氣化爐低負荷運行安全操作的分析和總結

化工設計通訊第37卷第5期Chemical Engineering Design Communications2011年10月氣化爐低負荷運行安全操作的分析和總結郭永佛，王偉，王志玲(中海石油內蒙古天野化工集團，內蒙古呼和浩特010070)摘要:介紹氣化爐在40%低負荷運行時(shí)工藝變化情況，及操作人員應注意的要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:氣化爐;低負荷;拱頂;三物料;參數;安全運行中圈分類(lèi)號: TQ113. 24+2.文獻標志碼: B文章編 號: 1003-6490(2011)05-0024-02Analysis and Summary for Gasifier Low Load Safe OperationGUO Yong wei, WANG Wei, WANG Zhi-ling[Tianye Chemical (Group) of China National Offshore Oil Corp. , Hohhot Inner Mongolia 010070, China]Abstract: Introduce the varing process condition when gasifier at 40% low load operation, and themain points to which the operators should pay attention.Key words: gasifier ;low load ;crown of arch; three materials ; parameter ; safe operation中海石油內蒙古天野化工(集團)股份有限公成氨的生產(chǎn)。表1為氣化爐正常負荷運行參數司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)天野化工)是以天然氣為原料生產(chǎn)甲(100%負荷)。醇和尿素產(chǎn)品。隨著(zhù)冬季供暖以天然氣為能源用表1氣化爐正常 負荷運行參數量的增加，天然氣出現供不應求的局面，嚴重影項目溫度/C壓力/MPa流 量/m2/h響以天然氣為原料的化工裝置正常負荷的生產(chǎn)運6. 5011 075行。2010 年12月，由于天然氣供應緊張，導致天然氣6. 3016 858天野化工甲醇裝置和化肥裝置一直處于低負荷運蒸汽3807. 002. 0t/h行，12月中旬開(kāi)始，化肥裝置氣化爐一直在氣化爐1 3206. 0079 00040%的低負荷下運行，運行時(shí)間持續達40d以上，因此對氣化爐的安全運行提出新的挑戰。1.2氣化爐低 負荷運行介紹2010年冬季由于受天然氣供應不足的影響，1氣化爐正常負荷與低負荷運行的工藝天野化工化肥裝置氣化爐被迫減負荷至40%的對比分析低負荷運行。由于這套氣化爐在設計時(shí)給出的最1.1 氣化爐正常負荷運行介紹低運行負荷為70%，所以之前沒(méi)有低于70%負氣化造氣系統由兩臺氣化爐、兩臺廢熱鍋爐荷運行的數據可以參考，這給工藝操作帶來(lái)了很(副產(chǎn)10. 0MPa飽和蒸汽)、激冷洗滌、洗滌塔大的困難。在低負荷運行實(shí)施之前，化肥系統組降溫等組成，氣化爐為兩臺并聯(lián)運行，沒(méi)有備織相關(guān)技術(shù)人員，經(jīng)過(guò)多次的討論和評估，編制用。氣化爐三物料(氧氣、天然氣、蒸汽)送人氣出操作的應急預案;由工藝技術(shù)人員親自指揮操化爐進(jìn)行部分氧化反應，產(chǎn)出有效氣(CO+ H2)作減負荷，實(shí)施減負荷至40%的低負荷運行，含量為96%的合成氨原料氣。三物料通過(guò)氣化隨時(shí)觀(guān)察氣化爐運行狀況，經(jīng)過(guò)24h的監護運.爐燒嘴的不同環(huán)隙進(jìn)入氣化爐，部分氧化反應生.行，氣化爐整體沒(méi)有出現超溫現象，有效氣含量成原料氣，高溫原料氣通過(guò)熱量回收和洗滌降溫在指標范圍之內，說(shuō)明實(shí)施低負荷運行是可行后，溫度為45 C的原料氣送到后序工段進(jìn)行合的。對應急預案進(jìn)行修改和完善，下發(fā)到操作崗收稿日期: 2011-04-18中國煤化工、作者簡(jiǎn)介:郭永偉(1975-), 男，內蒙古呼和浩特人，助理工程師，江藝工程師，長(cháng)期從事合成氨氣化工藝技術(shù)管理工作。MYHCNMH G.第5期郭永偉等:氣化爐低負荷運行安全操作的分析和總結位執行，其中包括摘除三物料低聯(lián)鎖6個(gè)，氣化控制在0. 3%(體積分率)時(shí)，有效氣(CO+ H2)爐每小時(shí)測溫一次，天然氣流量閥打手動(dòng)控制，含量 在95. 5%(體積分率)以上，基本保持不變，操作人員發(fā)現氣化爐異常有先停車(chē)后匯報的特能夠滿(mǎn)足后序工段生產(chǎn)的要求。權，技術(shù)監督每日進(jìn)行-次氣化爐評估并隨時(shí)修(6)氣化爐低負荷下運行，較正常負荷時(shí)工改操作預案。通過(guò)此次氣化爐低負荷運行，掌握藝操作難度增加。由于三物料流量自動(dòng)調節閥的了一定的參考數據，為以后的氣化爐運行提供了開(kāi)度變小，造成閥門(mén)操作彈性變小，致使三物料技術(shù)支持。表2為氣化爐低負荷運行參數(40%部分閥門(mén)不能投自動(dòng)，以防止閥門(mén)調節過(guò)程中，突然關(guān)閉，部分物料喪失，發(fā)生氣化爐超溫等危表2氣化爐低 負荷運行參數險，只能改為手動(dòng)操作，每次只能調整0. 1%的項目溫度/C壓力/MPa流量/m/h閥位開(kāi)關(guān)操作，使操作人員的工作量大幅增加，2305.505 200并且增加了安全運行風(fēng)險。天然氣2505.407 000蒸汽3807. 003.0t/h2氣化爐低負荷運行的安全注意事項氣化爐5. 20340002.1氣化爐 部分物料低聯(lián)鎖摘除1.3氣化爐在 40%低負荷運行時(shí)的差異分析由于氣化爐低負荷運行時(shí)，氧氣、天然氣物(1)氣化爐在低負荷運行時(shí)，氣化爐爐膛整料參數低于設計的安全聯(lián)鎖值，所以只能將物料體溫度下降140C左右，這是由于氣化爐的熱量低聯(lián)鎖摘除， 這樣給氣化爐安全運行帶來(lái)了非常損失并不隨生產(chǎn)負荷的降低而變化導致的。所以大的隱患，必須制定相應的氣化爐低負荷操作預在氧與天然氣比不變的情況下，降低生產(chǎn)負荷氣案，由專(zhuān)人進(jìn)行監護、落實(shí)和執行，切實(shí)保證氣化爐溫度也隨著(zhù)降低?；癄t的安全運行。(2)氣化爐在低負荷運行時(shí)，氣化爐拱頂溫2.2氣化爐特護度沒(méi)有上漲，反而有所下降。理論上，隨著(zhù)氣化低負荷運行時(shí)，對氣化爐要進(jìn)行必要的特護爐負荷的降低，由于燒嘴火焰反應區的上移，拱工作，中控操作有專(zhuān)門(mén)的DCS監控畫(huà)面，專(zhuān)人頂溫度將上漲，但事實(shí)相反，初步分析為負荷較負責監控三物料的參數，如壓力、溫度、流量及低時(shí)，在反應區產(chǎn)生熱量的減少，抵消了反應區氣化爐溫度變化情況?，F場(chǎng)操作人員每小時(shí)對氣溫度上移的熱量，從而使溫度未上漲。這也是氣化爐進(jìn)行認真巡檢，加強各溫度點(diǎn)的現場(chǎng)測溫和化爐低負荷運行所擔心的，防止氣化爐超溫的最燒嘴冷卻水可燃氣的檢測工作，發(fā)現異常情況立重要問(wèn)題之- -。即打閘停車(chē)、泄壓和氮氣置換處理，確保氣化爐(3)不同負荷對氣化爐燒嘴的影響不- -樣，的安全。低負荷運行是對燒嘴最不利的，設計時(shí)氣化爐最2.3氣化爐日 評估低負荷為70%也是考慮到這一點(diǎn)。氣化爐正常專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員每天對氣化爐低負荷運行的數滿(mǎn)負荷運行時(shí)燒嘴冷卻水回水溫度為50C，當據進(jìn)行整理、對比和分析，根據氣化爐的運行狀氣化爐在40%負荷時(shí)，燒嘴冷卻水回水溫度降況及參數變化情況進(jìn)行評估，并制定出安全、合為35C，此數據表明氣化爐在低負荷運行時(shí)燒理的操作預案和指令，指導操作人員進(jìn)行氣化爐嘴環(huán)隙處的溫度也是下降了的。兩臺氣化爐低負的安全操作。荷運行40 d以上，饒嘴沒(méi)有發(fā)生泄漏，但這也2.4氣化爐開(kāi)停車(chē)不能說(shuō)明低負荷對燒嘴的影響減小，還需要更多氣化爐開(kāi)停車(chē)嚴格執行確認單并簽字，安排的實(shí)際數據分析和理論支持。.至少2人以上對氣化爐專(zhuān)人監護開(kāi)停車(chē)，監護爐(4) 氣化爐在低負荷運行時(shí)，增加進(jìn)入燒嘴溫、流量、壓力參數，升降壓、升降溫速率;防屏蔽環(huán)隙的保護蒸汽用量，由正常的1.5t/h增止閥門(mén)開(kāi)度小，物料指示假，發(fā)生氣化爐超溫、加到2.0t/h，這是為了保護氣化爐拱頂爐磚，超壓等嚴重事故。在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，技術(shù)監督要防止拱頂超溫。監護崗位人中國煤化工化爐的運行(5)氣化爐低負荷下運行，原料氣甲烷含量安全，降低@:fYHCNMHG化工設計通訊第37卷第5期Chemical Engineering Design Communications2011年10月造氣爐水夾套失效原因分析徐廣平(山東陽(yáng)煤恒通化工股份有限公司，山東郯城276100)摘要: 通過(guò)分析與試驗，發(fā)現造氣爐夾套失效的原因是由于空程尺寸過(guò)大。關(guān)鍵詞:造氣爐夾套:失效:空程尺寸中圖分類(lèi)號: TQ113.25文獻標志碼: B文章編號: 1003-6490( 2011)05 0026-02Analysis of Failure Reasons of Water Lined jacket in Fixed-Bed GasifiersXU Guang ping(Shandong Yangmei Hengtong Chemical Co., Ltd., Tancheng Shandong 276 100, China)Abstract: After analysis and experiment， failure reasons of the water lined jacket in fixed-bedgasifier is due to the air space oversized.Key words:water lined jacket in fixed- bed gasifier ; failure;air space size此水夾套上封頭材料是20g,水夾套制作按1存在的問(wèn)題，壓力容器標準設計制作，設計參數見(jiàn)表1.山東陽(yáng)煤恒通化工股份有限公司化肥廠(chǎng)表1水夾套設計參數2009年有4臺φ2800mm造氣爐水夾套上封頭在數連續運行2年后發(fā)生開(kāi)裂現象，使水夾套運行周設計壓力/MPa0.24期比正常情況大大縮短，而正常使用周期在5年最高工作壓力/MPa0.2左右。開(kāi)裂位置在封頭向火側，自水側向爐膛沿設計溫度/C137縱向開(kāi)裂，開(kāi)裂部位形貌見(jiàn)圖1.最高工作溫度/C133介質(zhì)..水、蒸汽_在造氣爐實(shí)際操作運行中，測得蒸汽出口管下側附近的測溫點(diǎn)運行溫度在125~135 C，爐口1膛底部運行溫度在1200~1300C，爐膛中上部溫度在1000~1200C，封頭附近正常使用溫度在700~800 C，不正常時(shí)可達1000 C。2原因分析圖1水夾套封頭開(kāi)裂部位宏觀(guān)形貌對圖1中的白色方框區域取樣分析化學(xué)成收稿日期: 2011-03-14作者簡(jiǎn)介:徐廣平(1975-)， 男，山東臨沂人，助理工程師，從事設備管理工作。的目的。但是,氣化爐低負荷運行有很大的安全3結語(yǔ)風(fēng)險,必須采取必要的安全防護措施,操作人員必2010 年年底，天野化工化肥裝置兩臺氣化須熟練掌握操作技能和預案，迅速反應，快速處爐低負荷(40%負荷)累計運行40d,采取可行、置,否則會(huì )產(chǎn)告背嘗平擊的后用兒畢變原料結構,中國煤化1可控、有效的操作手段對氣化爐進(jìn)行維護運行，時(shí)刻滿(mǎn)足山苛,才是氣化沒(méi)有發(fā)生超溫、超壓等安全問(wèn)題,達到了安全運行:CYHCNMH(爐安全穩定是小時(shí)人在，研人問(wèn)題出最根本辦法。.