德士古水煤浆加压气化装置问题探讨.pdf

德士古水煤浆加压气化装置问题探讨 王 伟 山东兖矿鲁南化肥厂气化分厂 滕州 277527 摘要 对气化装置激冷水流量的降低 黑水管道磨损 灰水换热器堵塞问题的产生原因及改造措施进行分 析和探讨 提出改进措施 关键词 德士古 煤气化 问题探讨 Inquiry into Problem s in Texaco Coal Slurry Pressure Gasifier WangWei Abstract An analysis is made of the causes for the problems of the decrease in quench water flowrate abrasive wear of the coalwater pipes and blockage of the heat exchanger for ash water and the revamp measures and after an inquiry into them improvementmeasures are proposed Keyowrds Texaco coal gasification inquiry into problems 兖矿鲁南化肥厂德士古水煤浆加压气化装置 经过10年的生产运行 积累了许多经验和教训 通过改造和创新使得德士古技术日见成熟 但是 在有些方面还存在一些问题 需要进一步完善 1 激冷水流量下降 气化装置激冷水的主要作用是保护气化炉的 激冷环和下降管 同时对水煤气进行初步洗涤和冷 却 原设计激冷水为从洗涤塔下部抽取的工艺灰 水 泵送至激冷环上 但运行一段时间后 激冷水 流量下降 严重影响系统的长周期稳定运行 经分 析 其原因主要有 气化炉的激冷环的尺寸较小 激 冷水中含有灰渣 激冷环处于1 200 的高温环境 下 容易结垢 其中只有激冷水的水质可以改变 气化系统补充用水是除氧水 其经泵加压后分2路 进入洗涤塔 一路从塔盘进入 流量为25 m 3 h 一 路经液位调节阀进入 流量为40 m 3 h 另外进入 洗涤塔的水还有循环使用的高压灰水 流量为30 m 3 h 这3路水进入洗涤塔以后 约有80 m 3 h进 入气化炉的激冷室 其余去闪蒸系统 为解决激冷水流量下降的问题 可以直接向 激冷环上供应清洁的除氧水 为此需对系统的水 循环作如下调整 1 使用1台除氧水泵直接向 激冷环供水 流量设定75 m 3 h 2 保留洗涤塔 循环泵作为辅助激冷水泵 流量设定20 m 3 h 不 经过激冷环直接供应到激冷室 用于维持气化炉 的水平衡 3 新增1台除氧水泵 流量设定40 m 3 h 替代原除氧水泵向洗涤塔供水 调整以后 激冷环供水量在75 m 3 h 加上辅 助激冷水泵的20 m 3 h 完全可以保证气化炉的 水平衡 新增的除氧水泵由于洗涤塔的液位补水 阀基本上不开 富余的流量用于仪表冲洗水和泵 的轴封冷却水 这样既保证了激冷水的供应 又 解决了仪表冲洗水和泵轴封水不足的问题 2 黑水闪蒸系统管道及阀门的磨损 进入气化炉和洗涤塔的水在完成对水煤气的 洗涤冷却任务后 部分黑水经黑水闪蒸系统处理 后循环使用 黑水在进入闪蒸罐前先经过减压角 阀 角阀前后的压差为2 0 MPa 节流后的黑水以 很快的速度向阀门及阀门后的管道冲击 由于黑 水中含有渣粒 对管道及阀门的磨损非常严重 给 系统运行带来很大的影响 1 管道磨损后 补焊 困难 2 阀门磨损后 阀位开度小 不能有效控 制流量 曾多次引起气化炉液位低而使系统跳车 3 阀门磨损快 更换和维修费用高 85 第32卷 化肥工业 第1期 1994 2006 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 经分析 造成黑水管道 阀门磨损的主要原因 在于设计上存在问题 1 减压阀过于靠近闪蒸 罐 2 减压阀后设置了扩管的异径短节 由于这2个原因加大了阀门前 后压差 加剧 了黑水的冲击力 为此 将减压阀前移 尽量靠近 气化炉和洗涤塔 阀后不设扩管 在黑水入闪蒸罐 前加1个可更换的减压孔板 这样使黑水的降压 分为三段实现 从而管和阀门的磨损也得以解决 3 灰水换热器堵塞 气化炉 洗涤塔排放的黑水经闪蒸和沉降处 理后 澄清的灰水经换热器与闪蒸气换热回收热 量后返回系统循环使用 灰水换热器为U形管 式 灰水走管程 闪蒸气走壳程 由于灰水中含有 灰份 换热器的管程经常堵塞 每次检修都要拆换 热器的封头对管程进行清理 而U形管式换热 器不易清理 高压水枪只能冲走浮灰 已堵死的管 子无法处理 影响了换热效果和灰水流量 解决此问题除了在工艺操作方面改善外 针 对换热器的使用 提出2点整改方案 1 将换热器的U形管束由垂直放置改为 水平放置 U形管束垂直放置时 灰水从下部进 入上部出来 当换热器停运以后 由于管道内的灰 水有少量回倒 管路中积存的灰渣会沉积于换热 器的管束中 尤其集中于U形管束的下半段靠近 U形拐弯的区域 把换热器U形管束改为水平 放置后 在灰水少量回倒的时候 管路中的灰渣则 均匀地沉积在整个U形管的水平面上 可以沉积 灰渣的面积大大增加 灰渣很难把整个管子堵死 在换热器运行的过程中 即使在灰水流速不高的 情况下 灰水中夹带的灰渣也较易随着灰水带出 而不会产生积累 2 在换热器的灰水出入口阀内加1套高压 冲洗水 当换热器停运时立即用高压冲洗水进行 反向冲洗 及时冲走换热器内沉积的灰渣 4 结语 改造后 用清洁的除氧水作激冷水可以解决 激冷水流量下降 黑水闪蒸系统的阀门实现分段 降压 可以解决黑水阀门和管道磨损 灰水换热器 整改后 有助于解决换热器堵塞 收稿日期 2004 04 23 上接第57页 液位计 电极型号为700 1 344 电极外套绝缘 材料为PFA 改造后运行仅2个多月仪表便出现 指示偏高 4个月后指示不再随液位变化 用万用 表测电极开路状态下的电容值 发现电容值也不 随液位而改变 确定电极已发生损坏 停车后抽 出检查 发现电极端部金属棒头处绝缘层有一裂 纹 电极内部已氧化腐蚀成褐色 电极彻底报废 2002年1月 又重新购置2只射频导纳电 极 外套绝缘材料为特氟龙 可运行1个月后 指 示出现较大偏差 LE09301指示满量程 LE09401 空液与满液时指示变化量仅为2 开路测量2 只电极满液与空液电容变化量仅为3 5 PF 电 极电阻都为无穷大 因此判断两电极绝缘层表面 可能有导电层或挂料存在 在此后的一次停车 中 两电极被脱盐水浸泡了几天 开车后两表又可 以正常使用 证明了我们推断的正确性 为了确保两液位计能稳定地运行 2002年9 月又购买了2套射频导纳液位计 外套材质仍为 PFA 型号为700 1 344 可新表运行不到半月 指示便失去意义 经多次调校无果 检查电极开路 电容变化量不到1 PF 后抽出检查发现 LE09401 同样出现了端部绝缘层裂纹 而LE09301虽没找 到明显裂纹 但介质已经渗入电极绝缘套内造成 了电极的彻底损坏 查证此类电极提供的工作参 数为 在3 4MPa压力下温度最高可达176 而 LE09301的操作条件为1 7MPa 158 LE09401 的操作条件为0 35MPa 138 两者都在该电极 正常工作范围之内 连续3次损坏证明它们根本 不适合此工作环境 通过这几次事例 真正认知了射频导纳液位 计的本质 它实际上就是一种纯粹的电容液位计 在测量变送过程中起决定作用的只有电容 只要 电极电容不再发生变化 仪表就失去液位检测功 能 而与电阻和电感没有任何关系 虽然它的后 系统经过了高端智能化 功能已比较强大 但由于 其一次元件发展缓