壳牌煤气化装置除渣系统故障判断与排除

河南能源化工集团中原大化公司煤化工项目2008年8月一次投料成功, 产出合格甲醇, 采用壳牌干粉煤气化技术。在几年的运行过程中, 渣系统故障时常影响着整个气化装置的运行, 经过不断的摸索, 自行总结出一套应对渣系统故障的方法, 尤其针对堵渣的判断与处理, 积累出一定的心得体会。

气化装置运行过程中, 由于煤质变化、负荷变化或者操作环境发生改变, 渣系统出现过多次排渣不畅的情况, 严重时可导致气化装置停车, 对于曾经发生的堵渣从部位、特点等方面进行分类, 各个部位堵渣的情况处理起来难度也不一样, 方式也差距较大。在堵渣形成的前提能够提前判断, 这是至关重要的!

一、渣系统故障的判断

生产过程中出现渣块在X-1401上部, 炉渣不能及时、顺畅排入渣系统, 给气化炉运行带来较大隐患, 而且目前X-1401挡板为全开位置, 无法关闭, 这就意味着气化反应不好时所产生的大渣块不能经过充分破碎就进入渣系统, 很可能会堵塞整个渣系统, 主控操作人员应从以下参数判断渣系统是否通畅:

1.14LI-0001如果该液位计出现大幅波动, 且原因未知, 很可能此时V-1401内部有渣块堆积, 或者破渣机顶部大渣块堵塞。如出现以上异常, 应第一时间上报值班人员。此情况下应通过补水阀14FV-0004对V-1401补水, 尽量维持液位稳定。此情况下可能会导致P-1401抽空, 应观察P-1401出口流量14FT-0002变化情况, 如发现流量持续降低, 应尽快停泵。如出现以上异常, 应第一时间上报值班人员。

2.14TI-0001该温度代表着渣浴系统的温度, 如果温度持续升高, 则说明炉渣不能经过充分的冷却, 此时应将14TV-0006适当开大, 将14TI-0006维持在35℃-40℃之间, 保证炉渣的充分冷却, 并观察14TI-0001及14TI-0006温度变化情况。

3.14PDI-0020 V-1402与V-1403对接10分钟后, 正常数值应为-24KPa左右, 如果出现偏差, 则说明V-1402至V-1403下渣不是很通畅, 此种情况应在下次对接前V-1403冲压至14PDI-0014至350KPa后对接, 然后观察压差变化情况。

4.14PDI-0013/0014该压差为V-1403压力与气化炉压力的差值, 能说明V-1402与V-1403联通是否通畅, 如果出现持续降低, 并无上升迹象, 最终降至200KPa以下, 而此时14FT-0003流量持续降低。则说明V-1402与V-1403联通不通畅, V-1402锥体堵渣。此种情况出现应及时向值班领导汇报, 同时进行“顶渣”操作。

二、渣系统故障的分类

从堵渣的设备部位来分类, 可分为:

1. 气化炉渣口堵渣;

这个部位堵渣, 通畅通过13PD-0065的指示可进行判断, 如出现锯齿形趋势或发生压差的大幅波动时, 此时就已经反映出气化炉内反应出现问题, 渣流动性降低, 形成渣块。

2. 破渣机上方堵渣;

(即V-1401堵渣) V-1401堵渣前期, V-1402与V-1403对接后V-1401的液位指示14LT-0001是否会随着出现大幅波动或者不波动, 一般出现两个极端的情况就可判断堵渣是否形成。如果发现P-1401泵运行电流突然下降或者流量急剧波动, 一般来说此时已进入堵渣后期, 相对处理难度较大。

3. V-1402堵渣;

V-1402与V-1403压差14PDI-0014/0013是最直接反应V-1402下渣是否通畅的参数。当V-1402与V-1403连通后, 压差低于200KPa, 无明显上升迹象, 且P-1402出口流量14FI-0003指示低于40m3/h, 此时基本可以判断V-1402堵渣。V-1402与V-1403隔断阀14XV-0009/0010间的压差14PDI-0020, 当V-1402与V-1403连通后, 压差正常时值为-15~24KPa左右, V-1402与V-1403连通10min后, 压差高于此指示范围, 在排除仪表问题后, 可判断为V-1402堵渣。

4. V-1403堵渣;

V-1403堵渣相对来说判断较快速, 也相对较为直观, 通过捞渣机电流, V-1403排放时压力变化趋势即可判断。

三、渣系统排障

1. 处理过程

处理过程大同小异, 重复顶渣操作, 下面只对操作过程进行简述:程序执行至第16步, 打开14XV-0017/0018给V-1403上水。程序进入第19步, 启动压力控制器14PDIC0013给V-1403加压, 14PDC-0013AUTO, 14PV-0013A、14PV-0013B变AU-TO。此时将14XV-0006及14PV-0013A阀门切换至手动状态, 执行手动充压程序, 当14PDI-0014/0013压差指示上升至500KPa时 (此压差根据工况调整, 压差越大则顶渣冲击越大) 。将14XV-0006及14PV-0013A恢复自动位置, 此时程序继续运行, 当进入第22步时, 14XV-0009/0010打开后, 完成手动顶渣。后观察14PDI-0014/0013及14PDI-0020压差的变化情况, 同时V-1401是否有下降迹象。

四、渣系统故障的预防措施

稳定气化炉操作, 气化炉的加减负荷与温度控制操作时必须要慎之又慎, 操作幅度一定不可过大, 过度的调节会造成系统工况的大幅波动。由于气化装置负荷波动过大引起的系统波动, 当气化炉负荷大幅波动时, 氧炭比调节不当, 或者反应迟缓, 都可能造成气化炉反应室内温度较低, 在煤粉粘温曲线较差的情况下, 气化炉更容易堵渣。控制合适的操作温度至关重要, 必须控制良好的操作温度以适应反应后渣的流动形态及粘性。

摘要：对于壳牌煤气化装置渣系统的几个关键参数进行的详细介绍, 综合几个参数介绍了壳牌煤气化装置渣系统的故障判断方法及排除方法。

关键词：壳牌气化炉,堵渣,预防措施,故障判断