第8期曲友方:水煤漿氣化裝置工程設(shè)計(jì)中的改進(jìn)169化工設(shè)計(jì)水煤漿氣化裝置工程設(shè)計(jì)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(jì)角度對(duì)某水煤漿氣化裝置在工程設(shè)計(jì)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(jì)中圖分類號(hào):TQ545文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-021X(2013)08-0169-04Improvement on Coal Water Slurry Gasification During Detailed EngineeringQU You-fang(SINOPEC Nanjing Engineering& Construction Inc, Nanjing 211100, China)Abstract: 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(jí)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CE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(jì),廣泛吸收了煤氣化工知識(shí)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(gè)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(jì)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(shí)對(duì)氣化備黑水管道材料和環(huán)境保護(hù)等方面,對(duì)工程設(shè)計(jì)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(duì)從事煤保護(hù)。本氣化裝置在設(shè)計(jì)中釆用了工藝商對(duì)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(duì)比和設(shè)計(jì)人員,有所借鑒和幫助。如下圖1,圖2所示1裝置概述從圖1、圖2的流程對(duì)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(shí)在線運(yùn)行;氣化爐化爐增加了一臺(tái)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(shí)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(duì)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(jí)真空閃蒸組成收稿日期:2013-07-30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)化和煤化工設(shè)計(jì)工作。山東化工170SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2013年第42卷裝置在設(shè)計(jì)中分別增加了氣化室與煤漿管線之間的r中心氧去燒嘴差聯(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)鎖等氧氣管線一,度外環(huán)氧去燒嘴多個(gè)聯(lián)鎖報(bào)警和跳車功能。新增的這些聯(lián)鎖措施增強(qiáng)了對(duì)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(jì)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(jì)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G時(shí)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人燒嘴冷卻水系統(tǒng),通過氧氣管線一禹外環(huán)氧去燒嘴燒嘴冷卻水分液罐的放空管直排大氣,同時(shí)來不及排放的工藝氣體又沿?zé)炖鋮s水回水管線竄入燒嘴氮?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(shí)沒有火花或靜電才免于重大事故發(fā)生。后來針對(duì)這個(gè)問題,該氣化裝置專門請(qǐng)有資質(zhì)的專業(yè)安全評(píng)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(jì)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,是專用高壓氮?dú)夤灿酶邏旱獨(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2GE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(huì)比較麻煩因此本設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)在線運(yùn)行。由氮?dú)?。同時(shí)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(duì)應(yīng)替專用氮?dú)饩彌_罐繼續(xù)對(duì)氧氣管線進(jìn)行吹掃;此時(shí)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100%負(fù)荷運(yùn)行時(shí),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(huì)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(shí)向兩套氣化爐供煤的局面,這樣氣化裝置總體的壓力不會(huì)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(huì)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(dòng)。同時(shí),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(jì)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(huì)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(jì)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(shí)為能及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣化爐力調(diào)整為氣化裝置總負(fù)荷的75%,這樣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)生故障,另一套磨煤系統(tǒng)在最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(jì)中的改進(jìn)171避免了負(fù)荷的大幅波動(dòng)引起的各種問題。雖然增加因有很多比如設(shè)計(jì)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(gè)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/r空塔氣速/(m/s)操作工況設(shè)計(jì)工況操作工況設(shè)計(jì)工況氣化裝置A45800.1930.207氣化裝置B57520.166氣化裝置C34000.291本裝置(原設(shè)計(jì)∞y0.2140.239本裝置(改進(jìn))77980.191從表1中數(shù)據(jù)對(duì)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(jì)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1.5×104,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S92507。由于雙相鋼價(jià)格昂貴,同時(shí)握的其他資料,對(duì)本氣化裝置的原工藝設(shè)計(jì)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(shí),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33鎖斗容積中,由于本裝置黑水管線的設(shè)計(jì)溫度為268℃,設(shè)計(jì)鎖斗位于氣化爐正下方用于收集爐渣。鎖斗壓力556MPaG,如果采用316L管道的壓力等級(jí)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(huì)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(tái)鎖斗對(duì)應(yīng)一臺(tái)渣池。費(fèi)用增加。如果采用316,600l等級(jí)即可滿足設(shè)計(jì)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(jì)壓力的要求。運(yùn)行中可能會(huì)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(jì)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(shí)間一般為4h316不銹鋼這一材料,最終確定316不銹鋼作為黑原設(shè)計(jì)鎖斗容積為10.4m3,而本裝置設(shè)計(jì)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4.88m/h,也就是說鎖斗原設(shè)計(jì)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(shí)間只有2.Ih,滿足不了撈渣機(jī)最短檢維修傾向時(shí)間的要求。據(jù)此,在工程設(shè)計(jì)中對(duì)鎖斗容積重新5環(huán)境保護(hù)方面的改進(jìn)評(píng)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(jì)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(huì)更糟,隨時(shí)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(jì)中黑水管線選材的原則是氯離子濃度小于等于1.5要盡量做到少排放零排放、有序排放。104時(shí)選用316L不銹鋼;氯離子濃度大于等于1.5.1兩級(jí)真空閃蒸設(shè)計(jì)5×10選用雙相鋼Ss2507;由于黑水pH值較低,氯一般煤氣化裝置都采用一級(jí)真空閃蒸,真空度山東化工172SHANDONG 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(huì)導(dǎo)致的黑水溫度偏高,沉降槽會(huì)排放大量的水蒸汽,造成現(xiàn)場水汽彌漫;同時(shí),排放氣中還含有微量NH3、現(xiàn)場蒸汽彌漫。本工程設(shè)計(jì)中采用兩級(jí)真空閃蒸,H2S等惡臭物質(zhì),會(huì)嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。第一級(jí)真空閃蒸壓力為-0.07MPaG,閃蒸溫度本工程設(shè)計(jì)中,將除氧器排放氣先經(jīng)冷卻分液70℃;第二級(jí)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(jí)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(dòng)的,正常大改善了現(xiàn)場環(huán)境。為十幾個(gè)kPaG以內(nèi),當(dāng)有火炬氣排放時(shí),總管壓力兩級(jí)真空閃蒸設(shè)計(jì)在工藝上和投資上是不利可達(dá)50kPaG以上,這時(shí)除氧器排氣將無法送入火的,但從環(huán)保角度來講,兩級(jí)真空閃蒸會(huì)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(shí)保場環(huán)境。同時(shí),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(cè)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(duì)煤氣化裝置6結(jié)論的水循環(huán)都非常有利,從這個(gè)角度上講,兩級(jí)真空閃本文對(duì)某水煤漿氣化裝置在工程設(shè)計(jì)中所做的蒸設(shè)計(jì)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(huì)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0.71kg/h,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(jì)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,大連江寧師范大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)的理論探索和實(shí)踐[冂].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)5陳朝厚,王球大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀與主動(dòng)實(shí)踐理念練活動(dòng)是一個(gè)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(duì)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):33-34.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)[1]崔國星張啟衛(wèi),王益凡化工類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)教育(本文文獻(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[J高教論壇.2009,6:33-36程與工藝專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練活動(dòng)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(tái)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(bào)獎(jiǎng)勵(lì)制度該公司事故隱患舉報(bào)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(bào)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(bào)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(bào)獎(jiǎng)勵(lì)管所在部門初步核實(shí)后提交隱患報(bào)告然后由安全管理部門組理制度》,對(duì)舉報(bào)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(jí)別及整改情況,并提出獎(jiǎng)勵(lì)方案報(bào)公司領(lǐng)患級(jí)別分別給予對(duì)等標(biāo)準(zhǔn)的一次性獎(jiǎng)勵(lì)導(dǎo)批準(zhǔn)后實(shí)施。該公司規(guī)定對(duì)多人分別舉報(bào)相同隱患的獎(jiǎng)該公司本著從嚴(yán)控制原則定性或定量評(píng)估可能造成的勵(lì)最先舉報(bào)人員同時(shí)將嚴(yán)懲冒名舉報(bào)和刁難、迫害舉報(bào)人人身傷亡財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境影響、整改時(shí)間和投入資金將事等不良現(xiàn)象和行為,切實(shí)保障舉報(bào)人的合法權(quán)益。故隱患劃分為ABC、D4級(jí),對(duì)應(yīng)舉報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)分別為300(濰坊亞星孫杰,杜鵬)