(兖矿鲁南化肥厂,山东 滕州277527)
[中图分类号] TQ 545 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2012)
水煤浆气化工艺属气流床气化工艺。其原理是将水煤浆与气化剂(纯氧)通过装在气化炉顶的特殊设备——工艺烧嘴(通过氧流股与煤浆流股的动量交换),达到雾化煤浆的目标,为炉内的气化与燃烧过程创造条件,煤浆喷入高温气化炉内进行快速气化反应得到产物煤气。烧嘴使用寿命是决定水煤浆气化炉生产周期长短的关键因素,60%的煤气化安全事故都与烧嘴有关,或由烧嘴引起,或首先造成烧嘴损坏。烧嘴损坏时,可能直接造成气化反应氧碳比失调,使气化炉进料系统物料紊乱,引发气化炉超温、过氧爆炸等严重事故。因此,除了把好烧嘴成品入厂关外,运行使用中的监控和管理也是非常重要的。
1 烧嘴监控存在的问题及应对措施
1.1 烧嘴冷却水中的CO监测
烧嘴冷却水中CO浓度是通过烧嘴冷却水系统气水分离罐放空管上的CO在线检测仪进行监测的。因气水分离罐容易形成负压,必须充大量氮气才能形成正压,负压和不确定的氮气流量直接影响到在线分析仪表的读数,导致烧嘴在开始泄漏时不容易被发现。此外,在线分析仪表DCS显示经常误报警,并且在线检测显示值与人工检测数据也常常不一致。对此应注意分离罐的液位,控制排液阀的开度,避免烧嘴冷却水罐出现液位低和排水流量波动产生虹吸和负压。
1.2 烧嘴压差监控
煤浆压差最能反映烧嘴的运行状况,但却常因煤浆测压点堵塞导致测量误差。出于安全原因,不允许水直接进入煤浆以免影响煤浆浓度,所以煤浆测压点堵塞后不能采用在线直接水冲方法,需要停车才能彻底清理。正因为此,有的厂家采用增加测点,烧嘴压差采用三选二低联锁跳车方式来弥补。
1.3 烧嘴进料控制
(1)烧嘴进料口前、煤浆流量计后管线出现泄漏时,煤浆流量计依然有流量指示,该流量信号仍然会被送到DCS和ESD,由于气化炉不会因为煤浆流量低或氧碳比高而停车,因此可能会由于实际通过烧嘴进入气化炉内的煤浆量减少而发生气化炉过氧爆炸的危险。
(2)煤浆管内出现短时压力降低,导致气化炉工艺气、煤浆、氧气经过烧嘴倒流入煤浆管,煤浆流量计因物料反向流量显示不为“0”,不能及时发出气化炉联锁停车指令,有导致烧嘴爆炸的危险。
(3)煤浆浓度波动大导致进烧嘴的煤浆浓度突然降低时,气化炉有过氧爆炸的危险。而目前煤浆浓度一般采用人工取样分析(2 h 1次),因此有条件的单位最好增设在线的煤浆浓度测量仪表。
(4)烧嘴氧气泄漏时,氧气流量计流量指示仍旧显示正常,但此时高纯度的氧气已泄漏到烧嘴周围大气中,进入气化炉的氧气量减少,这种情况也是很危险的。
针对目前煤浆流量计反向流量不为“0”等问题,建议将反向流量为“0”作为选用煤浆流量计的基本技术要求。加强技术管理和监督,控制进烧嘴的煤浆浓度,同时建立完备的煤浆浓度、黏度、稳定性分析制度。加大硬件设施投入,加强炉头监控。除了在烧嘴附近安装CO检测仪外,还应专门针对烧嘴安装监控视频,对烧嘴及周边进行24 h监控,在烧嘴周围修建挡火墙,巡检人员配备可燃气体检测仪、氧气检测仪、测温枪等工具,加强烧嘴联锁控制系统的管理,确保安全可靠。
2 烧嘴管理
2.1 运行管理要点