科技簡(jiǎn)訊

自動(dòng)下灰上灰閥閥座穿孔原因、危害及處理

湖北新洋豐合成氨廠造氣車間共有14臺(tái)Φ 2 650 mm造氣爐，于2010年成功進(jìn)行了自動(dòng)下灰技改并穩(wěn)定運(yùn)行至今。技改時(shí)，在原灰倉中上部增加了1只上灰閥，其閥座因使用年限較長，出現(xiàn)不同程度的穿孔現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅造氣安全生產(chǎn)。2014年，針對(duì)上灰閥穿孔的不同程度，采用了不同的處理措施，有效解決了問題。

1上灰閥閥座穿孔原因

自動(dòng)下灰的原理:在造氣中控微機(jī)控制下，利用上灰閥的振動(dòng)將上灰閥閥座上部160℃左右的灰渣壓至下部灰倉，然后關(guān)閉上灰閥，下灰門自動(dòng)打開后將灰渣排出灰倉外;再關(guān)閉下灰圓門后，上灰閥自動(dòng)開啟，完成1次自動(dòng)下灰操作。每個(gè)循環(huán)上灰閥振動(dòng)1次，每5個(gè)循環(huán)上灰閥關(guān)閉自動(dòng)下灰1次。為防止下灰時(shí)粉塵污染環(huán)境，每個(gè)灰倉都在上灰閥閥座下連接1只灰渣增濕的污水噴頭。因此，上灰閥穿孔主要原因:①灰渣對(duì)閥板和閥座的磨損;②增濕灰渣的污水中酸、堿等物質(zhì)對(duì)高溫閥座的腐蝕。

2上灰閥閥座穿孔的危害

因上灰閥閥座穿孔，自動(dòng)下灰時(shí)上灰閥無法將造氣爐爐內(nèi)的氣體密封，吹風(fēng)階段的空氣、上吹階段的蒸汽及下吹階段的煤氣裹挾灰渣從上灰閥閥座穿孔處高速噴出，極易燙傷或燒傷爐底作業(yè)人員，同時(shí)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，且浪費(fèi)蒸汽和吹風(fēng)空氣，不利于節(jié)能降耗。

3處理措施

3.1 上灰閥閥座穿孔程度的判定

根據(jù)自動(dòng)下灰時(shí)空氣、蒸汽及煤氣裹挾灰渣噴射力度的不同，可將下灰閥閥座穿孔程度劃分為輕微、較嚴(yán)重和嚴(yán)重3種情況。下灰閥閥座穿孔程度輕微，下灰時(shí)有極少量的空氣或蒸汽、煤氣裹挾灰渣噴出，噴射力度小，灰渣噴出的射程不遠(yuǎn)，造氣爐爐底僅有極少量煙塵彌漫;下灰閥閥座穿孔程度較嚴(yán)重，下灰時(shí)空氣或蒸汽、煤氣裹挾灰渣噴出量較多，穿孔一側(cè)灰倉周圍有較多的煙塵彌漫;下灰閥閥座穿孔程度嚴(yán)重，下灰時(shí)大量的空氣或蒸汽、煤氣裹挾灰渣高速噴出，大量的煙塵從造氣爐爐底向四周彌漫，嚴(yán)重污染環(huán)境。

3.2 上灰閥閥座穿孔的處理措施

(1)上灰閥閥座穿孔程度輕微的處理措施:在不方便停爐檢修的情況下，可在操作人員監(jiān)護(hù)下處理，以防止氣體和灰渣泄漏燙傷爐底作業(yè)人員;在清除造氣爐爐底灑落的灰渣或檢修作業(yè)時(shí)，造氣主操作人員可暫停自動(dòng)下灰系統(tǒng)程序，待清除灰渣或檢修作業(yè)完成后恢復(fù)自動(dòng)下灰系統(tǒng)程序;若有檢修時(shí)機(jī)，按上灰閥閥座穿孔較嚴(yán)重的情況處理。

(2)上灰閥閥座穿孔程度較嚴(yán)重的處理措施:經(jīng)判定上灰閥的閥座屬較嚴(yán)重穿孔，必須熄爐并將造氣爐爐內(nèi)炭排空(采用鏈條機(jī)將爐內(nèi)炭全部排出爐外)，然后將灰倉上部頂板割開并移除上灰閥，將上灰閥閥座上部空間內(nèi)的殘?jiān)?、灰垢清理干凈，查看閥座穿孔程度，對(duì)閥座穿孔處及腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù);修復(fù)后，安裝修復(fù)的上灰閥。安裝時(shí)，上灰閥閥板與閥座務(wù)必嚴(yán)密吻合，否則易出現(xiàn)修復(fù)后的上灰閥無法關(guān)閉到位(嚴(yán)密)而需返工的情況。

(3)上灰閥閥座穿孔程度嚴(yán)重的處理措施:經(jīng)判定上灰閥的閥座屬嚴(yán)重穿孔，必須熄爐、排空造氣爐爐內(nèi)的炭后檢修。檢修時(shí)，將造氣爐兩邊灰倉及上灰閥閥座拆除，并更換新的上灰閥閥座，對(duì)閥座背面用剛玉料澆筑，重新安裝好原灰倉和新閥座即可。

4改進(jìn)效果

經(jīng)采用以上措施檢修后的上灰閥閥座，其耐磨、耐腐蝕、密封性能等得到大幅提高，成功地解決了因上灰閥閥座穿孔而導(dǎo)致生產(chǎn)安全、環(huán)保和節(jié)能降耗等難題。

(湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門448150向宏)

75 t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫裝置技術(shù)改造

1存在的問題

安徽三星化工有限責(zé)任公司2#鍋爐為75 t/h循環(huán)流化床鍋爐。為了降低煙囪排放氣體中的煙塵及硫含量，在電除塵器后串聯(lián)1臺(tái)Φ 2 200 mm煙氣脫硫塔，利用熱電污水池氨水及脫硫液進(jìn)行脫硫;脫硫塔利用舊設(shè)備改造而成，塔內(nèi)設(shè)6只DN 20 mm噴頭，向上噴射液體，與煙氣逆流接觸脫除排放氣中的煙塵及二氧化硫。該脫硫塔運(yùn)行效果不理想，存在以下問題:①由于脫硫塔離引風(fēng)機(jī)距離較遠(yuǎn)、彎頭較多，造成排煙困難、排煙阻力較大;②由于煙氣流速過快，導(dǎo)致煙氣中的部分二氧化硫還未反應(yīng)便排出煙囪，在線監(jiān)測(cè)值偏大;③由于煙氣流速過快，在脫硫液噴頭霧化較好的情況下，易使脫硫液被快速通過的煙氣帶出脫硫塔，進(jìn)入煙囪排入大氣。運(yùn)行時(shí)，在線監(jiān)測(cè)顯示煙氣中二氧化硫質(zhì)量濃度最高達(dá)到200 mg/m3以上，超出國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2改造方案

利用拆下的Φ 3 200 mm×18 000 mm廢舊設(shè)備改造為脫硫塔主塔，即新增1臺(tái)脫硫塔，塔內(nèi)布置1套自主設(shè)計(jì)制造的旋流板，塔內(nèi)上下各布置1層的脫硫液霧化裝置。

改造后煙氣流程:從2#鍋爐引風(fēng)機(jī)出口煙道處接入新增脫硫塔出口與原脫硫塔出口連接，兩塔實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行。

改造后脫硫液流程:脫硫液循環(huán)水池內(nèi)的脫硫液由脫硫循環(huán)泵打入脫硫液輸送管道，經(jīng)脫硫塔環(huán)形分配管進(jìn)入各霧化噴頭進(jìn)行霧化，均勻噴灑在煙氣中進(jìn)行脫硫;經(jīng)旋流板分離出的脫硫液從下部出水口排出，經(jīng)地下水道流入脫硫液循環(huán)水池，經(jīng)補(bǔ)充部分氨水后再次進(jìn)行循環(huán)。

3運(yùn)行情況

2013年7月，利用停爐檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行安裝，投入運(yùn)行后，效果較為理想。排煙阻力、煙氣流速降低，避免了煙氣帶水現(xiàn)象，2#鍋爐煙氣中二氧化硫排放質(zhì)量濃度降至30 mg/m3以下，大大改善了周邊的環(huán)境。

4存在的問題及解決措施

由于脫硫液循環(huán)利用，后工段排過來的污水進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)，水質(zhì)變化大，造成脫硫塔循環(huán)管和噴頭易堵塞，進(jìn)而影響脫硫效果。根據(jù)實(shí)際情況，加工備用循環(huán)管以及噴頭1套，每2～3個(gè)月定期更換1次。

(安徽三星化工有限責(zé)任公司安徽渦陽233610宋正來朱大麗)

采用CO2氣置換生產(chǎn)系統(tǒng)

1采用造氣爐所制惰氣進(jìn)行置換的情況

湖北潛江金華潤化肥有限公司于2010年至2011年在原有生產(chǎn)裝置的南面建成了“40·30”裝置，形成了新、老裝置毗鄰的局面。新、老裝置原來單獨(dú)利用2臺(tái)造氣爐產(chǎn)生的惰氣對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行置換，系統(tǒng)置換完畢后在脫碳系統(tǒng)出口處放空。因裝置規(guī)模擴(kuò)大，系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格變大，氣路變長，每次制惰氣時(shí)間均需＞10 h，惰氣的質(zhì)量和氣量容易波動(dòng)，影響系統(tǒng)安全，例如惰氣中氧含量超標(biāo)時(shí)就必須及時(shí)將惰氣放空，延長了置換時(shí)間。

2改造方案

在新、老裝置CO2壓縮系統(tǒng)的二段出口總管之間采用Φ 108 mm管線進(jìn)行連接，再使用Φ 89 mm和Φ 108 mm管線分別連接到新、老裝置的氣柜進(jìn)口，再按工藝流程分別經(jīng)過各自的凈化系統(tǒng)，從脫碳系統(tǒng)出口出來后進(jìn)入回收氣柜，其放空點(diǎn)設(shè)置在脫碳系統(tǒng)出口和回收氣柜頂端(見圖1)。

圖1CO2氣置換示意

3改造后效果

2013年6月26日至30日老裝置進(jìn)行了停車檢修，利用新裝置CO2氣體對(duì)老裝置進(jìn)行開車前的系統(tǒng)置換，置換時(shí)間＜6 h。新裝置儀表數(shù)據(jù)顯示，送往老裝置的CO2流量為1 200 m3/h(標(biāo)態(tài))，只是該壓縮機(jī)加大了從脫碳系統(tǒng)吸入CO2氣量，尿素產(chǎn)量并沒有減少，并在今后的生產(chǎn)中，可利用該管線對(duì)新、老裝置CO2氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)平衡，對(duì)尿素裝置生產(chǎn)穩(wěn)定也有一定促進(jìn)作用。

不計(jì)CO2氣置換所節(jié)約生產(chǎn)臺(tái)時(shí)，僅計(jì)算每次制惰氣所節(jié)約的型煤，新、老裝置原來每次系統(tǒng)置換需消耗型煤分別為225 t和75 t，按型煤價(jià)格820元/t、每年進(jìn)行2次置換計(jì)，則新、老裝置年可節(jié)省系統(tǒng)置換費(fèi)用49.2萬元，同時(shí)還增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性，簡(jiǎn)化了操作，減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

(湖北潛江金華潤化肥有限公司湖北潛江433132羅延輝)

半水煤氣冷卻工藝的改進(jìn)

1存在問題及措施

廣西鹿寨化肥有限責(zé)任公司為配套240 k t/a磷酸銨裝置，于2000年9月建成了以無煙塊煤為原料、設(shè)計(jì)能力為60 kt/a液氨的合成氨裝置，所產(chǎn)的液氨供磷酸一銨、磷酸二銨、復(fù)合肥等3套裝置使用。目前，合成氨裝置的二級(jí)電除塵前的洗滌冷卻塔用工業(yè)水(40～50 m3/h)洗滌、冷卻高壓機(jī)一段進(jìn)口的半水煤氣;經(jīng)統(tǒng)計(jì)，夏、秋高溫季節(jié)，洗滌冷卻塔進(jìn)口的半水煤氣溫度為38～55℃，工業(yè)水平均溫度為30℃，洗滌冷卻塔出口的半水煤氣平均溫度為39℃，超出高壓機(jī)一段進(jìn)口的半水煤氣溫度工藝指標(biāo)(≤38℃)。半水煤氣溫度升高，使半水煤氣中飽和水汽含量增加以及氣體體積增大，影響高壓機(jī)的干氣吸氣量，造成高壓機(jī)的實(shí)際打氣量下降，氨產(chǎn)量減少。故擬增加1臺(tái)小型氨冷器，用液氨先將工業(yè)水溫度降低至約10℃，再送至洗滌冷卻塔洗滌、冷卻半水煤氣，增強(qiáng)洗滌冷卻塔冷卻半水煤氣的效果，高壓機(jī)一段進(jìn)口半水煤氣溫度可由39℃降低至20℃，提高高壓機(jī)的干氣吸氣量，進(jìn)而提高了氨產(chǎn)量。

2工藝流程

半脫系統(tǒng)送來的半水煤氣溫度為38～55℃，由底部進(jìn)入洗滌冷卻塔，自下而上與塔上部噴淋下來且經(jīng)小型氨冷器冷卻后、溫度約10℃的工業(yè)水(或循環(huán)水)在塔內(nèi)的多層旋流板里逆向接觸，半水煤氣得到洗滌、冷卻后，溫度降至20℃左右，從洗滌冷卻塔頂部出來送后工序。

從合成氨裝置大型氨冷器進(jìn)口液氨的旁路管線來的液氨［溫度約25℃、壓力約1.15 MPa(表壓)］，經(jīng)液氨氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組調(diào)節(jié)減壓后，由下側(cè)進(jìn)入小型氨冷器殼程，與管程內(nèi)的工業(yè)水交換熱量，吸收工業(yè)水放出的熱量后液氨被蒸發(fā)為氣氨，從小型氨冷器上側(cè)排出，經(jīng)氣氨氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥組調(diào)節(jié)將壓力控制在0.35 MPa(表壓)送往合成大型氨冷器氣氨排冰機(jī)總管。

3工藝操作指標(biāo)

小型氨冷器液氨液位:10%～30%;

小型氨冷器出口水溫度:8～12℃;

小型氨冷器壓力:0.35～0.40 MPa;

洗滌冷卻塔排出水pH:7左右。

4工藝計(jì)算

工藝計(jì)算條件:按最高半水煤氣溫度50℃、最高工業(yè)水溫度30℃計(jì)。

(1)開3臺(tái)高壓機(jī)負(fù)荷時(shí)，半水煤氣量約為28 500 m3/h(標(biāo)態(tài))，半水煤氣溫度由50℃降至20℃，CP=29.68 kJ/(kmol·℃)，則半水煤氣量所需帶的熱量為1 132 875 kJ/h。

(2)工業(yè)水溫度由30℃降至10℃，工業(yè)水的密度為ρ水=1 000 kg/m3，工業(yè)水比熱為C水= 4.187 kJ/(kg·℃);冷量損失按10%計(jì)，則所需的冷卻工業(yè)水量為15 m3/h;冷卻工業(yè)水需要的冷量為1 256 100 kJ/h。

(3)液氨溫度為25℃、壓力為1.15 MPa(表壓)，查氨T-S圖得飽和液氨焓值575.575 kJ/kg;氣氨溫度為5℃、壓力為0.35 MPa(表壓)，查氨T-S圖得飽和液氨焓值1 686.4kJ/kg;按冷量損失為10%計(jì)，則需要的液氨為1 244 kg/h。

5改造效果

目前，合成氨裝置開3臺(tái)高壓機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，在冬、春季節(jié)平均產(chǎn)量為8.1 t/h，夏、秋季節(jié)平均產(chǎn)量為7.6 t/h，全年平均產(chǎn)量為7.9 t/h。經(jīng)改造后，夏、秋高溫季節(jié)高壓機(jī)一段進(jìn)口半水煤氣溫度可由39℃降低至20℃，有利于設(shè)備的安全運(yùn)行和提高高壓機(jī)的吸氣量，每小時(shí)產(chǎn)氨量可提高約6.4%，全年增加經(jīng)濟(jì)效益約310萬元。

(廣西鹿寨化肥有限責(zé)任公司廣西鹿寨545600陶德波秦俊勇)