渣油氣化爐燒嘴及管線(xiàn)的安全操作與維護

2010年2月大龜肥Feb. 2010第33卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.33 No.1渣油氣化爐燒嘴及管線(xiàn)的安全操作與維護.李波(中國石油吉林石化公司化肥廠(chǎng),吉林, 132021)摘要通過(guò)對渣油氣化爐燒嘴及管線(xiàn)容易出現的故障進(jìn)行分析,提出燒嘴安全操作維護應注意的事項，對氣化爐管線(xiàn)逆止閥維護及氧氣管線(xiàn)材質(zhì)升級提出建議。關(guān)鍵詞燒嘴回火逆止閥氧氣管線(xiàn)材質(zhì)1概述合成氨裝置自2003年投產(chǎn)以來(lái),因為各種原渣油氣化爐有雙流道燒嘴和三流道燒嘴,目.因氣化爐燒嘴及其管線(xiàn)發(fā)生過(guò)爆管及過(guò)熱等事故前國內渣油制氨廠(chǎng)“大部分采用雙流道燒嘴。中國3起,統計見(jiàn)表1。石油吉林石化公司化肥廠(chǎng)合成氨裝置渣油氣化爐氧氣汽一置采用德士古技術(shù),燒嘴為三流道燒嘴。三流道燒嘴主要特點(diǎn)是:①負荷適應范圍大,為50% ~140%，由于內噴頭、外噴頭端部齊平,能適應負荷的變動(dòng)而無(wú)須調節噴嘴的空間,操作方便;②三流氧飽鄭床二--冷卻水道燒嘴出口流從中心管依次為氧氣- -蒸汽、渣油一蒸汽 氧氣-蒸汽,物流在燒嘴出口湍流形成旋渦相互剪切交叉,再靠氧一蒸汽與油一蒸汽的速度差,使3種物流充分混合并使渣油均勻霧化。燒嘴結構如圖1。.圖1燒嘴結構示意表13次事故的情況統計時(shí)間.事故結果事故原因2003-06-091氣化爐中心氧管線(xiàn)爆管1*氣化爐中心氧流量調節閥失電關(guān)閉，但中心氧蒸汽吹掃切斷閥未打開(kāi).爐內煤氣回火,中心氧管受熱變形,強度降低,爆管2003-12-312*氣化爐蒸汽管線(xiàn)爆管|"氣化爐高壓蒸汽外界原因中斷，氣化爐蒸汽流量低低聯(lián)鎖不好用.氣化爐未停車(chē),爐內煤氣回火,造成氣化爐蒸汽管線(xiàn)過(guò)熱爆管200606-032*氣化爐燒嘴燒損,氧管線(xiàn)變形儀表PIC系統斷電,DCS通訊中斷,氣化爐燒嘴冷卻水出入口閥關(guān)閉，造成燒嘴燒損,氧管線(xiàn)過(guò)熱變形為保證氣化爐正常生產(chǎn),針對發(fā)生的3起事另一側的現象,其原因除爐磚損壞導致外,就是燒故并吸取兄弟單位生產(chǎn)經(jīng)驗教訓，總結分析了渣嘴 各流道不同心造成火焰向-側偏流所致。三流油氣化爐燒嘴及其管線(xiàn)容易出現的故障,提出了道燒嘴的外噴頭與中噴頭環(huán)縫間隙為6.58mm土安全操作維護上應注意的事項。0.33mm,中噴頭與內噴頭環(huán)縫間隙為10.48mm士2氣化爐燒嘴花”20102-01。中國煤化工林省吉林市人,工程定期對氣化爐燒嘴進(jìn)行維修,燒嘴生產(chǎn)出現師.1994|YHC N M H G任中國石油吉林石異常時(shí)要及時(shí)進(jìn)行調節?；净蕪S(chǎng)合成氨車(chē)間設備主任。聯(lián)系電話(huà): 043263972282;氣化爐運行中會(huì )出現爐壁--側溫度明顯高于E-mail: jh_ Lbol @ petrochina. com. cn。第1期李波. 渣油氣化爐燒嘴及管線(xiàn)的安全操作與維護;70.05mm,各環(huán)縫間隙公差要求非常嚴格,如超差成管線(xiàn)或燒嘴過(guò)熱爆管，這與氧氣、渣油、蒸汽則會(huì )造成氧氣向一側偏流,使得該側爐壁溫度偏三物料人爐管線(xiàn)逆止閥不嚴密有很大關(guān)系。氣化高,對氣化爐安全運行不利,同時(shí)也會(huì )造成燒嘴損爐突然跳車(chē)，如果物料入爐逆止閥不嚴密，會(huì )造壞。調整各流道環(huán)縫間隙的方法,首先要檢查各成爐內1200~ 1350C的煤氣回火反竄到人爐管線(xiàn)流道管線(xiàn)直線(xiàn)度是否合格,如果彎曲則需要校直，內，導致管線(xiàn)過(guò)熱，嚴重時(shí)管線(xiàn)或燒嘴爆炸著(zhù)否則不能保證各流道同心。其次是調整各流道連火。為避免此類(lèi)事故發(fā)生，每次停爐檢修時(shí)都要接法蘭間隙,通過(guò)調節緊固螺栓預緊力來(lái)保證各對三物料的逆止閥進(jìn)行拆檢、試壓，保證其嚴密流道噴頭同心。性。另外，靠近氣化爐的最后一道氧氣逆止閥材氣化爐投料后爐壁上部出現超溫現象,是因質(zhì)最好選用耐高溫的Inconel 600合金，這樣可以投料后操作壓力變化,燒嘴火焰不穩定,造成黑區防止因逆止閥高溫變形造成閥門(mén)不嚴密。和剛性火焰長(cháng)度變化,氣化爐燒嘴火焰黑區短,火人氣化爐氧氣管線(xiàn)材質(zhì)及壁厚等級要升級。焰靠近上部燃燒,使氣化爐上部磚縫膨脹,氣體竄如果氣化爐氧氣管線(xiàn)壁厚偏薄，管線(xiàn)則易變形、氣,造成爐壁過(guò)熱。解決辦法是穩定壓力,控制好破裂。人氣化爐中心氧氣管線(xiàn)直徑為38. 1 mm,燒嘴氧油比,同時(shí)可以適當增加氧氣的蒸汽配比，壁厚設計為3.68mm;人氣化爐主氧氣管線(xiàn)直徑降低爐內反應溫度。如果氣化爐持續高溫得不到為76.2mm，壁厚設計為5.49 mm。氣化爐跳車(chē)，改善,就會(huì )造成燒嘴噴頭燒損,出現端部圓周上1氣化爐內氣體反竄到氧氣管線(xiàn)中，在高溫氣體作~ 2mm深度的鋸齒形缺損,嚴重時(shí)深度可達5~用下，氧管線(xiàn)出現變形甚至破裂著(zhù)火。2006年10mm,造成氧、渣油混合不均勻形成近路燃燒,加裝置大修時(shí)，對氣化爐中心氧管線(xiàn)及主氧管線(xiàn)進(jìn)重氣化爐爐壁超溫,此時(shí)應停車(chē)對燒嘴進(jìn)行檢修。行了更換，管線(xiàn)壁厚分別提到7.14mm 和氣化爐正常生產(chǎn)時(shí),如果出現燒嘴冷卻水溫11.13mm。另外，氣化爐氧氣管線(xiàn)材質(zhì)選擇不度、壓力突然變大,流量突然減小，以致氣化爐跳當，管線(xiàn)也很容易出現裂紋。合成氨裝置氣化爐車(chē)的故障,一是燒嘴外噴頭冷卻夾套或冷卻盤(pán)管氧管線(xiàn)運行3a，出現了2次氧管線(xiàn)爆裂和泄漏出現漏點(diǎn),氣化爐內煤氣竄人燒嘴冷卻水中,或者事故，這與氧管線(xiàn)選材不對也有關(guān)，原設計材質(zhì)是燒嘴冷卻水閥門(mén)突然關(guān)閉,燒嘴燒損。如果燒為321奧氏體不銹鋼。對更換下來(lái)的氧管線(xiàn)進(jìn)行嘴泄漏非常小,不會(huì )導致氣化爐跳車(chē),但從燒嘴冷觀(guān)察表明，其外壁表面光滑無(wú)腐蝕裂紋等缺陷,卻水一-氧化碳分析儀中可以觀(guān)察到,應密切關(guān)注壁厚也沒(méi)有變化。管線(xiàn)內壁著(zhù)色檢查發(fā)現，從蒸其發(fā)展。泄漏量大,如冷卻水溫、壓力、流量三者汽人口到氣化爐氧氣入口間管線(xiàn)內壁，尤其是焊有兩個(gè)達到聯(lián)鎖值則會(huì )引起氣化爐跳車(chē)。把燒嘴道處存在著(zhù)疏密程度不等的裂紋，個(gè)別地方還有從氣化爐中抽出來(lái),對氣化爐端頭及冷卻盤(pán)管進(jìn)腐蝕坑，而管線(xiàn)無(wú)蒸汽經(jīng)過(guò)的部位內表面則光滑行清洗后用著(zhù)色的方法可以看到外噴頭斷面或焊無(wú)腐蝕坑，也無(wú)裂紋。氧氣管線(xiàn)在進(jìn)人氣化爐前道處有裂紋出現。小的裂紋可以打磨后進(jìn)行修要配人一定量的蒸汽，發(fā)生裂紋及腐蝕坑的部位復,大的裂紋則需要更換損壞部件。而燒嘴冷卻都是在加人蒸汽之后的氧管線(xiàn)，這說(shuō)明裂紋的產(chǎn)水閥門(mén)突然關(guān)閉,后果就嚴重了,這會(huì )導致燒嘴燒生與蒸汽有直接關(guān)系。通過(guò)對氧管線(xiàn)進(jìn)行顯微組損,管線(xiàn)變形?？椨^(guān)察發(fā)現，裂紋是沿晶擴展，屬于應力腐蝕裂為保證氣化爐及燒嘴安全運行,燒嘴要定期紋。經(jīng)分析認為，蒸汽中總是或多或少的存在檢查維修。利用氣化爐停車(chē)的時(shí)機,把燒嘴抽出C1-，而且高溫的飽和蒸汽進(jìn)人低溫的氧氣中將來(lái),測各部間隙，檢查噴頭完好情況,通過(guò)著(zhù)色的會(huì )發(fā)生少量的凝結，使Cl-停留于管壁并逐漸濃方法檢查外噴頭端面以及盤(pán)管有無(wú)裂紋,對缺陷縮，在應力作用下便發(fā)生應力腐蝕?？梢?jiàn)321不要及時(shí)進(jìn)行維修。銹鋼不耐應力腐蝕，需要更換為抗CI-應力腐蝕的高中國煤化工困難的限制，暫3氣化爐管線(xiàn)時(shí)把YHCNMHG氏體不銹鋼應力嚴格檢查氧氣、渣油、蒸汽三物料入氣化爐腐蝕的超低碳不仍鋼3I0L,運行2a以來(lái)安全穩管線(xiàn)上逆止閥的嚴密性。氣化爐內氣體回火，造定。58 .2010年第33 卷4安全儀表5結束語(yǔ)氣化爐的安全儀表聯(lián)鎖要100%投用,并保幾次事故后,加強了對氣化爐燒嘴及管線(xiàn)的證完好。合成氨裝置燒嘴和管線(xiàn)的幾次損壞都與操作管理,通過(guò)維護及改造,燒嘴使用壽命大大延安全儀表聯(lián)鎖不完好有關(guān)。當某些工藝參數出現長(cháng),運行6~8個(gè)月檢修一次,安全生產(chǎn)上沒(méi)有再異常時(shí),應引起聯(lián)鎖跳車(chē)保護時(shí),由于聯(lián)鎖未投用次出現事故?；蛘卟煌旰?氣化爐不能緊急停車(chē),造成設備的損生產(chǎn)實(shí)踐證明,氣化爐突然跳車(chē)對燒嘴及管壞。吸取經(jīng)驗教訓,對安全儀表聯(lián)鎖進(jìn)行全面檢線(xiàn)會(huì )造成很大損傷，因此避免氣化爐跳車(chē)是保護查,優(yōu)化了某些程序,保證了100%投用并完好。其安全運行的可靠保證。SAFE OPERATION AND MAINTENANCE OF BURNER/PIPELINE OFRESIDUE GASIFIERLi Bo( Chemical Ferilizer Plant, Jilin Petrochemical Co., CNPC, jilin, 132021)Abstract With the analysis of possibly-occurred failure of burner/ pipeline of residue gasifierissues to be noted in safe operation and maintenance of bumer were suggested, the maintenance ofcheck- valve on gasifler pipeline and upgrading of material for oxygen line also suggested.Key words: bumer, tempering, check-valve, oxygen line, material煤頭化肥企業(yè)原料路線(xiàn)改造降本增效2009年以來(lái),山西、內蒙古、河南、安徽.寧夏等省區無(wú)煙煤生產(chǎn)基地煤價(jià)紛紛呈上漲趨勢,無(wú)煙煤價(jià)格-直處于高位，,平均到廠(chǎng)價(jià)在1000元/t以上。受煤炭企業(yè)整頓、春運期間煤炭運力緊張等因素影響,近期國內煤炭供應將出現短期緊張，以煤炭為原料的化肥企業(yè)生產(chǎn)將面臨嚴峻的挑戰和考驗。據了解,煤炭市場(chǎng)煙煤粉煤、褐煤的價(jià)格僅為無(wú)煙煤價(jià)格50%左右,國內許多大型煤頭化肥企業(yè)紛紛實(shí)施原料煤路線(xiàn)改造降本增效,增強市場(chǎng)競爭力。采用新型煤氣化技術(shù),以姻煤、粉煤、褐煤等多煤種進(jìn)行生產(chǎn)的化肥企業(yè)經(jīng)濟效益良好,而僅以無(wú)煙煤為原料,采用固定層間歇氣化工藝(UGI)生產(chǎn)的肥企卻因煤價(jià)攀升導致成本上揚,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)面臨困境。山東魯西化工集團公司煤氣化裝置原來(lái)采用固定床工藝,新建成的年產(chǎn)200kt合成氨、300kt尿素裝置采用航天氣化爐后,可以使用多煤種原料,成本降低了50% ,緩解了化肥生產(chǎn)成本壓力。山東華魯恒升化工公司采用四燒嘴對置水煤漿加壓氣化I藝技術(shù),用價(jià)格較低的煙煤做原料,噸氨比使用無(wú)煙煤節約成本600元左右, 2009年實(shí)現利潤4.5億元。山西天脊煤化工公司合成氨裝置煤氣化技術(shù)從德國魯奇公司引進(jìn)后,經(jīng)過(guò)多年消化創(chuàng )新,在國際上首創(chuàng )了“魯奇爐氣化貧瘦煤"和“魯奇爐造氣生產(chǎn)合成氨”技術(shù)。該公司可以采用低成本的貧瘦煤為原料生產(chǎn)合成氨,噸氨生產(chǎn)成本與優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤相比,可節約500元左右。江蘇靈谷化工公司年產(chǎn)450kt合成氨.0kt尿素技改擴能項目采用多噴嘴水煤漿氣化技術(shù),可使用煙煤為原料,使尿素成本下降了30% ,年可節約標煤91.3kt、節電3x 108kWh。云南解化集團有限公司成功開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的碎煤加壓熔渣煤氣化技術(shù),使用當地資源豐富的褐煤為原料,噸合成氨降低成本450元。此外，陜西渭河煤化工公司黑龍江浩良河化工公司、安徽淮化集團公司、廣西柳州化工公司、云南天安化工公司、湖北雙環(huán)科技公司等,也因為實(shí)施了原料煤技術(shù)改造,2009年擁有明顯成本優(yōu)勢,生產(chǎn)裝置一直處于高負荷運行 ,實(shí)現了較好盈利。目前，國內只有5%的化肥企業(yè)采用新型煤氣化技術(shù),使用固定層間歇氣化工藝( UGI)的企業(yè)仍占絕大多數,還有4000多臺氣化爐需要進(jìn)行技術(shù)改造。盡管固定層間歇氣化工藝近年來(lái)也有了新的發(fā)展,但綜合能耗還是比先進(jìn)煤氣化技術(shù)高出20% ~ 30% ,仍然使用無(wú)煙煤作為原料,現在國家已明令禁止新上該工藝。從長(cháng)遠出發(fā),該工藝將受到原料、技術(shù).環(huán)保能耗等問(wèn)題的制約,最終肯定要被新型煤氣化技術(shù)所替代。中國煤化工可,化肥企業(yè)應主動(dòng)調整原料煤路線(xiàn),盡快采用潔凈煤氣化和能源梯級利用技術(shù),迅速實(shí)CNMHG_內挑戰。檢安公司汪學(xué)峰兒山口兒四1