第8期曲友方:水煤漿氣化裝置工程設(shè)計中的改進(jìn)169化工設(shè)計水煤漿氣化裝置工程設(shè)計中的改進(jìn)曲友方(中石化南京工程有限公司,江蘇南京2100摘要:本文從工程設(shè)計角度對某水煤漿氣化裝置在工程設(shè)計過程中的有關(guān)改進(jìn)進(jìn)行了探討,為從事煤氣化行業(yè)的相關(guān)人員提供定的借鑒作用。關(guān)鍵詞:改進(jìn);水煤漿;氣化;工程設(shè)計中圖分類號:TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-02X(2013)08-0169-04Improvement on Coal Water Slurry Gasification During Detailed EngineeringQU You-fang(SINOPEC Nanjing Engineering Construction Inc, Nanjing 211100,ChinaAbstract: Improvement on coal water slurry gasification was made during detailed engineering, which maybe helpful to personnel working in the field of coal gasificationKey words: improvement; coal water slurry; gasification; detailed engineering水煤漿加壓氣化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于在煤化工領(lǐng)的四級閃蒸系統(tǒng);灰水處理系統(tǒng)全裝置共用一套。域。自從80年代末中國引進(jìn)第一套GE水煤漿加2工藝安全方面的改進(jìn)壓氣化裝置以來,已有多達(dá)44套的GE水煤漿氣化水煤漿氣化裝置的安全性一直都是人們關(guān)注的裝置落戶于中國。另外,國內(nèi)自行開發(fā)的、具有自主重點(diǎn)。本煤氣化裝置的設(shè)計,廣泛吸收了煤氣化工知識產(chǎn)權(quán)的四噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù),也有多套廠的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和成熟的改進(jìn)措施,努力提高水大規(guī)模的商業(yè)裝置投入運(yùn)行。經(jīng)過30多年的工廠煤漿氣化裝置的系統(tǒng)安全性,主要包括以下幾個方實(shí)際運(yùn)行,水煤漿加壓氣化裝置在國內(nèi)積累了大量面。的操作、運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)。2.1超高壓氮?dú)庀到y(tǒng)設(shè)計本文就某水煤漿氣化裝置從工藝安全、工藝設(shè)超高壓氮?dú)庥糜陂_停車及發(fā)生故障時對氣化備、黑水管道材料和環(huán)境保護(hù)等方面,對工程設(shè)計中爐和爐頭的氧氣管線、水煤漿管線進(jìn)行吹掃和氮?dú)馑龅囊恍└倪M(jìn)進(jìn)行探討,希望這些探討對從事煤保護(hù)。本氣化裝置在設(shè)計中采用了工藝商對超高壓化工行業(yè),尤其是從事水煤漿氣化裝置的操作人員氮?dú)庀到y(tǒng)的最新改進(jìn),新、老超高壓系統(tǒng)的流程對比和設(shè)計人員,有所借鑒和幫助。如下圖1,圖2所示。裝置概述從圖1、圖2的流程對比來看新、老超高壓系本水煤漿氣化裝置,由磨煤、氣化、灰水處理三統(tǒng)的最大區(qū)別在于:新的超高壓氮?dú)庀到y(tǒng)為每套氣部分組成。磨煤系統(tǒng)為兩套,同時在線運(yùn)行;氣化爐化爐增加了一臺專用于形成"氮塞"的氮?dú)饩彌_罐,系統(tǒng)三套,兩開一備,為激冷流程。氣化爐黑水閃蒸同時增加了從專用氮?dú)饩彌_罐到中心氧管的氮?dú)獯迪到y(tǒng)為三套,與三套氣化爐一一對應(yīng)兩開一備。黑掃管線。水閃蒸為高壓閃蒸低壓閃蒸和兩級真空閃蒸組成V凵中國煤化工收稿日期:2013-07-30CNMHG作者簡介曲友方(1979-),女,遼寧東港人,工程師從事天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化和煤化設(shè)計工作。山東化工170SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2013年第42卷裝置在設(shè)計中分別增加了氣化室與煤漿管線之間的中心氧去燒嘴壓差聯(lián)鎖、氣化室和激冷室之間的壓差聯(lián)鎖以及進(jìn)氣化爐的激冷水與氣化室合成氣之間的壓差聯(lián)鎖等外環(huán)氧去燒嘴氧氣管線一多個聯(lián)鎖報警和跳車功能。新增的這些聯(lián)鎖措施,增強(qiáng)了對氣化爐的安全保護(hù),提高了氣化爐的本質(zhì)氮?dú)馊テ渌盗邪踩浴?.3燒嘴冷卻水系統(tǒng)改進(jìn)高壓氮?dú)獗狙b置設(shè)計中,為燒嘴冷卻水系統(tǒng)設(shè)置了氮封;并在燒嘴冷卻水分液罐上設(shè)置了爆破片。高壓氮?dú)獯祾吖拊谥敖ǔ傻暮芏嗨簼{氣化裝置中,燒嘴冷圖1CE以前高壓氮?dú)庀到y(tǒng)的設(shè)計卻水貯槽和燒嘴冷卻水分液罐都是直通大氣的常壓容器。曾經(jīng)有氣化裝置發(fā)生過工藝燒嘴冷卻水盤管中心氧去燒嘴由于煤漿磨損而發(fā)生穿孔泄漏的事故,氣化爐中的高溫工藝氣體通過穿孔竄入燒嘴冷卻水系統(tǒng),通過氧氣管線外環(huán)氧去燒嘴燒嘴冷卻水分液罐的放空管直排大氣,同時來不及排放的工藝氣體又沿?zé)炖鋮s水回水管線竄人燒嘴氮?dú)獯祾呷ダ鋮s水貯槽,并從貯槽頂部放空管直排大氣,幸好當(dāng)其他系列時沒有火花或靜電才免于重大事故發(fā)生。后來針對這個問題,該氣化裝置專門請有資質(zhì)的專業(yè)安全評估機(jī)構(gòu)進(jìn)行了 HAZOP分析,增設(shè)了氮封。因此本去其他系列高壓氮?dú)夤こ淘O(shè)計中,增加氮封這一安保措施。另外,在燒嘴冷卻水分液罐上設(shè)置了爆破片,是專用高壓氣氣共用高壓氮?dú)獯祾吖蘧彌_罐考慮了氣化爐燒嘴磨穿,工藝氣泄漏到燒嘴冷卻水圖2CE最新高壓氦氣系統(tǒng)改進(jìn)系統(tǒng)這一工況。由于氣化爐泄漏的工藝氣體流量可新的超高壓氮?dú)庀到y(tǒng)的操作程序是:一旦氣化能較大,如果采用安全閥,其選型尺寸較大在投資、爐停車首先關(guān)閉氧氣管線上游切斷閥然后打開專布置及以后的檢維修上均會比較麻煩因此本設(shè)計用氮?dú)饩彌_罐氮?dú)獯祾哐鯕夤芫€上游切斷閥至下中選用了爆破片。游燒嘴之間的氧氣管線;吹掃一段時間后氧氣管線3工藝設(shè)備的改進(jìn)上的下游切斷閥關(guān)閉,在上、下游氧氣切斷閥之間形3.1磨煤系統(tǒng)成“氮塞”,并關(guān)閉由專用氮?dú)饩彌_罐去中心氧管的本裝置采用兩套磨煤系統(tǒng),同時在線運(yùn)行。由氮?dú)?。同時共用氮?dú)獯祾吖奚系拈y門打開,由它接于三套氣化爐兩開一備,實(shí)際上每套磨煤系統(tǒng)對應(yīng)替專用氮?dú)饩彌_罐繼續(xù)對氧氣管線進(jìn)行吹掃;此時一套氣化爐。一般來講,每套磨煤系統(tǒng)的能力只要專用氮?dú)饩彌_罐不再提供連續(xù)的氮?dú)饬髁?而專用滿足50%裝置負(fù)荷就夠了,這樣投資也是最省的。于保證"氮塞"用氣。即使共用氮?dú)獯祾吖抻捎谶B但是考慮到裝置10%負(fù)荷運(yùn)行時,一旦有一套磨續(xù)吹掃大量用氣等原因出現(xiàn)壓力降低情況,也不會煤系統(tǒng)發(fā)生故障停車,將出現(xiàn)另一套磨煤系統(tǒng)單獨(dú)影響到專用氮?dú)饩彌_罐的壓力,從而保證了"氮塞”同時向兩套氣化爐供煤的局面這樣氣化裝置總體的壓力不會降低。因此,新的超高壓氮?dú)庀到y(tǒng)明顯負(fù)荷將被迫降至50%,相應(yīng)的會導(dǎo)致下游裝置負(fù)荷提高了"氮塞"的可靠性和氣化爐的安全性。的大幅調(diào)整,引起全廠操作工況的波動。同時,50%22氣化爐安全聯(lián)鎖的改進(jìn)負(fù)荷也是氣化裝置設(shè)計運(yùn)行的最低負(fù)荷,在經(jīng)濟(jì)性、根據(jù)某公司氣化裝置曾經(jīng)發(fā)生過的煤漿管線閥穩(wěn)定性和可操作性上都會帶來一定問題。在工程設(shè)門誤操作,導(dǎo)致氣化爐過氧,高溫氣體回竄至煤漿管計中,經(jīng)調(diào)研和討論決定,將每套磨煤系統(tǒng)的最大能線引起爆炸事故的教訓(xùn);同時為能及時發(fā)現(xiàn)氣化爐力調(diào)整為氣化rV中國煤化工一旦一套磨渣口堵渣現(xiàn)象以及激冷環(huán)噴嘴堵塞引起激冷水流量煤系統(tǒng)發(fā)生故CNMH大能力下單不足等引起的安全問題保證氣化爐的安全運(yùn)行,本獨(dú)運(yùn)行,能夠保證氣化裝置在75%的負(fù)荷下運(yùn)行,第8期曲友方:水煤漿氣化裝置工程設(shè)計中的改進(jìn)171避免了負(fù)荷的大幅波動引起的各種問題。雖然增加因有很多,比如設(shè)計不佳,操作不當(dāng),以及工藝技術(shù)了一定的投資但提高了磨煤系統(tǒng)的可用性和供煤本身的限制等。國內(nèi)煤氣化裝置在多年生產(chǎn)實(shí)踐的可靠性,因此,單套磨煤系統(tǒng)的最大磨煤能力選為氣基礎(chǔ)上總結(jié)發(fā)現(xiàn),碳洗塔的空塔氣速是一個非常重化裝置總負(fù)荷的75%是合適的。要的影響因素。通過調(diào)研掌握的實(shí)際情況也表明了3.2碳洗塔直徑這一點(diǎn),表1為一些煤氣化裝置中碳洗塔的空塔氣長期以來,碳洗塔出口合成氣中帶水帶灰問題速比較。都困擾著不少國內(nèi)煤氣化裝置用戶,帶水帶灰的原表1碳洗塔空塔氣速比較裝置名稱氣量/(m3/h)塔內(nèi)徑/mm空塔氣速/(m/s)操作工況設(shè)計工況操作工況設(shè)計工況氣化裝置A427845802800.1930.207氣化裝置B57520.166氣化裝置C9513/34000.291本裝置(原設(shè)計)779834000.2140.239本裝置(改進(jìn))779838000.1710.191從表1中數(shù)據(jù)對比可以看到,裝置C的正常操離子含量高,不建議黑水管線采用腐蝕裕度為6mm作氣速是最高的,為0.291m/s,在實(shí)際裝置調(diào)研中的碳鋼。我們了解到裝置C確實(shí)帶灰?guī)容^嚴(yán)重;裝置A在水煤漿氣化裝置的工藝設(shè)計中,黑水中氯含也曾經(jīng)出現(xiàn)過帶水帶灰的情況,但不是很嚴(yán)重;而裝量一般都高于15×10,根據(jù)CE的選材原則,應(yīng)考置B從來沒有出現(xiàn)過。根據(jù)這一實(shí)際情況以及掌慮采用雙相鋼SS2507。由于雙相鋼價格昂貴,同時握的其他資料對本氣化裝置的原工藝設(shè)計進(jìn)行了雙相鋼管道及閥門在中國國內(nèi)采購較為困難因此,核算,發(fā)現(xiàn)空塔氣速偏高(0.214m/s)。經(jīng)項(xiàng)目組和在本氣化裝置尚處于工藝包編制階段時,就已經(jīng)開業(yè)主一起研究討論將并征得工藝商同意最終將碳始考慮如何規(guī)避雙相鋼的問題,轉(zhuǎn)而考慮"將黑水洗塔的內(nèi)徑由3400mm改為3800m,起到了很好的中氯離子降到1.5×104以下,黑水管線采用316L實(shí)際效果。不銹鋼"這一方案。在具體實(shí)施這一方案的過程3.3鎖斗容積中,由于本裝置黑水管線的設(shè)計溫度為268℃,設(shè)計鎖斗位于氣化爐正下方,用于收集爐渣。鎖斗壓力5.56MPaG,如果采用316L,管道的壓力等級將為壓力交變?nèi)萜?平均每30min循環(huán)一次,將渣和水不得不選用900b,這會造成黑水管線及閥門的投資排至鎖斗正下方的渣池中,一臺鎖斗對應(yīng)一臺渣池。費(fèi)用增加。如果采用316,600b等級即可滿足設(shè)根據(jù)氣化裝置的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)渣池中的撈渣機(jī)在溫度和設(shè)計壓力的要求。運(yùn)行中可能會發(fā)生鏈條打折、鏈條刮板卡塞或鏈條由于黑水中存在甲酸等有機(jī)酸,316抗晶間腐磨損等故障,一旦發(fā)生故障,撈渣機(jī)必須停車檢修。蝕能力低于316L。在工程設(shè)計中,通過與工藝商、檢修期間鎖斗中的渣水不允許再排入渣池這就需裝置業(yè)主的多次交流,工藝商認(rèn)為這種腐蝕影響不要鎖斗本身要有足夠容渣量根據(jù)經(jīng)驗(yàn),處理撈渣機(jī)是很大,可以采用316不銹鋼;裝置業(yè)主也同意采用故障的最短時間一般為4316不銹鋼這一材料,最終確定316不銹鋼作為黑原設(shè)計鎖斗容積為10.4m3,而本裝置設(shè)計最大水管線的材質(zhì)。為防止316發(fā)生晶間腐蝕,管道在渣量(濕渣)為4.88m3/h,也就是說,鎖斗原設(shè)計最焊接完畢后需進(jìn)行焊后熱處理,以降低晶間腐蝕的大容渣時間只有2.h,滿足不了撈渣機(jī)最短檢維修傾向。時間的要求。據(jù)此,在工程設(shè)計中對鎖斗容積重新5環(huán)境保護(hù)方面的改進(jìn)評估后,將其增大為24m3,保證4h的容渣量。通常煤氣化裝置的現(xiàn)場環(huán)境都是比較糟糕的,4黑水管道材料由于設(shè)計考慮不周管理不到位等原因,現(xiàn)場情況可水煤漿氣化裝置中的黑水管線材質(zhì)的選擇主要能會更糟隨時都可能出現(xiàn)渣水、氣亂排亂放的情與黑水中氯離子濃度有關(guān)。CE水煤漿氣化工藝中況。隨著環(huán)境保護(hù)的壓力越來越大,在工程設(shè)計中黑水管線選材的原則是:氯離子濃度小于等于1.5要盡量做到中國煤化工×104時選用316L不銹鋼;氯離子濃度大于等于1.5.1兩級真CNMHG5×10選用雙相鋼S2507;由于黑水pH值較低,氯般煤氣化裝置都采用一級真空閃蒸,真空度山東化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2013年第42卷約-0.08MPaC,閃蒸溫度約60℃,排入下游沉降槽但由于除氧器的排放氣溫度較高,直接放空會導(dǎo)致的黑水溫度偏高,沉降槽會排放大量的水蒸汽,造成現(xiàn)場水汽彌漫;同時,排放氣中還含有微量NH3、現(xiàn)場蒸汽彌漫。本工程設(shè)計中采用兩級真空閃蒸,H2S等惡臭物質(zhì),會嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。第一級真空閃蒸壓力為-0.07MPaG,閃蒸溫度本工程設(shè)計中,將除氧器排放氣先經(jīng)冷卻分液τ0℃;第二級真空閃蒸壓力為-0.093MPaG,閃蒸溫后送入火炬總管,再送火炬頭充分燃燒后高空排放度為44℃。第二級真空閃蒸后的黑水送入下游沉避免了可燃、有毒惡臭物質(zhì)的直排大氣,大大改善了降槽,由于黑水溫度降低,水汽蒸發(fā)量大大降低,極環(huán)境衛(wèi)生狀況。由于火炬總管壓力是變動的,正常大改善了現(xiàn)場環(huán)境。為十幾個kPaG以內(nèi),當(dāng)有火炬氣排放時,總管壓力兩級真空閃蒸設(shè)計在工藝上和投資上是不利可達(dá)50kPaG以上,這時除氧器排氣將無法送入火的,但從環(huán)保角度來講兩級真空閃蒸會明顯改善現(xiàn)炬。因此,將除氧器排放氣送入火炬總管的同時,保場環(huán)境。同時,較低的黑水溫度更有利于泵的選型留了直接放空的管線,一旦監(jiān)測到火炬總管壓力過和黑水輸送,也有利于沉降槽的澄清效果澄清后的高,將排放氣切換至直接放空?；宜性扛?優(yōu)質(zhì)的灰水水質(zhì)對煤氣化裝置6結(jié)論的水循環(huán)都非常有利,從這個角度上講,兩級真空閃本文對某水煤漿氣化裝置在工程設(shè)計中所做的蒸設(shè)計也是比較好的選擇。一些改進(jìn)進(jìn)行了探討。這些改進(jìn)將會進(jìn)一步提高煤5.2除氧器排放改進(jìn)氣化裝置的工藝性能,大大改觀煤化工裝置現(xiàn)場臟、本氣化裝置中除氧器排放氣溫度109℃,壓力亂、差的印象,有助煤氣化裝置做到節(jié)能環(huán)保,減少小于0.04MPaC。排放氣中97%為水蒸汽,其余為水耗和三廢排放。CO2及微量的H2、CO、NH3、H2S等。其中NH3總量為0.71kgh,H2S總量為0.5kg/h,排放口位于地面(本文文獻(xiàn)格式:曲友方水煤漿氣化裝置工程設(shè)計30m以上,可完全滿足直接放空的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。中的改進(jìn)[J山東化工,2013,42(8):169-172.(上接第168頁[3]張奇.高等教育心理學(xué)[M].1版大連遼寧師范大4結(jié)束語學(xué)出版社,2007化工專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的實(shí)施效果受到各種[4]劉沫,陳海寧,陳曉猛,創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理論探索和主客觀因素的影響,因此必須根據(jù)化工專業(yè)特點(diǎn),采實(shí)踐[J].化工高等教育,2002(3):26-27,20取適當(dāng)措施提高創(chuàng)新訓(xùn)練教學(xué)水平。大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)「S]陳朝暉王瑛.大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀與主動實(shí)踐理念探析[門].高教論壇,2008(4):55-57練活動是一個長期的教育工程需要不斷的總結(jié)經(jīng)[6]李文先加強(qiáng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課建設(shè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力驗(yàn)和教訓(xùn)建立和完善相關(guān)機(jī)制,這對于培養(yǎng)化工專的高素質(zhì)人才[J]實(shí)驗(yàn)室科學(xué).2007(2):33-3業(yè)創(chuàng)新性人才,發(fā)展我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平具有重[7]李青,丁圣利淺析校企合作下的大學(xué)生創(chuàng)新能力培要意義。養(yǎng)[J.中國電力教育,2013(2):31-32參考文獻(xiàn)[崔國星,張啟衛(wèi),王益凡化工類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教育文文獻(xiàn)格式:魏立綱魏莉安慶大等化學(xué)工教學(xué)實(shí)踐與探索[門]高教論壇.200,6:33-36.程與工藝專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練活動的探討[J]山[2]陳靜基于大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)項(xiàng)目為平臺的教學(xué)改革東化工,2013,42(8):167-168,172.)[J].中國電力教育.2011(16):135-136簡訊元以上200~300元、100~200元、50-100元。亞星實(shí)施事故隱患舉報獎勵制度該公司事故隱患舉報內(nèi)容包含但不限于隱患現(xiàn)狀及產(chǎn)生原因、危害程度、整改難易程度分析和治理方案。舉報程近日濰坊亞星化學(xué)股份有限公司為建設(shè)安全隱患排查序?yàn)槁毠ぐl(fā)現(xiàn)事故隱患首先匯報給所在部門安全人員,由治理長效機(jī)制發(fā)布實(shí)施了《安全生產(chǎn)事故隱患舉報獎勵管所在部門初步核實(shí)后提交隱患報告然后由安全管理部門組理制度》,對舉報未經(jīng)發(fā)現(xiàn)的安全隱患的職工,將根據(jù)事故隱織現(xiàn)場落實(shí)隱患級別及整改情況,并提出獎勵方案報公司領(lǐng)患級別,分別給予對等標(biāo)準(zhǔn)的一次性獎勵。導(dǎo)批準(zhǔn)后實(shí)施。該公司規(guī)定對多人分別舉報相同隱患的獎該公司本著從嚴(yán)控制原則,定性或定量評估可能造成的勵最先舉報人中國煤化工難迫害舉報人人身傷亡、財產(chǎn)損失、環(huán)境影響整改時間和投入資金將事等不良現(xiàn)象和行CNMHG漢益故隱患劃分為ABC、D4級,對應(yīng)舉報獎勵標(biāo)準(zhǔn)分別為300嚴(yán)功亞生孫杰,杜鵬)