王兴寿，郭以彬，曹丹
（云南天安化工有限公司，云南 安宁650309）
［摘 要］Shell粉煤气化装置生产/控制自动化程度高、连续生产性较强，对仪表使用的可靠性要求较高。近年来，云南天安化工有限公司500 kt/a合成氨项目Shell粉煤气化装置存在液氮洗尾气至气化装置磨煤单元开关阀填料泄漏致电动头损坏、排渣罐液位计根部取压口堵塞、煤气化仓泵平衡阀开关动作不到位及反馈指示不准等仪表阀门故障率较高的一些问题，进行原因分析与探讨，采取一系列的优化技改后，解决了近年故障频发的3个仪表阀门方面的问题。
［关键词］Shell粉煤气化装置；开关阀填料泄漏；液位计根部取压口堵塞；仓泵平衡阀卡涩；原因分析；技改措施
［中图分类号］TQ055.8+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0013-03
0 引 言
云南天安化工有限公司（简称云南天安）500 kt/a合成氨项目于2007年底建成投产，其气化装置采用当时世界上最先进、最复杂的Shell粉煤气化技术（1台Shell气化炉）。Shell粉煤气化装置生产/控制自动化程度高、连续生产性较强，仪表使用种类覆盖面广是整个系统的一大特点，对仪表使用的可靠性要求较高。近年来，随着自动化水平及管理水平的不断提升，云南天安要求仪表使用故障率逐年降低20%。以下主要就云南天安Shell气化装置仪表阀门故障率较高的一些问题-----液氮洗尾气至气化装置磨煤单元开关阀填料泄漏致电动头损坏、排渣罐液位计根部取压口堵塞、煤气化仓泵平衡阀开关动作不到位及反馈指示不准等进行分析与探讨。
1 液氮洗尾气至气化磨煤单元开关阀填料泄漏
1.1 问题描述
云南天安低热值液氮洗（系统）尾气高效利用工业化装置，是将合成氨装置液氮洗系统的尾气预热后，通过添加空气在催化燃烧炉内催化氧化，将CO、CH4、H2转化成CO2和H2O，最后得到CO含量＜200 mg/m3、O2含量≤6%、温度440 ℃以上的燃烧气，目前工艺上提高催化燃烧炉操作温度（TE11008）至600 ℃左右（原操作温度约450 ℃），将催化氧化后的尾气送至气化装置磨煤单元用于煤粉的研磨与干燥-----原设计磨煤单元煤粉干燥采用热风炉热烟气（热风炉燃料原设计为净化气或新鲜气，后改为了粗煤气）；液氮洗尾气催化燃烧炉投用后，正常生产时催化燃烧炉尾气即可满足生产所需，只有在液氮洗系统刚开车、低负荷或故障情况下才会启用热风炉（辅助干燥煤粉），液氮洗系统低负荷运行时热风炉操作控制困难，甚至出现热风炉熄火的情况，燃气聚集在热风炉炉膛内存在爆炸风险，故工艺上需要提高催化燃烧炉操作温度以利煤粉干燥。当前，液氮洗尾气至Shell气化装置磨煤单元有A线、B线、C线3条管线（平时一开两备），管线上的电动开关阀采用石墨盘根填料，填料使用温度在-200～650 ℃（蒸汽）或-200～565 ℃（大气），不能满足实际生产所需，液氮洗尾气至气化装置磨煤单元开关阀（MV11001A/B、MV11002A/B、MV11003A/B，分别对应A线、B线、C线，每组阀门A/B串联，A阀属电动开关型、B阀属电动调节型；MV11003A/B对应C线，为后来单独设计的）填料经常工作在超温条件下，造成石墨盘根碳化，2020年6月维修过程中还发现A线开关阀填料缺失造成介质泄漏而损坏电动头。
1.2 原因分析
（1）液氮洗尾气管线长期运行在高温工况下，原有的开关阀石墨填料长期处于温度上限运行，使用寿命缩短。
（2）云南天安原料煤为集中采购（挂网规范采购），供应批次不同，原料煤煤质也不同，同批次原料煤库存不充分，需经常调整磨煤线运行状态，开关阀工况经常从冷态持续过渡到操作温度600 ℃左右，温升较快、温差跨度较大。
（3）长期运行使得液氮洗系统尾气换热器存在泄漏，尤其是在温度较低的时候液氮洗尾气管线内存在滴水的现象（尾气与水共存），从运行状态（高温状态）停下来时，较干燥的电动阀填料容易吸附水，甚至停用时填料处漏水。
（4）电动阀（MV11001A/B、MV11002A/B、MV11003A/B）电动执行机构设计、安装不合理，一旦填料发生泄漏，高温介质流出就容易损坏其电动头。
1.3 解决方案
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期