大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司 内蒙古锡林郭勒盟 027300
摘要:在世界各国对洁净能源的要求越来越高的情况下,煤气化作为一种新的能源转换方式,得到了越来越广泛地应用。然而,在煤气化工艺中,由于气化反应的持续,渣池液面波动现象日益严重,严重影响了气化装置的正常运行。尤其渣池结渣将严重影响渣池液位波动,因此本文首先就该方面进行分析,并依据存在的问题制定应对措施,以期能够推动相关行业的发展。
关键词:渣池结渣;液位波动;应对措施
一、渣池结渣原因分析及应对举措
1、渣池结渣原因分析
(1)煤质影响。相关研究发现,冷却速度也会对渣粘度造成影响,当冷却速度超出一定数值时将会使得渣口底部熔渣难以成长,进而短时间内聚集并黏附在渣屏上,从而在渣池内部产生大量结晶。长久下去,结晶堆积厚度将逐渐增加,并在装置内部压力变化的作用下产生脱落,严重时将会对气化炉正常运行产生不利影响,甚至造成气化炉工作停滞,
(2)气化炉内流场影响。大部分壳牌气化炉都配有4个煤粉燃烧器,呈辐射状,每一燃烧器和半径之间的夹角在4~6度之间。在1400~1600℃的温度区间,利用气流离心力,使煤粉与氧进行一系列的化学反应,形成合成气、渣和飞灰。随着温度的逐渐增高,上述物质将会以液体状态存在,并黏附在熔渣上,这就会对从落渣口到渣池之间的气流流动产生一定的影响,使得炉渣在离心力的作用下堆积,形成积渣。
(3)渣池液位控制。工作过程中相关人员应该依据实际情况,将渣池液面高度控制在合理范围内,一般应控制在50%~55%。当渣池液位超过一定数值之后,会使得水汽上升到落渣口的间隙进一步减少,这样,熔渣就会迅速地冷却下来,而当煤的粘温性能不好的时候,其粘性将非常显著,将被气流吸附在渣屏上,长期造成渣幕上积渣。
2、渣池液位波动操作应对措施
(1)在渣池水位出现波动的情况下,应先进行除渣系统运行状态的检测,主要检查排渣泵的运转,有无不正常的声响、震动、排渣管有无阻塞、断裂。在处理过程中,需要解除14 LIC0001HH\ LL的ESD联锁,防止在处理过程中发生意外,在联锁解除后,应对排渣系统进行彻底的检修,并依据有关参数判断是否存在排渣障碍,如出现阻塞,则应拆下13PDY10065电子 SD联锁装置,然后手动清除。
(2)除了检查排渣系统,还需要检查其他相关参数。比如14PI0401型重油裂解残渣压力的变化,由于其对渣槽内液面的变化有一定的影响,因此,需对14PI0401型裂解渣油压力进行检测。另外,14TY10001的落渣管温度过低,会使渣池内的渣块凝结,影响出渣效果,因此要注意14TY10001的落渣管的温度是否会骤然下降。另外,如果炉温太高或者太低,都会对渣池的液面产生影响,所以要注意炉温的正常。
(3)在进行了上述检查和处理后,可以开始实施排渣操作。除渣时,要顺次控制停机,实行人工作业,通过操作,能够对出渣率和出渣量进行更加准确的控制,进而实现对渣池液面的有效控制。除渣时应注意14PDI0013/14与14PDI0020之间的压差。如果两个压差由280kPa降低到230 kPa,由20 kPa降低到0 kPa,则可判断为排渣情况良好。
(4)在生产过程中,有时会出现渣池波动较大的现象。在此条件下,存在着“假液面”的可能性,也就是“液面”与“液位计”所指示的“液面”之间存在一定的偏差。为了避免以上问题,应确保外部阀门工作时,其中一个阀门打开,从而确保渣池液面能正确反映,防止假液面的产生。同时,对渣池水的液面要进行严格的控制,不要太高。若渣池液面较高,或加压至落渣口,则会导致落渣口发生阻塞,对设备生产产生不利影响。在此条件下13PDY10065的气压会有显著升高的倾向,预示着装置将要发生故障。
三、 壳牌煤气化渣池液位波动原因
1、温差不均
气化渣池是煤气化工艺的关键装置,其运行时需维持一定的温度,但实际运行中,渣池内温度分布不均,部分区域高温,部分区域低温,造成渣池内温度不稳,从而对渣池液面的起伏产生影响。
2、渣池底部结垢
渣槽底部结垢,是造成渣池液面波动的主要因素之一。结垢使渣体尺寸减小,造成渣面起伏。此外,结垢也会引起炉底温度的上升,使得炉缸中的渣浆密度增大,造成液面波动的幅度增大。
3、气体泄漏
气压的改变将引起渣池内气压的改变,从而影响到渣池液面。然而,在使用过程中,由于存在腐蚀和磨损等原因,导致了气体泄漏,引起渣池压力的不稳定,引起液面的波动。
4、出料管道堵塞
壳牌气化炉生产过程中,排出管线是否畅通直接关系到渣池液面的稳定性。但在实际生产中,因渣池中残留的燃油等物质,会造成排渣管线的堵塞,从而影响渣池液面的稳定。
5、进料量不稳定
在气化过程中,给料量对渣池液面有很大的影响。当进料量不稳定时,将造成渣槽内的物料数量变动,从而造成液面波动。
6、排渣系统问题
排渣系统的正常运行对于维持渣池液位稳定至关重要。如果排渣系统出现故障或操作不当,如排渣阀门卡涩、排渣管道堵塞等,都会导致渣池液位出现异常波动。
7、气化炉操作参数调整不当:气化炉内温度、压力等运行参数对渣池形成与排出有一定的影响。若操作参数不适当,将引起渣池液面的起伏。
四、壳牌煤气化渣池液位波动措施
1、温度平衡控制
为避免因炉温不均而造成的渣槽液面波动,可在渣槽中加入适当数目的温度传感器。在温度传感器的监控下,调整炉温,使渣池内的温度维持在一个恒定的水平,以减小液面波动。
2、及时清除渣池底部的污垢
为避免渣槽底部结垢对渣池液面的影响,可采用定期清洗的方法,使渣槽内环境保持洁净。在此基础上,通过向渣槽中添加一定数量的溶解剂或其它清洗剂,对渣槽底部进行清理,可以有效地降低结垢。
3、加强气体管道的维护
为避免煤气泄漏对渣池液面造成的危害,应加强煤气管线的维修与监控,及时修补管线的腐蚀、磨蚀等问题,保证煤气管线的稳定,降低液面波动。
4、定期对出料管道进行检查
要定期检查卸油管线,以确保出料管线畅通,避免由于管线堵塞引起液面的波动,及时清除管内杂物,保证管路通畅。
5、优化进料系统
通过对送料系统的优化设计与运行,保证气化炉供料的稳定、可靠。比如,为了保证渣池水位的稳定,可以使用一种自动调整装置,使加水量能够随着炉况的变化而变化。
6、加强排渣系统管理
定期巡视除尘系统工作状态,对除尘阀、管路进行清洗,保证除尘流畅。同时,制定除渣系统的紧急处理方案,以便及时处理可能发生的事故及异常状况。
7、合理调整气化炉操作参数
通过对气化炉内温度、压力等工艺条件进行适当的调节,达到对渣池形成与排出过程的最优控制。另外,采用先进的控制系统,可以对气化炉的运行参数进行自动调整与优化。
8、建立液位监测与报警系统
为实现对渣池水位的动态监控,在渣池内设置水位传感器及报警装置。当液面高于规定的安全值时,就会发出警报,提示操作者立即采取行动。
9、加强操作人员培训
通过定期的技术培训及技术进步,不断提升员工的专业素质及应变能力。通过系统的培训,可以让操作者对气化炉的工作原理与技术有一个较为全面的认识,并能在较短的时间内,及时地发现和处理各种异常状况,如渣池液面的波动[1]。
结语:
总之,壳牌气化渣池液面波动问题是一个复杂的系统工程,需要从多方面进行全面的调节和控制。通过对温度、结垢、管路的调控与优化,可有效降低和减轻渣池液面的波动,确保气化过程安全、稳定、高效。
参考文献:
[1]王钦华,张晓强.壳牌气化炉渣池水循环泵运行改造分析[J].河南化工,2023,40(1):50-51.