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煤气化装置低压氮气管网进水问题分析及处理

[日期:2017-06-09] 来源:《中氮肥》2017年第3期  作者: [字体: ]

煤气化装置低压氮气管网进水问题分析及处理

 

陈世亮

(中国神华煤制油化工有限公司咸阳分公司,陕西 咸阳  712000

 

[  ] 对煤气化装置低压氮气管网进水的问题,对存在进水隐患的设备、管线进行排查,分析低压氮气管网进水的原因:事故烧嘴冷却水槽(V2)底部出水管线投用伴热后,阀门密封性能降低,出现内漏现象,导致V2中水满后进入氮气水平总管,使氮气露点升高;进入事故火炬的低压氮气流量大且处于流动状态,膨胀吸热引起氮气温度降低,导致过饱和的氮气凝结出冷凝水。通过切断进入氮气管网水源、氮气水平总管加导淋阀、增加氮气排放量等措施对进水氮气管网进行处理,有效缩短了进水氮气管网的干燥时间;同时,对在线分析仪用氮气管线予以改造,彻底消除了低点积水引起工艺气在线分析仪故障的隐患。并指出V2上没有远传液位计的设计缺陷使得V2液位不能实时监控,存在较大的安全隐患。

[关键词] 煤气化装置;低压氮气管网进水;烧嘴冷却水;排查;原因分析;处理措施

 [中图分类号] TQ 544  [文献标志码] B  [文章编号] 1004-9932201703-0039-04

 

在煤化工领域,氮气常常用于装置中易燃易爆、有毒有害可燃性气体的置换,并作为设备密封、保压和仪表检测元件的保护及动力气源[1],对其含水量有较严格的要求,一般要求其含水量控制在2×10-6以下。若运行过程中发生了氮气管网进水,会给全厂的安全生产造成威胁,冬季时管网甚至会出现结冰堵塞现象,导致氮气管网瘫痪;当遇到突发情况系统需停车时,无法进行置换等工艺处理,造成较大的安全隐患,甚至会引起设备损坏、着火、爆炸等恶性事故。因此,分析和解决氮气管网进水的问题具有重要的意义。

1  煤气化装置低压氮气管网的运行状况

中国神华煤制油化工有限公司咸阳分公司煤气化装置低压氮气管网流程见图1(图中实线部分)。来自空分装置纯度为99.99%的低压氮气(简称LN;压力0.45 MPa,温度30 ℃),进入管廊上12″水平总管,再分别进入各支管,流过支管1的氮气作为V2的保压气源、V3的一氧化碳在线分析仪载气、V4的液封保护气、气化炉开、停车时的安全置换气;流过支管2的氮气用作火炬的置换及保压气源、各楼层公用工程站气源及甲烷在线分析仪保护气;流过支管3的氮气用作废水汽提装置开停车和事故火炬置换及保压气源;流过支管4的氮气用作灰水处理装置开停车的置换气源;流过支管5的氮气用作变换装置开停车和事故火炬的置换及保压气源。

1  低压氮气管网流程图

V1—烧嘴冷却水罐;V2—事故烧嘴冷却水罐;V3—烧嘴冷却水气液分离罐;

V4—锁斗冲洗水罐;FT1—孔板流量计;LG1—磁翻板液位计;

P1—烧嘴冷却水泵;E1—烧嘴冷却水换热器;X3X7—现场切断阀;

XV1—仪表切断阀;US1US5—1楼至5楼低压氮气公用工程站;SV1—安全阀

正常生产运行中(煤气化装置使用低压氮气的流量为1 920 m3/h),V3(常压)和V4(常压)的氮气阀门保持常开,阀门开度为1/4V2的氮气阀门X5长期处于1/2开度,以保持V2(液位高度2.3 m,罐体总高2.6 m)的压力在0.45 MPa,确保在2台烧嘴冷却水泵故障或系统断电时,以氮气作为动力给烧嘴紧急补水(烧嘴冷却水管网压力降至0.4 MPa时,XV1迅速打开,给烧嘴补水),从而在短时间内起到保护作用,为系统恢复处理赢取时间,防止发生气化炉联锁跳车、工艺烧嘴烧坏等事故;XV1X6X7处于关闭状态,气化炉用氮气阀门、灰水处理装置用氮气阀门、公用工程站用氮气阀门等均关闭,事故火炬用氮气阀门处于1/2开度;工艺气中的甲烷在线分析仪采用氮气作为正压保护气,防止甲烷泄漏聚集而发生爆炸事故,氮气不进入工艺气管线;废水汽提装置及变换装置事故火炬用氮气保护气阀门处于1/4开度,其他阀门处于关闭状态;灰水处理装置内氮气阀门全部处于关闭状态。

更多内容详见《中氮肥》2017年第3

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