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      潛熱鍋爐鍋筒滿液對(duì)造氣的影響及處理

      2016-11-14 02:35:03
      氮肥與合成氣 2016年9期
      關(guān)鍵詞:造氣氣爐鍋筒

      向 宏

      (湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門(mén)448150)

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      潛熱鍋爐鍋筒滿液對(duì)造氣的影響及處理

      向宏

      (湖北新洋豐合成氨廠湖北荊門(mén)448150)

      湖北新洋豐合成氨廠造氣車(chē)間共有14臺(tái)Φ2 650 mm 造氣爐,分為4個(gè)單元:1#和2#造氣爐為第1單元;剩余12臺(tái)造氣爐按4爐一單元為第2單元至第4單元,每2臺(tái)爐共用1臺(tái)蒸汽緩沖罐。制氣蒸汽由1臺(tái)45 t/h造氣灰渣發(fā)電鍋爐及1臺(tái)35 t/h造氣吹風(fēng)氣潛熱回收鍋爐(以下簡(jiǎn)稱(chēng)潛熱鍋爐)供給。2臺(tái)鍋爐供給的蒸汽在造氣蒸汽分汽缸匯聚混合后,一部分蒸汽經(jīng)拖動(dòng)4#和5#造氣高壓風(fēng)機(jī)的4#和5#汽輪機(jī)做功減壓后進(jìn)第1單元至第4單元蒸汽緩沖罐,其余部分由蒸汽自調(diào)閥減壓后進(jìn)入二次蒸汽總管,經(jīng)再次減壓后進(jìn)入蒸汽緩沖罐;造氣爐水夾套副產(chǎn)蒸汽經(jīng)顯熱回收器上部熱管與單元煤氣換熱后也進(jìn)入蒸汽緩沖罐,罐內(nèi)蒸汽再經(jīng)造氣爐蒸汽閥門(mén)控制進(jìn)入爐內(nèi)參與氣化反應(yīng),各處蒸汽壓力及溫度見(jiàn)表1(造氣爐水夾套副產(chǎn)的約115 ℃蒸汽經(jīng)水夾套出口進(jìn)入汽包,再進(jìn)入單元顯熱回收器換熱,換熱后約220~230 ℃的蒸汽再進(jìn)入蒸汽緩沖罐)。

      表1  各處蒸汽壓力及溫度

      2015年2月5日C班21:45,潛熱鍋爐開(kāi)車(chē)過(guò)程中,因操作工對(duì)其鍋筒液位誤判,導(dǎo)致鍋筒滿液,大量軟水隨蒸汽被帶至造氣蒸汽系統(tǒng),使半水煤氣氣質(zhì)、氣量大幅下降,影響造氣時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5 h左右,后果極其嚴(yán)重。

      1 潛熱鍋爐現(xiàn)象及操作

      2015年2月5日B班9:05,潛熱鍋爐的燃燒爐(以下簡(jiǎn)稱(chēng)燃燒爐)點(diǎn)火成功,經(jīng)升溫合格后,逐臺(tái)加送造氣吹風(fēng)回收氣至燃燒爐,于20:00,將5臺(tái)造氣爐吹風(fēng)氣送至燃燒爐;21:00,將6臺(tái)造氣爐吹風(fēng)氣送燃燒爐;因1月27日至2月3日的大雪低溫天氣導(dǎo)致鍋筒進(jìn)水自調(diào)閥不能正常工作,儀表工因故未及時(shí)修復(fù),依靠操作工開(kāi)旁路閥控制鍋筒液位。又因造氣送至燃燒爐的吹風(fēng)氣氣量過(guò)大,鍋筒液面波動(dòng)劇烈,且鍋筒液面計(jì)處攝像頭故障導(dǎo)致操作室遠(yuǎn)傳液面監(jiān)控畫(huà)面模糊,無(wú)法準(zhǔn)確判斷鍋筒液面位置;經(jīng)操作工多次現(xiàn)場(chǎng)檢查,判斷鍋筒缺水,遂開(kāi)大鍋筒進(jìn)水自調(diào)閥旁路閥。21:55潛熱鍋爐蒸汽過(guò)熱器出口蒸汽溫度由正常值220 ℃陡降至115 ℃;至22:00,鍋筒出口蒸汽壓力由0.85 MPa上升至1.01 MPa,操作工仍然斷定鍋筒缺水,向調(diào)度反映后,鍋筒進(jìn)水量由1臺(tái)脫氧泵加至2臺(tái);因用水量驟增,脫氧槽液位快速下降,開(kāi)啟脫氧槽軟水進(jìn)口自調(diào)閥旁路閥;22:35,操作工判定鍋筒液位合格,停運(yùn)1臺(tái)脫氧泵,關(guān)閉脫氧槽軟水進(jìn)口自調(diào)閥旁路閥;24:00,2月6日0:00,A班操作工接班,發(fā)現(xiàn)潛熱鍋爐鍋筒軟水進(jìn)口自調(diào)閥旁路閥關(guān)閉,鍋筒無(wú)液位,但汽水分離器導(dǎo)淋閥開(kāi)啟時(shí)有水流出,即判定鍋筒缺水,于 0:30 停送造氣吹風(fēng)回收氣,燃燒爐進(jìn)入保溫狀態(tài);對(duì)鍋筒緩慢進(jìn)水,至1:10鍋筒液位達(dá)液面計(jì)的1/2;2:00,再緩慢送回收的吹風(fēng)氣至燃燒爐,潛熱蒸汽過(guò)熱器出口蒸汽溫度驟升并穩(wěn)定至正常值(220 ℃)。2月6日B班,更換了鍋筒液面計(jì)監(jiān)控?cái)z像頭,修復(fù)了鍋筒進(jìn)水自調(diào)閥。

      2 造氣系統(tǒng)現(xiàn)象及操作

      (1) 壓力及溫度變化。2月5日21:55,造氣DCS中控顯示分汽缸蒸汽溫度由正常值245.0 ℃驟降至178.9 ℃,隨后逐漸降至168.5 ℃(24:00交班時(shí)),造氣灰渣發(fā)電鍋爐輸送至造氣系統(tǒng)蒸汽的壓力和溫度均未變,分汽缸蒸汽壓力亦保持在0.65 MPa;減壓后二次蒸汽總管壓力由正常的0.21 MPa逐步下降,至2月6日A班1:48降至0.12 MPa(燃燒爐保溫狀態(tài)下基本不產(chǎn)蒸汽,僅靠造氣灰渣發(fā)電鍋爐供應(yīng)蒸汽);E蒸汽緩沖罐(共分為A,B,C,D,E,F(xiàn)和G罐,7#和8#造氣爐共用的E蒸汽緩沖罐溫度變化最大,影響時(shí)間最長(zhǎng),此處選取E罐)蒸汽溫度由223.0 ℃(2月5日 21:57的正常溫度)驟降至106.8 ℃,2月6日 0:30,A班巡檢工發(fā)現(xiàn)E蒸汽緩沖罐水擊現(xiàn)象嚴(yán)重。

      (2)氫氮比變化。2月5日22:42,造氣DCS中控顯示合成循環(huán)氣中氫體積分?jǐn)?shù)為57%(工藝指標(biāo)為55.0%~57.0%),隨后至2月6日0:19降至50.0%;2:07降至49.1%,直至3:02才緩慢上漲至55.5%,期間采取上吹減氮、取消吹凈等措施仍無(wú)法穩(wěn)定氫氮比,合成循環(huán)氣中氫體積分?jǐn)?shù)過(guò)低導(dǎo)致合成系統(tǒng)循環(huán)機(jī)超壓嚴(yán)重。

      (3)爐溫變化。一單元5#造氣爐變化最為明顯。2月5日22:04,該爐上行煤氣溫度為343 ℃(正常值),隨后逐漸下降,至2月6日0:15降至265 ℃,至1:30降至165 ℃;下行煤氣溫度2月 5日22:04為204 ℃,至2月6日0:15降至105 ℃;2月6日0:40, A班造氣主操發(fā)現(xiàn)該爐下行集塵器有水滲出。

      (4)其他變化。2月6日A班接班后,半水煤氣中氧體積分?jǐn)?shù)逐漸上升至0.8%(1:45)。自2月5日23:00合成循環(huán)氣中氫體積分?jǐn)?shù)開(kāi)始下降,新鮮氣氣質(zhì)、氣量均也隨之逐漸下降,威脅安全生產(chǎn),2月6日0:30,壓縮系統(tǒng)減停運(yùn)1臺(tái)M型壓縮機(jī)。

      (5)操作。2月5日22:45,造氣分汽缸蒸汽溫度下降,低于汽輪機(jī)進(jìn)氣溫度(>200 ℃),汽輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);2月6日0:30,對(duì)造氣系統(tǒng)所有蒸汽緩沖罐及蒸汽分汽缸拆開(kāi)導(dǎo)淋閥排水,E罐積水最多,排水耗時(shí)4 h;余罐排水約3 h后無(wú)水;1:30,5#造氣爐停爐檢查(停爐后半水煤氣中氧體積分?jǐn)?shù)逐漸下降至0.3%),發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)箱、吹風(fēng)短管、下行煤氣集塵器水滿,造氣爐爐內(nèi)煤棒板結(jié)不透氣,逐漸排凈各處積水,然后對(duì)該爐重新提溫;6:05,該爐重新投運(yùn),半水煤氣中氧含量未再上升;3:35,造氣分汽缸蒸汽溫度上升至201.5 ℃,汽輪機(jī)投運(yùn)正常;6:30,壓縮系統(tǒng)重新投運(yùn)1臺(tái)M型機(jī),全廠生產(chǎn)恢復(fù)正常。

      3 事故造成的損失

      鍋筒滿水事故歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)近5 h,造成巨大的損失。事故過(guò)程中,近100 t脫氧水被帶至造氣蒸汽系統(tǒng),吹風(fēng)氣潛熱回收系統(tǒng)因此少產(chǎn)蒸汽100 t;造氣工況惡化,半水煤氣氣質(zhì)、氣量均大幅下降,少產(chǎn)液氨約20 t;拖動(dòng)造氣風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的2臺(tái)汽輪機(jī)停運(yùn)約4 h,增加電費(fèi)約700元;潛熱鍋爐鍋筒先滿水超壓、后缺水;造氣蒸汽系統(tǒng)部分管道、罐體發(fā)生水擊;汽輪機(jī)氣缸輕微帶水等都對(duì)設(shè)備組成不同程度損害,縮短了設(shè)備使用壽命;造氣吹風(fēng)氣被迫放空2 h,造成了環(huán)境污染;由于合成系統(tǒng)循環(huán)氣中氫含量偏低、氧含量偏高,給合成氨系統(tǒng)安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患,導(dǎo)致后工段大幅度減量生產(chǎn)。

      4 事故原因分析

      潛熱鍋爐鍋筒于2月5日C班21:45滿液,操作工對(duì)鍋筒液位判斷錯(cuò)誤,堅(jiān)持認(rèn)為鍋筒無(wú)水,又加開(kāi)1臺(tái)脫氧泵運(yùn)行約30 min,大量軟水進(jìn)入造氣蒸汽系統(tǒng),軟水隨蒸汽迅速經(jīng)潛熱蒸汽過(guò)熱器帶至造氣蒸汽分汽缸及各蒸汽緩沖罐、5#造氣爐吹風(fēng)短管及下行煤氣管,導(dǎo)致各處蒸汽溫度迅速下降,5#造氣爐爐溫下降并導(dǎo)致半水煤氣氧含量偏高;因蒸汽帶水嚴(yán)重,導(dǎo)致蒸汽過(guò)熱器水滿,鍋筒蒸汽無(wú)法排出導(dǎo)致超壓;C班操作工于 23:00 發(fā)現(xiàn)鍋筒滿水后,未及時(shí)將情況向車(chē)間匯報(bào)及2月6日A班接班人員說(shuō)明,又私自將鍋筒進(jìn)水自調(diào)閥旁路關(guān)嚴(yán),導(dǎo)致交班時(shí)鍋筒缺水;A班人員在事故原因沒(méi)查清楚的情況下倉(cāng)促接班,再次延誤了分析判斷和處理事故的時(shí)間,導(dǎo)致事故擴(kuò)大;潛熱工段開(kāi)車(chē)前曾要求儀表工修復(fù)潛熱鍋爐鍋筒自調(diào)閥和更換液面計(jì)處攝像頭而儀表工未及時(shí)處理,亦是事故發(fā)生的誘因之一。

      5 預(yù)防措施

      為杜絕再次發(fā)生類(lèi)似事故,車(chē)間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)操作工業(yè)務(wù)和安全技能的培訓(xùn),制定相關(guān)事故處理的預(yù)案和并加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急預(yù)案的演練,加強(qiáng)對(duì)交接班及各項(xiàng)工藝指標(biāo)控制的考核力度,對(duì)造成事故的人員加強(qiáng)懲處力度;儀表車(chē)間要確保液面計(jì)監(jiān)控?cái)z像頭及鍋筒進(jìn)水自調(diào)閥完好,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理,不留隱患。

      (收到修改稿2015- 12- 18)

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