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多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置闪蒸系统常见问题原因及处理

文档作者：赵岐1，胡金平2，路光彬2，闫顺2 文档来源： 1．山东兖矿国拓科技工程有限公司 2．兖矿国泰化工有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月19日
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2013年2月 化肥工业多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置闪蒸系统常见问题原因及处理赵岐1，胡金平2，路光彬2，闫顺2(1．山东兖矿国拓科技工程有限公司 山东滕州277527；2．兖矿国泰化工有限公司 山东滕州277527)摘要 简要介绍了多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置闪蒸系统，对生产中出现的蒸发热水塔带水、蒸发热水塔管端盲板冲刷磨漏、真空闪蒸罐减压阀后三通磨漏、黑水闪蒸管道出现结垢等常见问题进行了分析。通过控制水质、采用防磨材料和优化工艺操作等措施，保证了闪蒸系统长周期稳定运行。关键词 水煤浆气化炉 闪蒸系统结垢磨损 处理Fl嬲h System 0f Mlllti-Nozzle Opposed Coal-Water Slurry PressurizedGasmer Ca哪es for Common Problems and Treatmentzhao Qi 1，Hu Jinpin92，Lu Guangbin2，Yan Shun2(1．Shandong Yancon Guotuo Science&amp;amp;Engineering Co．，Ltd． Shandong Tengzhou 277527；2．Yancon Cathay Coal Chemicals Co．，Ltd． Shandong TengZhou 277527)Abstract A brief account is giVen of the nash system of the multi-nozzle opposed coal—waterslurIy I)ressurized gasifier，and an analysis is made of the common problems occu而ng in production，viz．，water entrainment in evapomtion hot-water column， erosion and wearing of blind plate at tubeend of the column，wearing of the three-way pipe after the pI．essuI℃I℃ducing valve of the vacuum flashdmm，and fbuling of black water nash pipe． By taking measuIes of contIDlling water quality，adoptingwear preventive materials and optimizing process operation，the nash system is assured to mn smoothlyfbr along period．Keywords coal-water slurry gasi6er nash system fouling emsion treatment兖矿国泰化工有限公司日处理l 000 t煤多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置是拥有自主知识产权的水煤浆气化技术，与德士古水煤浆气化技术相比，两者最大的区别之一在闪蒸系统上。德士古水煤浆气化技术采用间接换热方式回收黑水余热，而多喷嘴对置式水煤浆气化技术采用直接换热方式回收黑水余热，有助于解决换热器结垢堵塞的问题，提高热传递效率。多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置自投料运行以来，闪蒸系统运行基本平稳，但也出现了一些问题，直接影响气化装置的长周期稳定运行。本文作者的联系方式：hujinpi“gycccqh@163．co”1 闪蒸系统工艺流程简介闪蒸系统工艺流程如图l所示。来自气化炉及煤气初步净化系统的含有固体颗粒的渣水分别减压后导人渣水处理系统，渣水首先进入蒸发热水塔闪蒸室。在闪蒸室内，渣水大量汽化，溶解在水中的酸性气体也随之逸出。闪蒸室产生的蒸汽进入热水室与循环灰水直接接触换热，使灰水得到最大程度升温。闪蒸室底部含固量提高的液相产物再进行真空闪蒸，以进一步降低渣水温度并提高渣水的含固量。万方数据2 化肥工业 第40卷第l期图1 闪蒸系统工艺流程2 闪蒸系统常见问题原因及处理2．1蒸发热水塔带水蒸发热水塔分为闪蒸室和热水室，内有6 000 mm高不锈钢鲍尔环填料层。高压、高温黑水首先进入蒸发热水塔闪蒸室，并在闪蒸室内大量汽化，闪蒸汽通过填料进入热水室，再与低压灰水、低温变换冷凝液直接接触换热。如果填料出现结垢，将致使出闪蒸室的高温蒸汽穿过填料层的流通面积变小，造成闪蒸室与热水室压差变大，严重时，下塔闪蒸室压力超出其设计压力，给设备运行带来安全隐患。如果上、下塔压差较大，闪蒸汽通过填料层的流速变大，易发生雾沫夹带，将填料层上方分布器中的低压灰水、低温变换冷凝液直接带入闪蒸汽火炬管线(即闪蒸带水)。闪蒸带水的后果比较严重，由于带水，高温热水储罐液位迅速下降，导致高温热水泵抽空或者去水洗塔流量急剧降低，影响系统稳定运行。2．1．1蒸发热水塔填料层结垢、堵塞由于填料结垢，蒸发热水塔一般运行约2 000 h后就会出现带水现象，并随着运行时间延长，带水情况逐步严重。另一原因是因煤种变化或水质波动频繁，引起灰水浊度高、灰水中悬浮物较多，造成填料在短时间内出现积灰、堵塞。蒸发热水塔长周期运行后出现的闪蒸带水，只能在气化炉停车更换耐火砖时进行填料清理或更换。由于结垢严重，填料清理较困难。在蒸发热水塔南侧三层处有1个卸料孑L供卸出填料，但空问小，劳动强度大。c8蒸发热水塔在A“／B4蒸发热水塔原设计基础上加以改进，在北侧四层增设1个卸料孔，以便于卸出填料(A”／B”蒸发热水塔于2005年投用，C8蒸发热水塔于2007年投用)。由于灰水水质波动造成填料结垢或除沫器堵塞，可通过改善煤质或者根据水质分析数据，调节絮凝剂和分散剂的加入量，调整后取得了较好的效果，闪蒸带水问题基本得到解决。2．1．2人为因素此类原因造成蒸发热水塔带水比较容易判断，主要是前系统运行不稳定，放水较多，造成蒸发热水塔迅速超压，引起带水；或者是蒸发热水塔操作不稳定。此类问题比较容易解决：加大低压灰水量，使大量闪蒸汽冷凝，降低闪蒸室和热水室压差；同时开大蒸发热水塔酸性气压力调节阀，将压力控制在正常范围内。2．1．3蒸发热水塔除沫器损坏蒸发热水塔高速闪蒸汽气流将热水室顶部的丝网除沫器局部吹翻，造成填料层出现孔洞，闪蒸汽流速变大而造成带水，同时将大量不锈钢鲍尔环带入闪蒸汽管线中而堵塞换热器，造成闪蒸憋万方数据2013年2月 赵 岐等：多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉装置闪蒸系统常见问题原因及处理 3压或负荷转移至后系统，影响系统稳定运行。除沫器被吹翻的主要原因是其安装不牢固，只要提高除沫器安装质量和增加除沫器固定附件即可。由于A8／B。蒸发热水塔出现了丝网除沫器吹翻问题，在C8蒸发热水塔中改用旋流板除沫器，效果较好，未出现旋流板损坏或填料带入后系统的现象，保证了系统稳定运行。2．2蒸发热水塔管端盲板冲刷磨漏气化炉、水洗塔、旋风分离器内高温、高压黑水经压力调节阀迅速减压后冲刷管端盲板，长时间运行后，易造成管端盲板磨损、磨漏。原管端盲板厚度15 mm，材质为碳钢。为防止磨漏，在管端盲板上焊接了材质为65Mn、厚度为30 r—Ⅱn的耐磨板，延长了管端盲板的使用寿命。目前，耐磨板的使用寿命均在6 000 h以上，能够满足生产要求。运行过程中应严格控制高温、高压黑水进蒸发热水塔前压差，不得超过0．300 MPa，防止对耐磨板造成过度冲刷。耐磨板需定期进行检查、测厚，根据磨损情况定期更换。焊接在管端盲板上的耐磨板必须确保牢固可靠，避免在运行中发生脱落。压力调节阀应定时切换(1开1备)，以减轻管端盲板磨损和防止管道堵塞。2．3真空闪蒸罐减压阀后三通冲刷磨漏蒸发热水塔黑水去真空闪蒸罐进一步闪蒸，黑水压力由0．430 MPa迅速减压至一0．056 MPa。几次拆检均未发现黑水减压阀后管端盲板磨损，说明黑水减压后产生的高速酸性气直接通过三通(管径中720 mm×16 mm)进入真空闪蒸汽分离器，易对三通造成磨损，甚至磨漏。定时切换阀门能减轻三通磨损和管道的堵塞，现已更换为内衬耐磨材料的三通，使用效果非常良好。2．4黑水闪蒸管道出现结垢、磨损闪蒸系统管线复杂、弯头较多，在出现系统异常和煤质、水质问题时，易造成管道结垢，甚至堵塞。开、停车时，由于系统设备内壁结的垢片、管道内壁垢片受温度影响而脱落，造成闪蒸系统管道堵塞、磨损。2010年2月检修时发现：A8蒸发热水塔闪蒸室有大量较硬的垢片；黑水管道结垢较严重，弯头处、自调阀前、流量计前结垢更严重。为此，与天津化工研究设计院合作对垢片进行了分析。(1)几种垢样的主要成分是Cac0、，水洗塔和蒸发热水塔的CacO，结垢严重，其所占垢样质量分数高达43．59％和92．38％。(2)在出气化炉黑水垢样和气化炉炉壁垢样的酸不溶物中，Al：O，及Fe：0，之和占总垢样质量分数的70．17％和63．49％。根据工艺流程分析，其原因主要是煤燃烧后，煤中所含的矿物质经氧化、分解剩下的固体残渣(即灰分)在水中逐渐沉淀所致。系统结垢主要原因在于煤种变化和由于排污受限造成灰水中成垢离子浓度升高，如Ca2+质量浓度为500 mg／L时，在高温、高压和高悬浮物工况条件下，会加剧系统结垢，同时CacO，的形成与沉积又会加剧煤燃烧后的灰分的聚集和沉淀。此问题的主要解决措施是调整药剂用量、加大灰水去废水系统输送量、改善水质。3 结语闪蒸系统因黑水含固量高，使管道易磨损、磨漏，通过改用耐磨材料可减轻管道磨损。通过严格控制水质指标、保证水质稳定(浊度、碱度及ca2+，cl一，pH等控制在正常范围内)并及时分析、调整药剂用量、优化工艺操作等措施，避免闪蒸系统出现异常工况，可保证闪蒸系统稳定长周期运行。(收到修改稿日期2012．05．18)驴—驴，驴、护，驴，痧，驴驴痧、护抄，驴驴、驴，护，驴、驴，痧痧、驴、痧、护护，驴，护驴，驴，痧，驴、驴、驴驴驴、痧痧驴驴，护、护驴，驴痧驴驴，护：二，、坚i 为适应我国信息化建设，扩大本刊及作者知识信息交流渠道，本刊已被国内外文献索引、=： 文摘和全文数据库收录，其作者文章著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意文：。： 章被收录，请在来稿时向本刊声明，本刊将做适当处理。翌。? 《化肥工业》编辑部

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