科技簡訊

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自動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Φ 2 650 mm造氣爐，于2010年成功進行了自動下灰技改并穩(wěn)定運行至今。技改時，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，嚴重威脅造氣安全生產(chǎn)。2014年，針對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

自動下灰的原理:在造氣中控微機控制下，利用上灰閥的振動將上灰閥閥座上部160℃左右的灰渣壓至下部灰倉，然后關閉上灰閥，下灰門自動打開后將灰渣排出灰倉外;再關閉下灰圓門后，上灰閥自動開啟，完成1次自動下灰操作。每個循環(huán)上灰閥振動1次，每5個循環(huán)上灰閥關閉自動下灰1次。為防止下灰時粉塵污染環(huán)境，每個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灰渣對閥板和閥座的磨損;②增濕灰渣的污水中酸、堿等物質對高溫閥座的腐蝕。

2上灰閥閥座穿孔的危害

因上灰閥閥座穿孔，自動下灰時上灰閥無法將造氣爐爐內(nèi)的氣體密封，吹風階段的空氣、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，同時造成嚴重的環(huán)境污染，且浪費蒸汽和吹風空氣，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)自動下灰時空氣、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、較嚴重和嚴重3種情況。下灰閥閥座穿孔程度輕微，下灰時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，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重，下灰時空氣或蒸汽、煤氣裹挾灰渣噴出量較多，穿孔一側灰倉周圍有較多的煙塵彌漫;下灰閥閥座穿孔程度嚴重，下灰時大量的空氣或蒸汽、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，造氣主操作人員可暫停自動下灰系統(tǒng)程序，待清除灰渣或檢修作業(yè)完成后恢復自動下灰系統(tǒng)程序;若有檢修時機，按上灰閥閥座穿孔較嚴重的情況處理。

(2)上灰閥閥座穿孔程度較嚴重的處理措施:經(jīng)判定上灰閥的閥座屬較嚴重穿孔，必須熄爐并將造氣爐爐內(nèi)炭排空(采用鏈條機將爐內(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)的殘渣、灰垢清理干凈，查看閥座穿孔程度，對閥座穿孔處及腐蝕嚴重的區(qū)域進行補焊修復;修復后，安裝修復的上灰閥。安裝時，上灰閥閥板與閥座務必嚴密吻合，否則易出現(xiàn)修復后的上灰閥無法關閉到位(嚴密)而需返工的情況。

(3)上灰閥閥座穿孔程度嚴重的處理措施:經(jīng)判定上灰閥的閥座屬嚴重穿孔，必須熄爐、排空造氣爐爐內(nèi)的炭后檢修。檢修時，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改造

1存在的問題

安徽三星化工有限責任公司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Φ 2 200 mm煙氣脫硫塔，利用熱電污水池氨水及脫硫液進行脫硫;脫硫塔利用舊設備改造而成，塔內(nèi)設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。該脫硫塔運行效果不理想，存在以下問題:①由于脫硫塔離引風機距離較遠、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，導致煙氣中的部分二氧化硫還未反應便排出煙囪，在線監(jiān)測值偏大;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，進入煙囪排入大氣。運行時，在線監(jiān)測顯示煙氣中二氧化硫質量濃度最高達到200 mg/m3以上，超出國家環(huán)保標準的要求。

2改造方案

利用拆下的Φ 3 200 mm×18 000 mm廢舊設備改造為脫硫塔主塔，即新增1臺脫硫塔，塔內(nèi)布置1套自主設計制造的旋流板，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#鍋爐引風機出口煙道處接入新增脫硫塔出口與原脫硫塔出口連接，兩塔實現(xiàn)并聯(lián)運行。

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)形分配管進入各霧化噴頭進行霧化，均勻噴灑在煙氣中進行脫硫;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)補充部分氨水后再次進行循環(huán)。

3運行情況

2013年7月，利用停爐檢修機會進行安裝，投入運行后，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入整個系統(tǒng)，水質變化大，造成脫硫塔循環(huán)管和噴頭易堵塞，進而影響脫硫效果。根據(jù)實際情況，加工備用循環(huán)管以及噴頭1套，每2～3個月定期更換1次。

(安徽三星化工有限責任公司安徽渦陽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、老裝置原來單獨利用2臺造氣爐產(chǎn)生的惰氣對生產(chǎn)系統(tǒng)進行置換，系統(tǒng)置換完畢后在脫碳系統(tǒng)出口處放空。因裝置規(guī)模擴大，系統(tǒng)設備規(guī)格變大，氣路變長，每次制惰氣時間均需＞10 h，惰氣的質量和氣量容易波動，影響系統(tǒng)安全，例如惰氣中氧含量超標時就必須及時將惰氣放空，延長了置換時間。

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)出口出來后進入回收氣柜，其放空點設置在脫碳系統(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日老裝置進行了停車檢修，利用新裝置CO2氣體對老裝置進行開車前的系統(tǒng)置換，置換時間＜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(標態(tài))，只是該壓縮機加大了從脫碳系統(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，可利用該管線對新、老裝置CO2氣量進行調節(jié)平衡，對尿素裝置生產(chǎn)穩(wěn)定也有一定促進作用。

不計CO2氣置換所節(jié)約生產(chǎn)臺時，僅計算每次制惰氣所節(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，按型煤價格820元/t、每年進行2次置換計，則新、老裝置年可節(jié)省系統(tǒng)置換費用49.2萬元，同時還增強了系統(tǒng)安全性，簡化了操作，減輕了員工勞動強度。

(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

1存在問題及措施

廣西鹿寨化肥有限責任公司為配套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、設計能力為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、復合肥等3套裝置使用。目前，合成氨裝置的二級電除塵前的洗滌冷卻塔用工業(yè)水(40～50 m3/h)洗滌、冷卻高壓機一段進口的半水煤氣;經(jīng)統(tǒng)計，夏、秋高溫季節(jié)，洗滌冷卻塔進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℃，超出高壓機一段進口的半水煤氣溫度工藝指標(≤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，影響高壓機的干氣吸氣量，造成高壓機的實際打氣量下降，氨產(chǎn)量減少。故擬增加1臺小型氨冷器，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，增強洗滌冷卻塔冷卻半水煤氣的效果，高壓機一段進口半水煤氣溫度可由39℃降低至20℃，提高高壓機的干氣吸氣量，進而提高了氨產(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)液氨氣動調節(jié)閥組調節(jié)減壓后，由下側進入小型氨冷器殼程，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，從小型氨冷器上側排出，經(jīng)氣氨氣動調節(jié)閥組調節(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總管。

3工藝操作指標

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工藝計算

工藝計算條件:按最高半水煤氣溫度50℃、最高工業(yè)水溫度30℃計。

(1)開3臺高壓機負荷時，半水煤氣量約為28 500 m3/h(標態(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，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，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臺高壓機滿負荷運行，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)高壓機一段進口半水煤氣溫度可由39℃降低至20℃，有利于設備的安全運行和提高高壓機的吸氣量，每小時產(chǎn)氨量可提高約6.4%，全年增加經(jīng)濟效益約310萬元。

(廣西鹿寨化肥有限責任公司廣西鹿寨545600陶德波秦俊勇)