第6卷第27期中國化工貿(mào)易2014年9月下旬刊China C mheical Trade工藝設(shè)備魯奇加壓氣化爐的正常操作及常見事故處理任超(山西潞安煤基合成油公司山西 長治046000)摘要:文章從七個方面闡述了加壓氣化爐的正常操作調(diào)整以及事故的處理。關(guān)鍵詞:魯奇加壓 氣化爐;工藝調(diào)整;事故處理;魯奇加壓氣化在正常生產(chǎn)過程中通過工藝調(diào)整,維持正?；饘拥目刂浦饕ㄟ^調(diào)整爐篦轉(zhuǎn)速、控制爐頂溫度與灰鎖溫度的氣化反應(yīng)過程是極為重要的,操作人員應(yīng)嚴格按設(shè)計的工藝來實現(xiàn)。指標,準確及時地發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象,通過調(diào)整汽氧比、負荷、火層位置控制應(yīng)綜合爐頂與灰鎖溫度來調(diào)整:壓力、溫度等各種工藝參數(shù),確保氣化爐的正常穩(wěn)定運行。1、爐頂溫度升高,灰鎖溫度降低時,應(yīng)提高爐篦轉(zhuǎn)速,加氣化爐生產(chǎn)負荷的調(diào)整大排灰量,使爐篦轉(zhuǎn)速與氣化爐負荷相匹配;當氣化爐需要加負荷時應(yīng)首先進行以下檢查:2、 爐頂溫度下降,灰鎖溫度升高時,應(yīng)降低爐篦轉(zhuǎn)速,減1、檢查原料煤的粒度:小排灰量;2、檢查氣化爐火層是否在較低位置, 以爐頂及爐底(或灰鎖)3、爐頂溫度與灰鎖溫度同時升高時,說明爐內(nèi)產(chǎn)生溝流現(xiàn)溫度判斷;象。3、檢查排出灰渣的狀態(tài)及灰中殘?zhí)亢?灰中應(yīng)無大渣塊四、灰鎖操作或大量細灰,殘?zhí)亢繎?yīng)正常;灰鎖操作對氣化爐的正常運行影響較大,操作中應(yīng)注意以4、保證有足夠的蒸汽和氧氣供應(yīng)。下問題。在上述條件滿足后,氣化爐進行加負荷調(diào)整?；益i上、下閥嚴密性試驗?；益i上、下閥能否正確關(guān)閉嚴①入爐蒸汽與氧氣流量比值調(diào)節(jié)在自動狀態(tài),緩慢提高負密是灰鎖操作的關(guān)鍵。-般關(guān)閉時應(yīng)重復(fù)開、關(guān)幾次,聽到清荷調(diào)節(jié)器設(shè)定值。提高負荷應(yīng)分階段逐步增加,每次增加氧氣脆的金 屬撞擊聲時說明已關(guān)嚴。在泄壓、充壓的過程中應(yīng)按操量不超過200Nm7/ h ,每小時增加氧氣量不應(yīng)超過1000Nm2/ h;作程序進行閥門]的嚴密性試驗,試驗方法如下。若以手動控制方式加負荷應(yīng)先加蒸汽量,后加氧氣量。1、當灰鎖壓力泄壓至2.0MPa時停止泄壓,檢查.上閥嚴密②相應(yīng)提高爐篦轉(zhuǎn)速使加煤、排灰量與負荷匹配。性,查看灰鎖壓力是否回升。若在規(guī)定時間內(nèi)(5s)壓力回升大于③檢查氣化爐床層壓差及爐篦扭矩的變化情況。0.1MPa,則說明上閥泄漏,應(yīng)充壓后再次關(guān)閉;若在5s內(nèi)小于④分析煤氣成分,確認加負荷后工藝指標仍在控制范圍內(nèi)。0.1MPa ,說明上閥關(guān)閉嚴密。氣化爐的生產(chǎn)負荷調(diào)節(jié)范圍較寬,最大可達設(shè)計滿負荷的2、 當灰鎖壓力充壓至1.0MPa 時,停止充壓,檢查下閥嚴150%(以入爐氧氣流量計)。負荷的大小與原料煤粒度、爐內(nèi)火密性,檢查方法和標準與上閥相同。層的位置有關(guān);當煤粒度過小、負荷較大時使帶出物增加,嚴灰鎖上、下閥的嚴密性試驗壓力必須按要求的壓力進行，重時爐內(nèi)床層由固定床變成流化床,料層處于懸浮狀,使氣化即試驗時上、下閥承受的壓 差為1.0MPa, 這樣可以及時發(fā)現(xiàn)閥爐排不出灰,導(dǎo)致工況惡化;若氣化爐負荷過低會造成氣化劑門泄漏,及時處理,以延長上、下閥的使用壽命。分布不均,使爐內(nèi)產(chǎn)生風洞、火層偏斜等問題。根據(jù)運行經(jīng)驗,五、灰鎖膨脹冷凝器的沖洗與充水氣化爐負荷-般應(yīng)控制在85% ~ 120% , 最低負荷-般不得低于對于灰鎖設(shè)有膨脹冷凝器的氣化爐,其充水與沖洗的正確操作很重要。灰鎖泄壓后,應(yīng)按規(guī)定時間對膨脹冷凝器底部進二、汽氧比的調(diào)整行沖洗,以防止灰塵堵塞灰鎖泄壓中心管。沖洗完畢后應(yīng)將膨汽氧比是氣化爐正常操作的重要調(diào)整參數(shù)之-。調(diào)整汽氧脹冷凝器充水至滿液位,充水時應(yīng)注意不能過滿或過少,過滿比,實際上是調(diào)整爐內(nèi)火層的反應(yīng)溫度,氣化爐出口煤氣成分時水會溢人灰鎖造成灰濕、灰鎖掛壁,影響灰鎖容積;過少則也隨之改變,改變汽氧比的主要依據(jù)如下。在灰鎖泄壓時很快蒸發(fā), 導(dǎo)致灰塵堵塞泄壓中心管,使灰鎖泄1、氣化爐排出灰渣的狀態(tài)即顏色、粒度、含炭量?；抑性鼔豪щy。所以必須正確掌握沖洗與沖水量,以保證灰鎖的正常塊較大、渣量多說明火層溫度過高,汽氧比偏低;灰中有大量工作。殘?zhí)?、細灰量較多無融渣說明火層溫度過低,汽氧比偏高。六、煤鎖操作2、 原料煤的灰熔點。在灰熔點允許的情況下,汽氧比應(yīng)盡1、煤鎖上、下閥的嚴密性試驗工作環(huán)境比灰鎖條件好,但可能降低,以提高反應(yīng)層溫度。煤中灰熔點發(fā)生變化時應(yīng)及時其嚴密性試驗也很重要。只有保證煤鎖上、下閥關(guān)閉嚴密,才調(diào)整汽氧比。能保證煤鎖向氣化爐正常供煤。煤鎖上、下閥的嚴密性試驗方.3、煤氣中CO2含量。煤氣中CO2含量的變化對汽氧比變化法和要求與灰鎖上、下閥相同,可參照進行。最敏感,在煤種相對穩(wěn)定的情況下, 煤氣中CO2含量超出設(shè)計范2、煤溜槽閥的開、關(guān),加壓氣化爐的煤溜槽閥是控制煤斗圍應(yīng)及時進行調(diào)整。向煤鎖加煤的閥門,以前為插板式,第三代爐以后改為圓筒型。由于汽氧比的調(diào)整對氣化過程影響較大,稍有不慎將會造不論何種結(jié)構(gòu)形式的煤溜槽閥,其關(guān)閉后都與煤鎖上閥之間有成爐內(nèi)結(jié)渣或灰細,嚴重時會燒壞爐篦,所以,汽氧比的調(diào)整-定的空間,該空間用于煤鎖上閥開、關(guān)動作,以使上閥關(guān)嚴。要小心謹慎,幅度要小,并且每次調(diào)整后要分析煤氣成分及觀所以操作中要注意:在一個加煤循環(huán)中,煤溜槽閥只能開- -次,察灰的狀況。氧氣純度發(fā)生變化時汽氧比也應(yīng)相應(yīng)進行調(diào)整。以防止多次開關(guān)將上閥動作空間充滿煤后造成上閥無法關(guān)嚴而三、氣化爐火層位置控制影響氣化爐的運行。爐內(nèi)火層位置的控制非常重要。判斷火層具體位置應(yīng)根據(jù)七、不正常中國煤化工氣化爐工藝指標與經(jīng)驗綜合確定。火層過高(即火層上移)使氣化1、爐內(nèi)結(jié)渣層縮短,煤氣質(zhì)量發(fā)生變化,嚴重時會造成穿透,即煤氣中氧現(xiàn)象:排出YHcNMH電機電流(液壓馬達含量超標,導(dǎo)致事故發(fā)生;火層過低則會燒壞爐篦等爐內(nèi)件。驅(qū)動時為液壓壓力)超高,煤氣中CO2含量偏低。www. chinachemicaltrade. comChina Chemical Trade|中國化工貿(mào)易 65中國化工貿(mào)易第6卷第27期工藝設(shè)備China Chemical Trade2014年9月下旬刊原因:汽氧比過低;灰熔點降低;灰床過低;氣化爐內(nèi)發(fā)細、灰量小,此時應(yīng)降低氣化爐負荷,降低汽氧比。生溝流現(xiàn)象。②爐內(nèi)結(jié)渣嚴重:按爐內(nèi)結(jié)渣現(xiàn)象進行處理。處理方法:增加汽氧比,使汽氧比與灰熔點相適應(yīng);降低③后序工號用氣量大,使爐內(nèi)氣流速度加快,床層壓降增爐算轉(zhuǎn)速,使其與氣化爐負荷相適應(yīng);提高汽氧比,氣化爐降大,此時應(yīng)減小供氣量,維持好氣化爐的操作壓力。負荷,短時提高爐篦轉(zhuǎn)速以破壞風洞。④開車過程中壓差高,在低壓時通入氣化劑量過大,開車2、氣化爐出口煤氣溫度與灰鎖溫度同時升高時加煤過多; 應(yīng)減小氣化劑通入量,轉(zhuǎn)動爐篦松動床層?，F(xiàn)象:氣化爐出口溫度與灰鎖溫度同時時升高,應(yīng)立即進⑤爐篦布氣孔堵塞:若發(fā)現(xiàn)此問題,氣化爐停爐處理。行以下檢查和分析。5、爐篦、灰鎖上、下閥傳動軸漏氣①氣化爐出現(xiàn)溝流。溝流現(xiàn)象如下:氣化爐出口煤氣溫度原因:潤滑油供油不足。高且大幅度波動;煤氣中CO2含量高;嚴重時粗煤氣中氧含量超處理:檢查潤滑油泵是否正常供油;檢查注油點壓力;檢標;排出灰中有渣塊和殘?zhí)俊２闈櫥凸芫€是否暢通,調(diào)整油泵出口壓力,以滿足各傳動軸處理方法:氣化爐降至最小負荷;增加汽氧比操作;短時填料潤滑要求。增加爐篦轉(zhuǎn)速以破壞風洞;檢查氣化爐夾套是否漏水。當煤氣6、煤鎖膨料中O2含量超過1%(體積分數(shù)時氣化爐應(yīng)停爐處理。現(xiàn)象:煤鎖溫度正常而氣化爐內(nèi)缺煤,溫度高。②氣化劑分布不均。氣化劑分布不均是煤灰堵塞爐篦的部原因:煤中水分高,在煤鎖中掛壁黏著。分布氣孔所造成,其現(xiàn)象及處理方法與爐內(nèi)溝流現(xiàn)象基本相同。處理:多次振動下閥,煤鎖進行充、泄壓;當處理無效時以上措施無效時,氣化爐應(yīng)停爐進行疏通清理。氣化爐停車清理。3、爐內(nèi)火層傾斜7、灰鎖膨料、掛壁現(xiàn)象:氣化爐出口煤氣溫度高.灰渣中有末燃燒的煤?，F(xiàn)象:灰鎖下閥打開后不下灰或下灰量少。原因:原料煤粒度不均勻,爐內(nèi)料層布料不均;爐篦轉(zhuǎn)速原因:氣化劑帶水造成灰濕;膨脹冷凝器充水過滿溢至灰過低,排灰量不均?，?夾套漏水。處理:氣化爐降負荷,短時加快爐篦轉(zhuǎn)速,若無效應(yīng)停車處理:提高過熱蒸汽溫度;向灰鎖充人少量蒸汽,打開下處理。閥吹掃灰鎖;將掛壁灰渣吹出。4、氣化爐夾套與爐內(nèi)壓差高參考文獻夾套與爐內(nèi)壓差過高時會造成夾套內(nèi)鼓,當發(fā)現(xiàn)壓差高時，1、賀永德編，現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊，北京:化工工業(yè)出版社，2005.應(yīng)立即檢查處理。檢查下列問題:2、許世森，張東亮，任永強編，大規(guī)模煤氣化技術(shù)，北京:化學工業(yè)出版社，①負荷高、汽氧比過大:其現(xiàn)象為氣化爐出口溫度高、灰2006.<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<(上接第58頁)δ C,則容器裂紋不發(fā)生失穩(wěn)發(fā)展為安全的。度和外界溫度有關(guān),同時也是裂紋擴展量s a的函數(shù),而與裂紋6、三維與二維裂紋的近似處理與當量尺寸,裂紋面積相同長度2a無關(guān),即R是以裂紋擴展量^ a為函數(shù)的斷裂阻力曲線,時,以長短軸比cla=2。詳見張行理論裂紋阻力曲線公式。R是以裂紋擴展量^ a函數(shù),三、結(jié)語與初始裂紋無關(guān)(初始裂紋長度不變的條件)G隨應(yīng)力σ而增大斷裂力學分析判斷壓力容器材料斷裂臨界值、韌性、裂紋與ara+o a為線性關(guān)系,當G=R時,對于0 a,外載荷不增加時擴展速率、宏觀斷裂參數(shù)與材料成份的組織、結(jié)構(gòu)等建立定性、裂紋不會擴展, 在動態(tài)變化中G、σ、0 a不斷變化,同事不斷定量的關(guān)系是宏觀與微觀相結(jié)合研究斷裂力學的方向,利用斷有彼此的平衡點,當達到臨界點時, σ不增加時, 裂紋-旦擴裂力學進行壓力容器的定量設(shè)計。反之,通過容器結(jié)構(gòu)的應(yīng)力展，擴展會一直發(fā)展到完全斷裂即失穩(wěn)條件(能量準則)。K 應(yīng)力分析,可解得引起容器破壞時的零件裂紋尺寸、裂紋擴展速率,強度因子的確定有復(fù)變函數(shù)法、邊界配置法、有限元法、權(quán)函取得一定的安全 系數(shù)為容器提供安全依據(jù)。另外通過亞臨界裂牧法、能量差率法、疊加法、組合法等。紋在低循環(huán)的疲勞及應(yīng)力腐蝕或蠕變過程中擴展速率的分析，-般來說對于壓力容器材料其斷裂韌性必須滿足:可預(yù)測,容器及其部件的使用壽命,同時為容器選材提供強度K1c≥:yIJTa.Pd和韌性性能互相制約條件,選用抗裂紋能力強的鋼材,確定鋼72t , 對于帶裂紋的壓力容器強度計算情況:1、 確定裂紋的尺寸、形狀、位置與方法,可采用UT超聲材料的合理許用應(yīng)力和裂紋長度。波和表面探傷,若探不出缺陷,可采用探傷的靈敏度。酈正能主編《應(yīng)力斷裂力學》2、對材料進行應(yīng)力分析,確定裂紋部位的工作應(yīng)力,包括2、王志強、陳少華《高等斷裂力學》-北京科學出版社2009殘余應(yīng)力。張行主編《斷裂 與損傷力學》-北京北京航空航天大學出版社20094、 鄭長卿《西北工業(yè)大學學報》-西安19853、 按斷裂力學的理論和方法,計算出近似應(yīng)力強度因子。5、范天佑《斷裂力學基礎(chǔ)》 -江蘇江蘇科學出版社19786、黃克強、余壽文《彈塑性斷裂力學》-北京清華大學出版社19854、測定材料的K1c ,對于動展和應(yīng)測定動態(tài)Ktd。5、采用脆性斷裂判據(jù)對其計算、設(shè)計及在K1