恩德爐系統(tǒng)改造小結(jié)

摘要：文章對恩德爐粉煤氣化爐試車及運行過程中所發(fā)生的一些故障進行了介紹。對原有的設(shè)備及管線存在的不足之處進行了必要的技術(shù)改造，確保了恩德爐粉煤氣化爐的長周期安全運行。

關(guān)鍵詞：恩德爐；儲煤槽；系統(tǒng)改造；灰斗；空噴塔

中圖分類號：TQ545 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）01-0194-02

近年來，采用劣質(zhì)煤（褐煤、長焰煤）進行造氣，用氣化產(chǎn)生的半水煤氣來生產(chǎn)合成氨、尿素或用來生產(chǎn)甲醇等產(chǎn)品正方興未艾。我公司于2003年安裝了恩德粉煤氣化爐兩臺，并于當年的11月末開始試車，設(shè)計單臺爐每小時可生產(chǎn)40000立米的半水煤氣，主要是用來作為合成氨（設(shè)計該系統(tǒng)可年產(chǎn)15萬噸合成氨、3萬噸甲醇和28萬噸尿素）的原料氣。這兩臺爐在投產(chǎn)運行的初期及不穩(wěn)定，各種故障頻頻發(fā)生，至使其運行周期也非常短，平均只有半個月左右。后來經(jīng)過我們公司的工程技術(shù)人員的全面系統(tǒng)研究，認真分析其原因并進行多次徹底的改造，現(xiàn)在已經(jīng)運行得非常平穩(wěn)，可以足量地向合成氨系統(tǒng)供給高質(zhì)量的半水煤氣，并且兩臺爐的運行周期也大大的延長，今年上半年又創(chuàng)造了雙爐并行達一百天的新記錄，突破了歷史的最高記錄。

一、生產(chǎn)工藝及特點

1．生產(chǎn)工藝。富氧空氣和蒸汽在混和器內(nèi)混和均勻后再經(jīng)過特殊的噴嘴按一定角度切線噴入爐內(nèi)，與爐內(nèi)熾熱的粉煤充分接觸混和，并快速發(fā)生復雜激烈的干燥、熱解及氧化還原反應(yīng)，制得的高溫粗煤氣依次經(jīng)干式旋風分離器、廢熱鍋爐、空噴塔、洗滌塔、文丘里的除塵和降溫后進入氣柜，然后再進入螺桿壓縮機和脫硫工序，經(jīng)加壓和脫硫后進入煤氣總管輸送給凈化、合成及尿素系統(tǒng)。

2．該裝置的特點

（1）爐內(nèi)操作壓力低，一般均在10-14千帕左右；

（2）煤種適應(yīng)性較寬，原料價廉易得，入爐粉煤含灰小于40%，粒度在10毫米左右；

（3）爐內(nèi)氣化反應(yīng)較復雜，受熱平衡、化學平衡和物料平衡等各種因素的影響；

（4）對煤的活性（950度時的還原率要在75%左右）及灰熔點（要求1300度左右）的要求較高；

（5）爐內(nèi)無灰犁等機械排灰裝置，因此其維修工作量較少；

（6）制得的粗煤氣中粉塵含量大，且其含碳量也高；

（7）技術(shù)成熟，操作彈性大，負荷可在60%～105%調(diào)節(jié)，開停爐較方便；

（8）對環(huán)境影響小，因為操作溫度在950度以上，揮發(fā)份分解，煤氣中不含焦油；

（9）自產(chǎn)蒸汽量大，所產(chǎn)煤氣用途廣泛，投資少，生產(chǎn)成本低。

二、改造前所發(fā)生的故障

1．二號鼓風機運行中突然發(fā)生爆炸，風機的主軸斷裂，造成爐內(nèi)的大量煤氣自空氣管線倒回自鼓風機入口向外噴火。

2．儲煤槽加煤過程中突然發(fā)生爆炸，將大蓋焊口炸開一多半，使大蓋嚴重變形向上鼓起。

3．灰斗在排渣機排灰時發(fā)生爆鳴噴火，嚴重的威脅著安全生產(chǎn)。

4．儲煤槽頻繁發(fā)生篷煤事故，造成爐溫急速上漲，多次造成爐內(nèi)超溫結(jié)疤。

5．空噴塔底部水封易發(fā)生堵塞，造成塔內(nèi)水位快速上漲封住了煤氣入口管，使系統(tǒng)壓力瞬間超標，造成廢鍋水封沖破，大量煤氣串出著火。

6．回流管易發(fā)生堵塞，造成旋風分離器內(nèi)被細灰積滿，大量細灰被煤氣帶入后系統(tǒng)，造成廢鍋磨損嚴重而泄漏，洗滌塔阻力上升，煤氣總管壓力升高。

7．洗滌塔填料發(fā)生嚴重堵塞，造成爐上壓力偏高，被迫只能采取降低負荷運行的辦法來維持系統(tǒng)的生產(chǎn)運行。

8．廢鍋水封易發(fā)生堵塞，大量細灰被帶到空噴塔和洗滌塔，造成塔阻上升，嚴重時會形成水封進而造成爐上壓力快速上升。

9．入爐氣化劑帶水嚴重，使入爐氣化劑的溫度偏低，爐溫波動大，氣化反應(yīng)效果不好，造成煤氣中的有效氣低，同時也增加了氧耗。

10．廢熱鍋爐運行及不穩(wěn)定，預熱器和過熱器蛇管頻繁發(fā)生泄漏事故造成蒸汽和軟水的大量浪費。

三、改造措施

1．設(shè)置了空氣總管，空氣經(jīng)過總管的自調(diào)閥的調(diào)壓后，再經(jīng)過單爐的自動閥、調(diào)量閥后再入爐，并且爐內(nèi)料位控制不要過高，防止喘振損壞鼓風機。

2．將儲煤槽全部封閉，內(nèi)部通氮氣保正壓，壓力低時及時聯(lián)系調(diào)節(jié)，防止形成負壓使空氣吸入引發(fā)爆炸。

3．設(shè)置了灰斗蒸汽吹掃，排灰前先打開蒸汽，以灰斗放空出口見到少量蒸汽為準，防止吸入空氣與爐內(nèi)串出的煤氣混合而爆鳴。

4．重點抓好入爐煤的干燥效果，適當提高干燥爐的溫度，并采用小流長時間加煤的辦法，盡量降低入爐煤的含水量；精心操作，發(fā)現(xiàn)篷煤現(xiàn)象要及時聯(lián)系原料封倉，同時開高壓氮串入儲煤槽將煤壓入爐內(nèi)。

5．在空噴塔入口下部錐體上設(shè)置鋼筋篦子，防止入口管上結(jié)垢大量落下時堵塞水封管底部出水口；同時在篦子上方側(cè)壁上又接一個副水封桶，當篦子堵滿灰后，水仍能從副水封排出，防止水面上升封住煤氣入口管，造成爐上超壓引起廢鍋水封沖破。

6．在旋風分離器下錐體內(nèi)安裝了一個用耐熱材料制成的篦子（50×50mm方孔），防止個別大灰塊或少量耐火磚落下堵塞回流管入口，造成大量細灰?guī)У胶笙到y(tǒng)，引起塔阻上漲，造成系統(tǒng)超壓無法正常運行。同時在回流管上設(shè)置壓力氮吹掃管線，發(fā)現(xiàn)有堵塞跡象時，及時開氮氣進行吹掃，使其保持暢通。

7．原有輕瓷填料孔細，易結(jié)垢而堵塞使塔阻上漲很快，后來改為19孔全瓷填料，其孔徑增大，不易堵塞；同時又在循環(huán)水中加入阻垢分散劑，防止細灰沉積在填料上，從而使塔阻大大降低。

8．因爐出口煤氣中夾帶大量細灰，進入廢鍋后有大量灰沉積下來進入水封池內(nèi)，時間長了大量灰沉積在池底堵塞水封管出口?，F(xiàn)在水封池內(nèi)設(shè)置一個氣體噴嘴，不斷將池底灰攪起，使其懸浮起來被循環(huán)水帶入沉淀池中，進而防止了廢鍋水封被灰堵塞。

9．兩臺爐在一樓分別設(shè)置了一臺富氧空氣加熱器，加熱器出口溫度控制在180～200度，提高了入爐氣化劑的溫度，改善了氣化效果，平均提高有效氣達1～3個百分點。

10．對泄漏點進行了全面統(tǒng)計和認真分析原因，利用短停檢修時機對泄漏嚴重的管進行了徹底更換，并在易泄漏的蛇管的煤氣進口側(cè)加裝了護板，以減小粉塵對蛇管的沖刷，延長蛇管的使用壽命。

四、結(jié)語

我公司經(jīng)過多次改造后，現(xiàn)雙爐實現(xiàn)了長周期安全運行，大大減少了短停檢修費用，為實現(xiàn)整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)奠定了堅實的基礎(chǔ)。為尿素裝置的達產(chǎn)達標，為全面完成集團工司下達的生產(chǎn)任務(wù)做出了重大貢獻。

作者簡介：金慶才（1974- ），男，供職于黑龍江黑化集團有限公司，研究方向：技術(shù)管理。