)準(zhǔn)》，嚴(yán)格工藝指標(biāo)管理，要求所有重要工藝指標(biāo)控制在正常范圍內(nèi)，表計完好率要求100%。要求技術(shù)管理人員做到一日三上崗，工藝技術(shù)員要保持對工藝參數(shù)的高度敏感，要做到及時發(fā)現(xiàn)，及時分析，及時處理。日常巡檢操作方面，堅持每小時巡檢觀察磨機(jī)滾筒篩格數(shù)，在不跑漿的前提下不斷提高煤漿濃度。每班主操至少兩次對氣化爐粗渣進(jìn)行查看，通過粗渣的形態(tài)及排渣狀況動態(tài)調(diào)整氧煤比。堅持氣化爐和碳洗塔供排水系統(tǒng)閥門切換和活動，保證氣化爐進(jìn)排水管線暢通。備爐期間加強(qiáng)設(shè)備管線的積灰清理，防止因積灰而引起堵塞停爐。加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)原煤供應(yīng)，嚴(yán)格控制氣化用煤工業(yè)指標(biāo)，為氣化爐高效穩(wěn)定運行提供保障。

3.2 設(shè)備管理方面

嚴(yán)格執(zhí)行《氣化爐檢修維護(hù)規(guī)程》《氣化爐燒嘴檢修維護(hù)規(guī)程》《高壓煤漿泵檢修維護(hù)規(guī)程》《設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)》。堅持綜合大檢查，領(lǐng)導(dǎo)帶隊，以身作則，發(fā)現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”，及時消除，防止因泄漏擴(kuò)大造成停車。做好現(xiàn)場設(shè)備巡回檢查工作，加強(qiáng)設(shè)備生命周期管理，在設(shè)備生命周期內(nèi)計劃性更換，保證設(shè)備運行質(zhì)量。同時，切實做好設(shè)備維護(hù)工作，定期組織設(shè)備潤滑檢查等相關(guān)專業(yè)檢查，確保設(shè)備穩(wěn)定運行。此外，不斷提高備品、備件的報備及采購質(zhì)量，確保備品備件滿足生產(chǎn)需求。

3.3 備爐管理方面

氣化爐備爐的質(zhì)量的好壞是氣化爐能否長周期運行的重要因素。為進(jìn)一步提高備爐質(zhì)量，應(yīng)編制《氣化爐常規(guī)備爐內(nèi)容及檢查表》并不斷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。氣化爐備爐過程實行清單化管理，將氣化裝置工藝清理、設(shè)備檢修、電氣儀表檢修及備品備件壽命等納入清單化管理。對影響氣化爐長周期運行的煤漿泵、燒嘴、氣化爐錐底磚、鎖渣閥及易沖刷部位等進(jìn)行定期檢查、定期測厚、定期更換，通過對氣化裝置關(guān)鍵設(shè)備實施全生命周期管理，有效控制了因檢修不到位或設(shè)備設(shè)施故障等引起的氣化爐停車。針對氣化爐直補(bǔ)水量不足的問題，積極開展攻關(guān)，排查出非常規(guī)檢修部位激冷水管線的止逆閥閥門脫落，閥后管線結(jié)垢等問題，采取措施進(jìn)行清理、修復(fù)、更換，確保了氣化爐激冷水量正常供應(yīng)，為氣化爐的長周期穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。

3.4 電氣儀表管理方面

加強(qiáng)電氣儀表人員的巡檢維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。備爐期間，加大對電氣儀表原件的排查力度。同時，加強(qiáng)電氣儀表備品備件全生命周期管理，預(yù)防因電氣儀表原件老化，接線端子松動、氧化等引起跳車。

3.5 系統(tǒng)方面

嚴(yán)格按照《氣化操作規(guī)程》精細(xì)化操作，不斷優(yōu)化各工段運行工況，避免因系統(tǒng)原因?qū)е碌姆怯媱澩t。在保證裝置穩(wěn)定運行的前提下，提高氣化爐運行經(jīng)濟(jì)效益。

4 績效評價

4.1 績效評價機(jī)構(gòu)

績效評價機(jī)構(gòu)是“氣化爐運行與維護(hù)”課題領(lǐng)導(dǎo)小組。由生產(chǎn)部牽頭，計控電儀部、機(jī)械修造部、計劃財務(wù)部、人事企管部、氣化車間、雙甲車間組成。

4.2 績效評價流程

各車間上報目標(biāo)指標(biāo)完成情況及未完成項原因分析，生產(chǎn)部組織課題領(lǐng)導(dǎo)小組對車間上報目標(biāo)指標(biāo)完成情況及原因分析進(jìn)行評價，評價結(jié)果上報課題領(lǐng)導(dǎo)小組審批，后報人事企管部兌現(xiàn)考核。

4.3 績效數(shù)據(jù)采集

通過車間生產(chǎn)記錄日報表、交接班記錄、工藝月報表、氣化爐運行與維護(hù)課題月度總結(jié)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

4.4 績效評價方法

依據(jù)《氣化爐運行與維護(hù)實施方案》和《獎金考核獎勵辦法》進(jìn)行績效評價。

4.5 績效評價結(jié)果

煤漿提濃方面：系統(tǒng)開車初期，我公司煤漿質(zhì)量濃度維持在60.5%左右，主要原因是因磨機(jī)運行周期短，筒體螺栓漏漿檢修頻繁，以及鋼棒級配等因素，影響煤漿提濃。自公司開展氣化爐運行與維護(hù)專項管理工作以來，組織了班組級的煤漿濃度提升競賽活動，車間成立了煤漿濃度提升專業(yè)小組，針對磨煤機(jī)提濃群策群力，制定詳細(xì)可行的解決方案。第二、在2021年三期裝置大檢修期間，對磨煤機(jī)鋼棒，內(nèi)襯進(jìn)行徹底更換。第三、通過提高添加劑品質(zhì)、煤漿二次研磨等手段，使水煤漿濃度有了顯著提高，自開展此項工作以來，氣化車間及雙甲車間多措并舉，煤漿濃度有了大幅提升。煤漿質(zhì)量濃度已經(jīng)能穩(wěn)定到62.5%以上，煤漿提濃效果顯著。

工藝氣成分方面：工藝氣成份主要有一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷等。甲烷的控制主要根據(jù)煤質(zhì)決定，以前甲烷體積分?jǐn)?shù)控制在 2600×10-6～3000×10-6，根據(jù)現(xiàn)在的煤質(zhì)甲烷一般控制在 1800×10-6～2400×10-6。氧壓以前在 8.2 MPa 以下，現(xiàn)在提高至 8.3 MPa，通過提高氧壓使煤漿霧化更好、使氣化反應(yīng)效率更高。開車初期，工藝氣有效氣含量基本在78%～79%，為了提高氣有效氣含量，通過提高煤漿濃度、供應(yīng)優(yōu)質(zhì)原煤、控制氧煤比、優(yōu)化工藝燒嘴、調(diào)整系統(tǒng)負(fù)荷等手段，將氣化爐有效氣體積分?jǐn)?shù)[ρ(CO+H2)]由前期的78%～79%提高到了81%，有效氣含量顯著提高。

燒嘴使用壽命方面：燒嘴使用壽命的長短對裝置穩(wěn)定、開停車、經(jīng)濟(jì)性等有至關(guān)重要的影響。我公司氣化爐燒嘴采用的是美國GE和陜西鑫立公司生產(chǎn)制造的燒嘴。工藝燒嘴經(jīng)過國產(chǎn)化以后我們一直使用的是陜西鑫立公司燒嘴。通過近幾年的運行經(jīng)驗，我公司針對裝置規(guī)模、原料煤質(zhì)、工藝條件及各類參數(shù)綜合分析，對工藝燒嘴進(jìn)行了多次優(yōu)化改造。通過在燒嘴中頭外形尺寸不變的情況下，對中頭內(nèi)部噴口處加耐磨襯套，提高耐磨性和抗腐蝕性，有效地解決了煤漿頭磨損等問題，避免了因煤漿噴頭磨損引起的工藝燒嘴壓差降低、波動，保證了工藝燒嘴壓差的穩(wěn)定和良好的霧化效果，提高了工藝燒嘴的使用壽命。改造后的燒嘴從開車初期50多天已經(jīng)穩(wěn)定到100天以上。

提高氣化爐運行時間方面：第一、氣化爐備爐檢修實行清單化管理，將氣化裝置工藝清理、設(shè)備檢修、電氣儀表檢修及備品備件壽命等納入清單化管理。第二、嚴(yán)格設(shè)備管理，堅決實行備機(jī)不過夜和周四設(shè)備潤滑檢查活動，對帶有隱患運行的設(shè)備采取有效的運行監(jiān)控措施，下發(fā)相關(guān)特護(hù)規(guī)定，確保設(shè)備的安全運行。同時，對設(shè)備進(jìn)行全生命周期管理，確保設(shè)備運行質(zhì)量。第三、工藝技術(shù)員時刻保持對工藝參數(shù)的高度敏感，發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)發(fā)生變化，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。第四、設(shè)置隱患記錄本，對裝置存在的問題進(jìn)行記錄跟蹤，進(jìn)行閉環(huán)管理，促進(jìn)裝置隱患的查消。第五、通過強(qiáng)化工藝數(shù)據(jù)管理，嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，狠抓表計測量的準(zhǔn)確率。第六、長期以來，通過對氣化爐運行及備爐工作的總結(jié)，備爐期間主要針對氣化爐爐內(nèi)及管線進(jìn)行深度疏通清洗，對重要設(shè)備、易沖刷部位，定期檢測記錄，做到檢修周期明確、檢修項目清晰、檢修質(zhì)量可控。通過一系列管控，氣化爐運行時間由之前75天提高到了85.5天，最長時間運行了98天，氣化爐運行時間有了大幅提升。

5 持續(xù)改進(jìn)

針對煤漿質(zhì)量濃度、氣化爐運行時間、燒嘴使用壽命、提高氣化爐有效氣含量等我們做了一系列專項實施方案，并取得了一系列顯著的成果。但氣化爐專項管理工作的內(nèi)容比較豐富，而氣化工藝本身來說影響因素比較繁雜，致使我們的管理工作還有一些不足之處，因而我們將從以下幾點持續(xù)改進(jìn)，找差距、補(bǔ)短板，不斷完善各項管理制度，建立起氣化爐高質(zhì)量運行維護(hù)工作長效機(jī)制，從本質(zhì)上提升氣化爐運行水平與質(zhì)量。

5.1 工藝流程的改進(jìn)

由于目前三期氣化爐共有氣化爐3臺(2開1備)，2套704灰水處理系統(tǒng)(無備用)，灰水系統(tǒng)運行到一定周期就得被迫停車檢修，影響三期裝置的高質(zhì)量穩(wěn)定運行。同時，兩期氣化重要機(jī)泵都是單套裝置，無備用系統(tǒng)，這些重要設(shè)備故障也會引起停車的風(fēng)險。因此，在未來發(fā)展過程中進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，提升氣化爐的運行周期。

5.2 完善氣化爐備爐清單化管理

氣化爐備爐工作清單化，加強(qiáng)備品備件全生命周期管理，能有效控制檢修和清洗質(zhì)量。在氣化爐備爐工作清單化管理工作中，我們已經(jīng)對設(shè)備、閥門、潤滑油、爐磚等備品備件實行了標(biāo)準(zhǔn)化的全生命周期管理。通過實行氣化爐備爐清單化和標(biāo)準(zhǔn)化管理可以有效控制因清洗不到位或測厚檢測不到位及設(shè)備故障等引起的氣化爐停車。在生產(chǎn)運行中，總結(jié)氣化爐長周期運行的短板和瓶頸問題，增補(bǔ)到氣化爐備爐清單確認(rèn)表，并加以改進(jìn)，進(jìn)一步完善氣化爐備爐清單內(nèi)容。

5.3 持續(xù)提升煤漿提濃措施

煤漿提濃可以有效提高有效氣產(chǎn)率。一二期氣化將根據(jù)一期大檢修計劃，擇機(jī)對幾臺磨煤機(jī)進(jìn)行挑棒、加棒工作。其次，車間正在調(diào)研煤漿濃度在線分析儀，計劃在低壓煤漿泵入口管線進(jìn)行安裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，可對成品煤漿濃度進(jìn)行實時監(jiān)測，為制備高濃度煤漿提供數(shù)據(jù)支撐。

6 結(jié)束語

自氣化爐運行與維護(hù)專項管理工作開展以來，渭化公司氣化爐運行質(zhì)量大幅提升，煤漿質(zhì)量濃度、工藝氣有效氣比例以及氣化爐運行周期明顯提高。但在看到此項工作取得成效的同時，也應(yīng)該認(rèn)識到此項工作猶如逆水行舟，不進(jìn)則退。因此，只有不斷總結(jié)經(jīng)驗，再接再厲，將好的經(jīng)驗做法固化下來，進(jìn)一步補(bǔ)齊短板、精準(zhǔn)發(fā)力，才能統(tǒng)籌推進(jìn)，形成長效機(jī)制。專項管理工作只有起點，沒有終點，在今后的工作中，我們將緊緊圍繞“走出去、請進(jìn)來”這一學(xué)習(xí)思路，加大專項管理工作的廣度與深度，不斷提高挖潛增效工作力度，進(jìn)一步提升企業(yè)整體競爭水平。